通过电化学分子内C-N键的构筑合成3-酰基吲哚嗪类化合物

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含有碳-氮键的结构单元广泛的存在于具有生物活性的天然产物、药物制剂、农药和聚合物材料中。因此,开发出温和、高效的方法来构筑C-N键在有机合成领域中一直备受关注。过渡金属催化的C-N键的构筑是研究最多的方向之一,近些年来已经开发出了很多有效的方法。然而,这些合成方法通常需要化学计量的氧化剂、过渡金属催化剂和配体,必然会产生大量的化学废物。因此,从绿色和可持续发展的观点来看,研究开发出更加经济绿色的方法来进行C-N键的构筑是非常必要的。电化学合成可以避免使用化学氧化剂,从而减少合成步骤中产生的化学废物,提高原子经济性。吲哚嗪类化合物具有广泛的生物活性,但尚缺少使用电化学催化的方法,通过C-N键的构筑来合成这一结构单元的策略。基于以上,我们开发了一种结合非过渡金属媒介的电催化分子内串联环化,从而构筑C-N键的新方法。本文通过电催化的途径,成功实现了分子内的串联环化反应。我们选用2-(吡啶-2-基)戊-4-炔酸酯类化合物作为反应底物,使用碘化物作为媒介,以良好至优异的收率(高达99%)得到了一系列3-酰基吲哚嗪类化合物。该反应有着良好的底物普适性,各种官能团均能很好的兼容,尤其是对于醛基产物的合成,醛基可以很好的电氧化体系下兼容。同时,该反应还可应用于一种具有抗惊厥症活性的分子的合成,以及各种生物活性分子的后期修饰。随后,我们还进行了克级规模的放大量实验,较小量的合成相比有着更高的收率,体现了电化学合成的优越性,非常适用于大规模工业化的合成。合成出的产物也被应用于一系列的后期衍生,实现了对于醛基的各种转化。本文开发了一种新型的电化学C-N键构筑的方法,该反应条件温和,不需要任何的过渡金属催化剂、氧化剂、支持电解质,且原子利用率高,底物普适性广。最后通过一些机理验证实验,提出了该反应可能的机理,为吲哚嗪类化合物的合成提供了又一种有效的方法。
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