芳腈類化合物因其特有的結構單元和多樣化的有機官能團轉化反應能力,成為了有機合成中非常重要的一類化合物。它們廣泛運用于染料、除草劑、農用化學品和光電材料中(J.Miller,J.Manson Acc.Chem Rev.,2001,34,563-570.);也可以作為有機合成中間體,轉化為其它功能型化合物,如:胺、脒、醛、酰胺或其它羧酸衍生物。4-氰基吲哚作為一種典型的芳腈類化合物，受到廣泛的關注。因此，本文將介紹一種溫和的、高效的4-氰基吲哚的制備方法。
制備方法
1、在氮氣氛圍下,將碘化亞銅(3.0mol%,0.7mg),碘化鈉(1.0equiv.,18.7mg)和磁子加入到事先烘烤過的10mL的玻璃耐壓管中。隨后加入二氧六環(huán)(0.2mL)，4-溴吲哚(0.125mmo1,1.0equiv.,24.5mg)和N,N-二甲基乙二胺(10.0mol%,1.1mg)。添加完畢,將玻璃耐壓管置于事先預熱到100℃的金屬模塊中,攪拌10小時。冷卻至室溫,在氮氣氛圍下加入氧化亞銅(20mol%,3.6mg),九羰基二鐵(3mol%,1.4mg),N-甲基吡咯烷酮(0.5mL)和苯硅烷(3.0equiv.,40.6mg)。移除管內空氣并充入二氧化碳(5.0equiv.,15mL)和氨氣(5.0equiv.,15mL)。添加完畢,將反應器置于事先預熱到160℃的金屬模塊中,攪拌10小時。待反應完畢,將反應體系冷卻至室溫并緩慢釋放壓力。使用十二烷作為內標,通過氣相色譜的工作曲線確定其產率為84%[1]。
2、無需特殊保護，在空氣中，向潔凈的單口反應試管中依次加入磁力攪拌子，4-溴吲哚(0.2mmol,1.0equiv)，二乙酰丙酮鎳Ni(acac)2(0.01mmol)，氯化鋁(AlCl3,0.02mmol,10mol%)，聯(lián)二吡啶(dipy,0.04mmol,20mol%)，氧化鋅(ZnO,0.2mmol,1.0equiv)，甲酰胺(1.0mL)和乙二醇二甲醚(1,2-dimethoxyethane,0.5mL)密封反應試管；于140℃下反應12小時后,薄層色譜分析顯示原料溴苯甲醚消耗完全。停止加熱，冷卻；萃取，直接濕法上樣，200-300目硅膠柱層析，乙酸乙酯和石油醚的混合溶劑(1:10)淋洗。分離得4-氰基吲哚化合物22.2mg，產率78%[2]。
3、將6-氰基-2-硝基甲苯(310mg,2mmol)溶于20mL乙腈中，加入DMFDMA(480mg,4mmol),升溫回流5h。TLC監(jiān)測反應完畢,冷卻,減壓濃縮,殘渣用水和少量的乙醇洗滌,得到中間體4。將中間體4加入到50mL10%肼的甲醇溶液中,升溫至50℃,反應8h,TLC監(jiān)測反應完畢,冷卻至室溫,減壓濃縮,柱層析分離純化(石油醚:乙酸乙酯20:1)得到目標化合物。產物檢測數據如下:白色固體,收率49%。1HNMR(600MHz,CDCl3)δ:8.54(brs,1H),7.64(d,J=8.2Hz,1H,7-H),7.49 (dd,J=7.4,0.7Hz,1H,2-H),7.42-7.38(m,1H,6-H),7.26-7.22(m,1H,5-H),6.78 (ddd,J=3.0,2.0,0.9Hz,1H,3-H)[3]。
參考文獻
[1]中國科學院蘭州化學物理研究所蘇州研究院. 一種制備腈類化合物的氰化方法:CN201711274652.4[P]. 2018-05-11.
[2]湘潭大學. 一種以甲酰胺為氰源的芳腈的制備方法:CN201811599527.5[P]. 2019-04-26.
[3]華南農業(yè)大學. 一種吲哚類化合物及其制備方法和應用:CN201810493493.5[P]. 2018-09-14.