銅鹽催化下吲哚與芳硼酸偶聯(lián)反應(yīng)的研究

陳國軍 王興強（長春工程學(xué)院理學(xué)院，吉林 長春130012）

N-芳基吲哚是一類重要的化合物，因為它們廣泛存在于許多天然產(chǎn)物和生物活性藥物中[1],所以出現(xiàn)多種用于合成N-芳基吲哚的方法。銅催化鹵代芳基化合物與氮雜環(huán)化合物之間的Ullmann型[2]偶聯(lián)反應(yīng)是合成N-芳基雜環(huán)化合物的一種直接而廉價的方法。Ullmann反應(yīng)因其反應(yīng)條件苛刻(如溫度高、銅催化劑的化學(xué)計量需要量大、產(chǎn)率低等)而沒有被廣泛的應(yīng)用。當(dāng)選用過渡金屬鈀[3]作為催化劑時，整個反應(yīng)條件變得溫和。

由于銅催化劑價格便宜而重新引起人們的興趣。通過選擇合適的銅源、堿、配體和其他助劑，唑類化合物與芳基硼酸[4]之間的交叉偶聯(lián)反應(yīng)可以順利進行。將芳硼酸作為偶聯(lián)劑是一個顯著的改進，因為芳硼酸具有穩(wěn)定、低毒、良好的官能團耐受性等優(yōu)點。

據(jù)我們所知，不帶取代基的吲哚和與芳基硼酸的偶聯(lián)反應(yīng)還沒有報道，我們致力于探索這一過程。

1 實驗部分

反應(yīng)均在氧氣保護條件下進行。叔丁醇、CuCl 和t-BuOK均為買來后直接使用。

2 結(jié)果與討論

我們選擇吲哚與4-甲氧基苯硼酸之間的偶聯(lián)反應(yīng)來優(yōu)化反應(yīng)條件。（見表1）

圖1 吲哚1 與4-甲氧基苯硼酸2 之間的偶聯(lián)反應(yīng)

我們選用吲哚和4-甲氧基苯硼酸間的偶聯(lián)反應(yīng)來優(yōu)化反應(yīng)條件，選擇CuCl作為催化劑。經(jīng)過對溶劑、堿及反應(yīng)溫度等條件的探討，我們發(fā)現(xiàn)此偶聯(lián)反應(yīng)的最佳反應(yīng)條件為：在3mL叔丁醇中加入0.5mmol 的吲哚、1.0mmol 的4-甲氧基苯硼酸、1.5 mmol 的t-BuOK 和5 mol%的CuCl 催化劑，使之在60℃下反應(yīng)22小時，反應(yīng)的收率達到了80%。最佳反應(yīng)條件確定后，我們繼續(xù)研究最佳反應(yīng)條件的普適性。

表1 偶聯(lián)反應(yīng)條件的優(yōu)化[a]

表2 吲哚與各種芳硼酸在(2a-e)最優(yōu)條件下的偶聯(lián)反應(yīng)[a]

從表2中我們可以看出，在最佳反應(yīng)條件下，吲哚可以與帶有供電子取代基的芳硼酸（第1 行至第3 行）、不帶取代基的芳硼酸（第4行）和帶有吸電子取代基的芳硼酸（第5行至第6行）發(fā)生有效的偶聯(lián)反應(yīng)，都能夠達到很高的收率，收率范圍為80%—90%。

3 結(jié)語

在本研究中，我們選用CuCl 作為催化劑，使吲哚與芳硼酸發(fā)生了有效的偶聯(lián)反應(yīng)。本方法成功地將芳硼酸引入到反應(yīng)體系中，擴大了此方法的應(yīng)用范圍。