芳腈类化合物因其特有的结构单元和多样化的有机官能团转化反应能力,成为了有机合成中非常重要的一类化合物。它们广泛运用于染料、除草剂、农用化学品和光电材料中(J.Miller,J.Manson Acc.Chem Rev.,2001,34,563-570.);也可以作为有机合成中间体,转化为其它功能型化合物,如:胺、脒、醛、酰胺或其它羧酸衍生物。4-氰基吲哚作为一种典型的芳腈类化合物，受到广泛的关注。因此，本文将介绍一种温和的、高效的4-氰基吲哚的制备方法。
制备方法
1、在氮气氛围下,将碘化亚铜(3.0mol%,0.7mg),碘化钠(1.0equiv.,18.7mg)和磁子加入到事先烘烤过的10mL的玻璃耐压管中。随后加入二氧六环(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)。添加完毕,将玻璃耐压管置于事先预热到100℃的金属模块中,搅拌10小时。冷却至室温,在氮气氛围下加入氧化亚铜(20mol%,3.6mg),九羰基二铁(3mol%,1.4mg),N-甲基吡咯烷酮(0.5mL)和苯硅烷(3.0equiv.,40.6mg)。移除管内空气并充入二氧化碳(5.0equiv.,15mL)和氨气(5.0equiv.,15mL)。添加完毕,将反应器置于事先预热到160℃的金属模块中,搅拌10小时。待反应完毕,将反应体系冷却至室温并缓慢释放压力。使用十二烷作为内标,通过气相色谱的工作曲线确定其产率为84%[1]。
2、无需特殊保护，在空气中，向洁净的单口反应试管中依次加入磁力搅拌子，4-溴吲哚(0.2mmol,1.0equiv)，二乙酰丙酮镍Ni(acac)2(0.01mmol)，氯化铝(AlCl3,0.02mmol,10mol%)，联二吡啶(dipy,0.04mmol,20mol%)，氧化锌(ZnO,0.2mmol,1.0equiv)，甲酰胺(1.0mL)和乙二醇二甲醚(1,2-dimethoxyethane,0.5mL)密封反应试管；于140℃下反应12小时后,薄层色谱分析显示原料溴苯甲醚消耗完全。停止加热，冷却；萃取，直接湿法上样，200-300目硅胶柱层析，乙酸乙酯和石油醚的混合溶剂(1:10)淋洗。分离得4-氰基吲哚化合物22.2mg，产率78%[2]。
3、将6-氰基-2-硝基甲苯(310mg,2mmol)溶于20mL乙腈中，加入DMFDMA(480mg,4mmol),升温回流5h。TLC监测反应完毕,冷却,减压浓缩,残渣用水和少量的乙醇洗涤,得到中间体4。将中间体4加入到50mL10%肼的甲醇溶液中,升温至50℃,反应8h,TLC监测反应完毕,冷却至室温,减压浓缩,柱层析分离纯化(石油醚:乙酸乙酯20:1)得到目标化合物。产物检测数据如下:白色固体,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]。
参考文献
[1]中国科学院兰州化学物理研究所苏州研究院. 一种制备腈类化合物的氰化方法:CN201711274652.4[P]. 2018-05-11.
[2]湘潭大学. 一种以甲酰胺为氰源的芳腈的制备方法:CN201811599527.5[P]. 2019-04-26.
[3]华南农业大学. 一种吲哚类化合物及其制备方法和应用:CN201810493493.5[P]. 2018-09-14.