CN110256327A - 一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法 - Google Patents

一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2‑吲哚酮类化合物的方法，包括在有机溶剂、水或有机溶剂的水溶液中，以氢硅烷为促进剂，在氧化剂和铁催化剂作用下，由吲哚类化合物(I)制得2‑吲哚酮类化合物(II)。本发明方法具有催化剂来源广泛、廉价和环保的优势；氧化剂来源广泛、廉价和绿色环保的优势；反应条件温和、选择性高和产率高；底物来源广泛且稳定；底物官能团相容性好且底物的适用范围广；复杂小分子可兼容，能很好的转化成酮。

Description

一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法
技术领域
本发明涉及一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法，属于2-吲哚酮类化合物合成技术领域。
背景技术
吲哚作为一种天然产物和药物中间体，具有非常普遍和广泛的应用。2-吲哚酮的骨架常见于天然产物和药物活性分子中，因此，发明一种通用、高效、安全和经济的合成2-吲哚酮类化合物的方法具有重要的研究意义和应用价值。吲哚类化合物广泛存在于天然产物中，来源广泛；研究其作为原料来合成高附加值的产品具有重要的意义。在目前的氧化吲哚化合物反应中仍然存在一些挑战，例如反应需要昂贵的钯催化；需要配体，而配体价格昂贵有毒并且难回收；需要使用昂贵的计量氧化剂(Xinpeng Jiang,Cong Zheng,andChuanming Yu,European Journal of Organic Chemistry,2018(12),1437-1442)；需要强碱或强酸作为添加剂，对环境造成了负担，并导致官能团相容性差，适用范围窄的问题(R.B.Labroo,L.A.Cohen,J.Org.Chem.1990,55,4901–4904)。铁具有天然丰度大、价格低廉和毒性小，是理想的催化剂金属。发展铁催化的方法一直是研究的热点和难点。然而迄今为止，直接有效的铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法尚未见诸报道。
发明内容
发明目的：本发明目的是解决现有2-吲哚酮类化合物需要贵金属催化，需要用到强碱强酸和/或昂贵的氧化剂，导致反应总收率较低、官能团相容性差、适用范围窄、产生废物排放多以及不环保的问题，提供一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法，该方法只需要一步反应，不需要碱和酸参与，同时具有催化剂来源广泛、廉价和环保的特点；氧化剂廉价、绿色环保；底物来源广泛和稳定；反应条件温和，选择性好和产率高；底物官能团相容性好；复杂小分子能高效合成相应的2-吲哚酮类化合物。
技术方案：为达到上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法，包括在有机溶剂、水或有机溶剂的水溶液中，以氢硅烷为促进剂，在氧化剂和铁催化剂作用下，由吲哚类化合物(I)制得2-吲哚酮类化合物(II)；
反应通式表示如下：
式中：
R1任意选自氢、C1～C20的烷基、C1～C20的烷基酮基、3-6元环烷基、C1～C20的烷基环烷基、C1～C20酰基、C1～C20芳基、C1～C20烷基芳基、C1～C20杂芳基、C1～C20烷基杂芳基中的一种，以上基团为取代或非取代的；
R2任意选自氢、卤素、硝基、羟基、氰基、氨基、C1～C20的烷基、C1～C20的烷基酮基、C1～C20酰基、C1～C20的烷氧酰基、C1～C20烷基芳基、C1～C20的芳基烷氧基、C1～C20杂芳基、C1～C20烷基杂芳基、C1～C20烯基杂芳基、C1～C20醚基、C1～C20环烷基氧基、C1～C20的烷氧基中的一种，以上基团为取代或非取代的，R2为单取代或者多取代；
R3任意选自氢、醛基、C1～C20醚基、C1～C20的烷基、C1～C20的烷基酮基，C1～C20的烷氧基、C1～C20芳基、C1～C20烷基芳基、C1～C20杂芳基、C1～C20烷基杂芳基、C1～C20的芳基烷氧基、C1～C20烷基酸烷基酯基中的一种，以上基团为取代或非取代的；
优选：
各基团中的芳基为取代或非取代的苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基中的一种，杂芳基为含N、O或S的五至十三元环的杂芳基，环烷基为3-6元环烷基，R2为单取代或者双取代。
所述C1～C20的烷基为取代的烷基时，取代基选自卤素、硝基、羟基、氰基或氨基；
所述C1～C20醚基为取代的醚基时，取代基选自卤素、硝基、羟基、氰基或氨基。
所述铁催化剂选自四氧化三铁、氟化亚铁、三氟甲磺酸铁、氯化亚铁、乙酰丙酮亚铁、草酸铁、2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮铁、乙酰丙酮铁、2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮亚铁、溴化亚铁、硫酸铁、1,3-二苯基丙二酮亚铁、氧化铁、1,3-二苯基丙二酮铁、氟化铁、苯甲酰丙酮亚铁、苯甲酰丙酮铁、硫酸亚铁铵、铁氰化亚铁、碘化铁、三氟甲磺酸亚铁、铁氰化铁、醋酸亚铁、三氯化铁、硫酸亚铁、草酸亚铁、溴化铁、碘化亚铁中的一种。
所述氢硅烷选自1,1,2,2-四苯基二硅烷、苯硅烷、三甲氧基硅烷、氯甲基(二甲基)硅烷、二甲基乙基硅烷、苄基二甲基硅烷、三异丙基硅烷、三(三甲硅基)硅烷、二氯苯基硅烷、二叔丁基氯硅烷、四(二甲基硅氧基)硅烷、二苯基氯硅烷、乙基二氯硅烷、异丙氧基苯基硅烷、二叔丁基硅烷、甲基二苯基硅烷、甲基二氯硅烷、二苯基硅烷、甲基二乙氧基硅烷、1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、三乙氧基硅烷、叔丁基二甲基硅烷、二异丙基氯代硅烷、二甲基苯基硅烷、1,4-双(二甲基甲硅烷基)苯、1,3-双(3,3,3-三氟丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅代氧烷、二甲氧基(甲基)硅烷、二甲基一氯硅烷、二甲基乙氧基硅烷、二甲基甲基氢(硅氧烷与聚硅氧烷)、1,1,3,3-四异丙基二硅氧烷、聚甲基氢硅氧烷、甲基苯基硅油、三乙基硅烷、四(二甲基硅)硅烷、二乙基硅烷、五甲基二硅氧烷、苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷中的一种。
所述有机溶剂选自异丙醇、仲丁醇、叔戊醇、1,3-丙二醇、甲醇、N,N-二甲酰胺、乙醇、乙二醇、正丙醇、异戊醇、正丁醇、2-甲基-2-丁醇、2-戊醇、异丁醇、甘油、3-甲氧基丁醇、叔丁醇、三氟乙醇、3-戊醇、环戊醇、正戊醇、N,N-二乙酰胺、乙酸乙酯、1,4-二氧六环、四氢呋喃、乙腈、苯腈、甲苯、二氯甲烷、4-甲基-2-戊醇、1,2-二氯乙烷、二甲亚砜、聚乙二醇200-10000中的一种。
所述有机溶剂的水溶液中，有机溶剂与水的体积比为1:(1～100)。
所述氧化剂选自空气、氧气、过氧化苯甲酰、过氧化氢、过氧硫酸钾、过醋酸、过甲酸、过氧化甲乙酮、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧单磺酸钾、过氧焦磷酸钾、3-氯过氧苯甲酸、过硫酸铵、过氧化环己酮、过苯甲酸特丁酯。
所述吲哚类化合物(I)、氢硅烷、氧化剂、铁催化剂的摩尔比为1:(0.5～50):(0.5～100):(0.001～10)；所述吲哚类化合物(I)与有机溶剂的质量比为1:(5～1000)。
所述反应的温度为20～150℃，时间为0.25～60h。
本发明中术语：
“C1～C20的烷基”表示含有1至20个碳原子的饱和烷基。
“C1～C20的烷基酮基”表示含有1至20个碳原子的烷基酮，其中烷基碳上的氢被取代所形成的基团，如丙酮基、丁酮基等。
“3-6元环烷基”表示包括3到6个成环碳原子的环烷烃，其中成环碳原子上的氢被取代所形成的基团，如等。
“C1～C20的烷基环烷基”表示含有1到20个碳原子的，且包含烷基取代基的环烷烃，其中烷基取代基上的氢被取代所形成的基团，如等。
“C1～C20酰基”表示含有1到20个碳原子的酰基，如甲酰基，乙酰基等。
“C1～C20芳基”表示含有1到20个碳原子的芳香烃，其中成环碳原子上的氢被取代所形成的基团，如苯基、萘基、联苯基等。
“C1～C20烷基芳基”表示含有1到20个碳原子的，且包含烷基取代基的芳香烃，其中烷基取代基上的氢被取代所形成的基团，如苄基等。
“C1～C20杂芳基”表示含有1到20个碳原子的杂芳烃，其中成环碳原子上的氢被取代所形成的基团，如吡啶、哌啶、咪唑、吡咯等。
“C1～C20烷基杂芳基”表示含有1到20个碳原子的，且包含烷基取代基的杂芳烃，其中烷基取代基上的氢被取代所形成的基团，如等。
“C1～C20烯基杂芳基”表示含有1到20个碳原子的，且包含烯基取代基的杂芳烃，其中烯基取代基上的氢被取代所形成的基团，如等。
“C1～C20醚基”表示含有1至20个碳原子的烷基醚，其中烷基碳上的氢被取代所形成的基团，如甲醚基等。
“C1～C20的烷氧基”表示含有1至20个碳原子的烷基氧基，如-O-C9H19、-O-CH3等。
“C1～C20环烷基氧基”表示含有1至20个碳原子的，且成环碳原子上连接有羟基的环烷基醇，其中氧原子上的氢被取代所形成的基团，如等。
“C1～C20的芳基烷氧基”表示含有1至20个碳原子的，且包含烷基醇取代基的芳香醇，其中氧原子上的氢被取代所形成的基团，如苄氧基等。
“C1～C20的烷氧酰基”表示含有1至20个碳原子的烷氧酰基，如甲氧酰基等。
“C1～C20烷基酸烷基酯基”表示含有1至20个碳原子的烷基酸烷基酯，酯链碳原子上的氢被取代所形成的基团，如等。
技术效果：与现有技术相比，本发明具有以下优势：
(1)本发明提供了一种氢硅烷促进的铁催化氧化剂氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的新方法，该方法只需一步反应，无需碱和酸的参与，且具有催化剂、促进剂和氧化剂廉价、来源广泛和环保的独特优势；反应条件温和，且选择性高和产率高；底物来源广泛、稳定和易于处理；底物官能团相容性好且底物的适用范围广。
(2)本发明提供的2-吲哚酮类化合物合成方法简单易行和安全，一步法直接得到2-吲哚酮类化合物，在优化的反应条件之下，目标产品分离后收率高达95％，是一种通用、高效、经济和环境友好的合成2-吲哚酮类化合物的方法。
(3)本发明的方法之所以能够使用理想的铁为催化剂进行反应，关键在于使用了氢硅烷为促进剂，活化了铁催化剂，原位形成了高活性催化物种，使反应能够在非常温和的条件下进行绿色氧化剂氧化2-吲哚酮类化合物，特别是对复杂的底物也能取得理想的催化效果。
(4)本发明的方法合成的2-吲哚酮类化合物可以作为药物或天然生物活性分子，同时是重要的有机中间体，广泛应用于医药中间体和高附加值精细化学品的合成。。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明。
实施例1
化合物1的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入四氧化三铁(0.05mmol)，吲哚1a(0.5mmol)，1,1,2,2-四甲基二硅氧烷(1.5mmol)和异丙醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在100℃下反应2h。反应结束，直接层析分离得到产率86％。
实施例2
化合物2的合成：
氧气中，25mL反应瓶中依次加入氟化亚铁(0.05mmol)，吲哚1b(0.5mmol)，苯硅烷(1.5mmol)和仲丁醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在回流条件下反应4h。反应结束，直接层析分离得到产率90％。
实施例3
化合物3的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入三氟甲磺酸铁(0.05mmol)，吲哚1c(0.5mmol)，三甲氧基硅烷(1.5mmol)，过氧化苯甲酰(2mmol)和叔戊醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在回流条件下反应12h。反应结束，直接层析分离得到产率76％。
实施例4
化合物4的合成
空气中，25mL反应瓶中依次加入氯化亚铁(0.05mmol)，吲哚1d(0.5mmol)，氯甲基(二甲基)硅烷(1.5mmol)，过氧化氢(2.2mmol)，1,3-丙二醇(1.5mL)和水(0.5mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在80℃下反应10h。反应结束，加入氨水(0.5mL)，并搅拌1h。紧接着，加入水(5mL)，并用***萃取(5mL×3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率90％。
实施例5
化合物5的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入乙酰丙酮亚铁(0.02mmol)，吲哚1e(0.5mmol)，二甲基乙基硅烷(2.0mmol)，过氧硫酸钾(2mmol)和甲醇(2mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在40℃下反应4h。反应结束，直接层析分离得到产率88％。
实施例6
化合物6的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入草酸铁(0.02mmol)，吲哚1f(0.5mmol)，苄基二甲基硅烷(2.0mmol)，过醋酸(2.5mmol)和N,N-二甲酰胺(4.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在120℃下反应24h。反应结束，直接层析分离得到产率65％。
实施例7
化合物7的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮铁(0.05mmol)，吲哚1g(0.5mmol)，三异丙基硅烷(2.0mmol)，过甲酸(2mmol)和乙醇(10.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在80℃下反应3h。反应结束，直接层析分离得到产率75％。
实施例8
化合物8的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入乙酰丙酮铁(0.05mmol)，吲哚1h(0.5mmol)，三(三甲硅基)硅烷(2.0mmol)，过氧化甲乙酮(2mmol)和乙二醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在室温下反应24h。反应结束，直接层析分离得到产率66％。
实施例9
化合物9的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮亚铁(0.05mmol)，吲哚1i(0.5mmol)，二叔丁基氯硅烷(2.0mmol)，叔丁基过氧化氢(2mmol)和正丙醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在室温下反应24h。反应结束，直接层析分离得到产率71％。
实施例10
化合物10的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入溴化亚铁(0.05mmol)，吲哚1j(0.5mmol)，四(二甲基硅氧基)硅烷(2.0mmol)，过氧化二叔丁基(2mmol)和异戊醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在60℃下反应12h。反应结束，直接层析分离得到产率67％。
实施例11
化合物11的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入硫酸铁(0.05mmol)，吲哚1k(0.5mmol)，二苯基氯硅烷(2.0mmol)，过氧单磺酸钾(2.6mmol)和正丁醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在100℃下反应12h。反应结束，直接层析分离得到产率68％。
实施例12
化合物12的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入1,3-二苯基丙二酮亚铁(0.06mmol)，吲哚1l(0.5mmol)，乙基二氯硅烷(2.0mmol)，过氧焦磷酸钾(2mmol)和2-甲基-2-丁醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在回流下反应24h。反应结束，直接层析分离得到产率66％。
实施例13
化合物13的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入氧化铁(0.001mmol)，吲哚1m(0.5mmol)，异丙氧基苯基硅烷(2.0mmol)，3-氯过氧苯甲酸(2mmol)和2-戊醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在40℃下反应11h。反应结束，直接层析分离得到产率72％。
实施例14
化合物14的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入1,3-二苯基丙二酮铁(0.05mmol)，吲哚1n(0.5mmol)，二叔丁基硅烷(2.0mmol)，过硫酸铵(2mmol)和异丁醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在20℃下反应20h。反应结束，直接层析分离得到产率81％。
实施例15
化合物15的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入氟化铁(0.05mmol)，吲哚1o(0.5mmol)，甲基二苯基硅烷(2.0mmol)，过氧化环己酮(2mmol)和甘油(3.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在室温下反应24h。反应结束，直接层析分离得到产率70％。
实施例16
化合物16的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入苯甲酰丙酮亚铁(0.05mmol)，吲哚1p(0.5mmol)，甲基二氯硅烷(2.0mmol)，过苯甲酸特丁酯(2mmol)和3-甲氧基丁醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在80℃下反应4h。反应结束，直接层析分离得到产率90％。
实施例17
化合物17的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入苯甲酰丙酮铁(0.05mmol)，吲哚1q(0.5mmol)，二苯基硅烷(2.0mmol)，过氧化氢(2mmol)和叔丁醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在回流条件下反应24h。反应结束，直接层析分离得到产率65％。
实施例18
化合物18的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入硫酸亚铁铵(0.05mmol)，吲哚1r(0.5mmol)，甲基二乙氧基硅烷(2.0mmol)，叔丁基过氧化氢(2mmol)和三氟乙醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在50℃下反应10h。反应结束，直接层析分离得到产率87％。
实施例19
化合物19的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入铁氰化亚铁(0.05mmol)，吲哚1s(0.5mmol)，1,1,3,3-四甲基二硅烷氧烷(2.0mmol)和3-戊醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在80℃下反应24h。反应结束，反应结束，直接层析分离得到产率84％。
实施例20
化合物20的合成：
氧气中，25mL反应瓶中依次加入碘化铁(0.05mmol)，吲哚1t(0.5mmol)，三乙氧基硅烷(2.0mmol)，环戊醇(0.5mL)和水(1.5mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在120℃下反应6h。反应结束，加入氨水(0.5mL)，并搅拌1h。紧接着，加入水(5mL)，并用***萃取(5mL×3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率90％。
实施例21
化合物21的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入三氟甲磺酸亚铁(0.2mmol)，吲哚1u(0.5mmol)，叔丁基二甲基硅烷(2.0mmol)，过氧化苯甲酰(2mmol)和正戊醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在30℃下反应12h。反应结束，直接层析分离得到产率69％。
实施例22
化合物22的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入铁氰化铁(0.05mmol)，吲哚1v(0.5mmol)，二异丙基氯代硅烷(2.0mmol)，过氧化氢(2mmol)和N,N-二乙酰胺(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在50℃下反应4h。反应结束，直接层析分离得到产率92％。
实施例23
化合物23的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入醋酸亚铁(0.05mmol)，吲哚1w(0.5mmol)，二甲基苯基硅烷(2.0mmol)，过醋酸(2mmol)和乙酸乙酯(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在80℃下反应2h。反应结束，直接层析分离得到产率74％。
实施例24
化合物24的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入三氯化铁(0.05mmol)，吲哚1x(0.5mmol)，1,4-双(二甲基硅烷基)苯(2.0mmol)，过氧化甲乙酮(2mmol)和1,4-二氧六环(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在80℃下反应2h。反应结束，直接层析分离得到产率81％。
实施例25
化合物25的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入硫酸亚铁(0.05mmol)，吲哚1y(0.5mmol)，1,3-(3,3,3-三氟丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅代氧烷(2.0mmol)，过醋酸(2.2mmol)和四氢呋喃(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在70℃下反应3h。反应结束，直接层析分离得到产率90％。
实施例26
化合物26的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入草酸亚铁(0.05mmol)，吲哚1z(0.5mmol)，二甲氧基(甲基)硅烷(2.0mmol)，过氧化氢(2mmol)，乙腈(1.5mL)和水(0.5mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在80℃下反应2h。反应结束，直接层析分离得到产率80％。
实施例27
化合物27的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入溴化铁(0.05mmol)，吲哚1aa(0.5mmol)，二甲基一氯硅烷(2.0mmol)，过硫酸铵(10mmol)和苯腈(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在80℃下反应9h。反应结束，直接层析分离得到产率85％。
实施例28
化合物28的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入碘化亚铁(0.05mmol)，吲哚1ab(0.5mmol)，二甲基乙氧基硅烷(4.0mmol)，过氧单黄酸钾(2mmol)和甲苯(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在80℃下反应4h。反应结束，直接层析分离得到产率90％。
实施例29
化合物29的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入乙酰丙酮亚铁(0.05mmol)，吲哚1ac(0.5mmol)，二甲基甲基氢(硅氧烷与聚硅氧烷)(2.0mmol)，过氧硫酸钾(2mmol)和二氯甲烷(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在80℃下反应5h。反应结束，直接层析分离得到产率82％。
实施例30
化合物30的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入氯化亚铁(0.05mmol)，吲哚1ad(0.5mmol)，1,1,3,3-四异丙基二硅氧烷(2.0mmol)，过氧化氢(2mmol)和4-甲基-2-戊醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在70℃下反应3h。反应结束，直接层析分离得到产率76％。
实施例31
化合物31的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入三氯化铁(0.05mmol)，吲哚1ae(0.5mmol)，聚甲基氢硅氧烷(2.0mmol)，叔丁基过氧化氢(2mmol)和1,2-二氯乙烷(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在80℃下反应10h。反应结束，直接层析分离得到产率67％。
实施例32
化合物32的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入碘化铁(0.05mmol)，吲哚1af(0.5mmol)，甲基苯基硅油(2.0mmol)，过氧化甲乙酮(2mmol)和二甲亚砜(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在80℃下反应2h。反应结束，直接层析分离得到产率89％。
实施例33
化合物33的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入氯化亚铁(0.05mmol)，吲哚1ag(0.5mmol)，三乙基硅烷(2.0mmol)，过氧化氢(2mmol)和聚乙二醇1000(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在60℃下反应6h。反应结束，直接层析分离得到产率91％。
实施例34
化合物34的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入乙酰丙酮铁(0.05mmol)，吲哚1ah(0.5mmol)，四(二甲基硅)硅烷(2.0mmol)，过氧化氢(2mmol)和叔丁醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在60℃下反应10h。反应结束，直接层析分离得到产率82％。
实施例35
化合物35的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入氯化铁(0.05mmol)，吲哚1ai(0.5mmol)，二乙基硅烷(2.0mmol)，叔丁基过氧化氢(2mmol)和乙醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在80℃下反应2h。反应结束，直接层析分离得到产率67％。
实施例36
化合物36的合成：
常压氧气中，25mL反应瓶中依次加入醋酸亚铁(0.05mmol)，吲哚1aj(0.5mmol)，五甲基二硅氧烷(2.0mmol)，乙腈(1.5mL)和水(0.1mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在80℃下反应2h。反应结束，加入氨水(0.5mL)，并搅拌1h。紧接着，加入水(5mL)，并用***萃取(5mL×3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率71％。
实施例37
化合物37的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入氯化亚铁(0.05mmol)，吲哚1ak(0.5mmol)，苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷(2.0mmol)，过氧化氢(2mmol)和聚乙二醇200(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在80℃下反应2h。反应结束，直接层析分离得到产率62％。
实施例38
化合物38的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入氯化铁(0.5mmol)，吲哚1al(0.5mmol)，苄基二甲基硅烷(2.0mmol)，过氧化氢(2mmol)和叔丁醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在80℃下反应2h。反应结束，直接层析分离得到产率78％。
实施例39
化合物39的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入溴化铁(0.05mmol)，吲哚1am(0.5mmol)，三乙基硅烷(2.0mmol)，过硫酸铵(2mmol)和乙醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在80℃下反应4h。反应结束，直接层析分离得到产率95％。
实施例40
化合物40的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入氯化亚铁(0.05mmol)，吲哚1an(0.5mmol)，1,1,3,3-四异丙基二硅氧烷(2.0mmol)，过氧化氢(2mmol)和乙醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在80℃下反应5h。反应结束，直接层析分离得到产率76％。
实施例41
化合物41的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入溴化亚铁(0.05mmol)，吲哚1ao(0.5mmol)，1,1,3,3-四异丙基二硅氧烷(2.0mmol)，过氧化氢(2mmol)和叔丁醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在80℃下反应2h。反应结束，直接层析分离得到产率78％。
实施例42
化合物42的合成：
空气中，25mL反应瓶中依次加入氯化亚铁(0.1mmol)，吲哚1ap(0.5mmol)，四(二甲基硅)硅烷(2.0mmol)，过氧化氢(2mmol)和乙醇(2.0mL)。室温下混合均匀后，反应混合物在80℃下反应6h。反应结束，直接层析分离得到产率90％。
实施例1～42的原料和产物结构式及对应的实验结果如下表1所示：
表1 原料、产物、反应时间及实验结果
以上所述，仅作为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，本发明中的各种铁催化剂理论上都能与氢硅烷形成高活性的铁催化剂物种，从而有利于反应的顺利进行；氢硅烷是发生吲哚双键氧化反应所必须的促进剂，利用的是其硅氢的还原性，理论上给出的各种氢硅烷都具有一定的还原性，都应能取得类似之效果；各种氧化剂是反应的供氧剂，是氧化剂，也是反应物，理论上给出的各种氧化剂都具有一定的氧化性，都应能取得类似之效果；吲哚类底物发生反应的化学键是碳-碳双键，而其取代基影响的是双键的电子云密度大小以及反应时的空间位阻大小，即取代基的修饰只是一定程度上影响反应，不对反应的发生起决定作用。任何熟悉本专业的技术人员不难理解，在不脱离本发明技术方案范围内，当可进行变动或修饰得到相应的实施例，例如对于所述的取代基可在本发明范围内进行替换、改变或修饰，均可以实现本发明方法。但凡是未脱离本发明技术方案的宗旨，依据本发明的对以上实施例所作的任何修改、修饰或等同与等效的变化，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法，其特征在于，包括在有机溶剂、水或有机溶剂的水溶液中，以氢硅烷为促进剂，在氧化剂和铁催化剂作用下，由吲哚类化合物(I)制得2-吲哚酮类化合物(II)；
反应通式表示如下：
式中：
R1任意选自氢、C1～C20的烷基、C1～C20的烷基酮基、3-6元环烷基、C1～C20的烷基环烷基、C1～C20酰基、C1～C20芳基、C1～C20烷基芳基、C1～C20杂芳基、C1～C20烷基杂芳基中的一种，以上基团为取代或非取代的；
R2任意选自氢、卤素、硝基、羟基、氰基、氨基、C1～C20的烷基、C1～C20的烷基酮基、C1～C20酰基、C1～C20的烷氧酰基、C1～C20烷基芳基、C1～C20的芳基烷氧基、C1～C20杂芳基、C1～C20烷基杂芳基、C1～C20烯基杂芳基、C1～C20醚基、C1～C20环烷基氧基、C1～C20的烷氧基中的一种，以上基团为取代或非取代的，R2为单取代或者多取代；
R3任意选自氢、醛基、C1～C20醚基、C1～C20的烷基、C1～C20的烷基酮基，C1～C20的烷氧基、C1～C20芳基、C1～C20烷基芳基、C1～C20杂芳基、C1～C20烷基杂芳基、C1～C20的芳基烷氧基、C1～C20烷基酸烷基酯基中的一种，以上基团为取代或非取代的。
2.根据权利要求1所述的一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法，其特征在于：
各基团中的芳基为取代或非取代的苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基中的一种，杂芳基为含N、O或S的五至十三元环的杂芳基，环烷基为3-6元环烷基，R2为单取代或者双取代；
所述C1～C20的烷基为取代的烷基时，取代基选自卤素、硝基、羟基、氰基或氨基；
所述C1～C20醚基为取代的醚基时，取代基选自卤素、硝基、羟基、氰基或氨基。
3.根据权利要求1所述的一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法，其特征在于，所述铁催化剂选自四氧化三铁、氟化亚铁、三氟甲磺酸铁、氯化亚铁、乙酰丙酮亚铁、草酸铁、2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮铁、乙酰丙酮铁、2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮亚铁、溴化亚铁、硫酸铁、1,3-二苯基丙二酮亚铁、氧化铁、1,3-二苯基丙二酮铁、氟化铁、苯甲酰丙酮亚铁、苯甲酰丙酮铁、硫酸亚铁铵、铁氰化亚铁、碘化铁、三氟甲磺酸亚铁、铁氰化铁、醋酸亚铁、三氯化铁、硫酸亚铁、草酸亚铁、溴化铁、碘化亚铁中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法，其特征在于，所述氢硅烷选自1,1,2,2-四苯基二硅烷、苯硅烷、三甲氧基硅烷、氯甲基(二甲基)硅烷、二甲基乙基硅烷、苄基二甲基硅烷、三异丙基硅烷、三(三甲硅基)硅烷、二氯苯基硅烷、二叔丁基氯硅烷、四(二甲基硅氧基)硅烷、二苯基氯硅烷、乙基二氯硅烷、异丙氧基苯基硅烷、二叔丁基硅烷、甲基二苯基硅烷、甲基二氯硅烷、二苯基硅烷、甲基二乙氧基硅烷、1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、三乙氧基硅烷、叔丁基二甲基硅烷、二异丙基氯代硅烷、二甲基苯基硅烷、1,4-双(二甲基甲硅烷基)苯、1,3-双(3,3,3-三氟丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅代氧烷、二甲氧基(甲基)硅烷、二甲基一氯硅烷、二甲基乙氧基硅烷、二甲基甲基氢(硅氧烷与聚硅氧烷)、1,1,3,3-四异丙基二硅氧烷、聚甲基氢硅氧烷、甲基苯基硅油、三乙基硅烷、四(二甲基硅)硅烷、二乙基硅烷、五甲基二硅氧烷、苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法，其特征在于，所述有机溶剂选自异丙醇、仲丁醇、叔戊醇、1,3-丙二醇、甲醇、N,N-二甲酰胺、乙醇、乙二醇、正丙醇、异戊醇、正丁醇、2-甲基-2-丁醇、2-戊醇、异丁醇、甘油、3-甲氧基丁醇、叔丁醇、三氟乙醇、3-戊醇、环戊醇、正戊醇、N,N-二乙酰胺、乙酸乙酯、1,4-二氧六环、四氢呋喃、乙腈、苯腈、甲苯、二氯甲烷、4-甲基-2-戊醇、1,2-二氯乙烷、二甲亚砜、聚乙二醇200-10000中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法，其特征在于，所述有机溶剂的水溶液中，有机溶剂与水的体积比为1:(1～100)。
7.根据权利要求1所述的一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法，其特征在于，所述氧化剂选自空气、氧气、过氧化苯甲酰、过氧化氢、过氧硫酸钾、过醋酸、过甲酸、过氧化甲乙酮、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧单磺酸钾、过氧焦磷酸钾、3-氯过氧苯甲酸、过硫酸铵、过氧化环己酮、过苯甲酸特丁酯。
8.根据权利要求1所述的一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法，其特征在于，所述吲哚类化合物(I)、氢硅烷、氧化剂、铁催化剂的摩尔比为1:(0.5～50):(0.5～100):(0.001～10)；所述吲哚类化合物(I)与有机溶剂的质量比为1:(5～1000)。
9.根据权利要求1所述的一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法，其特征在于，所述反应的温度为20～150℃，时间为0.25～60h。
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