论文总字数：13844字

摘 要

吲哚类物质均具有双环结构，属于芳香杂环有机化合物类型，带有吲哚结构骨架的药物分子拥有良好药理方面的活性和生物方面的活性。因此，对吲哚的进一步功能修饰的研究是有机合成中的一个热门话题，特别是C-3取代的吲哚衍生物。C-3-双羰基吲哚是一种重要的有机化合物，它具有吲哚环和双羰基两个特别的结构单元，也是各类功能基团转换的前体。本论文提出了一种新的合成方法，即苯乙酮类化合物与吲哚类化合物在铜催化条件下进行氧化交叉偶联反应。此方法的优点在于以氧气为天然绿色氧化剂，通过不断的优化反应条件，并且借助先进的仪器分析方法，使得本论文提出的合成新路线的反应历程得到了很好的验证。而且该方法具有很好的底物普适，通过控制对比试验，我们提出了反应机理。此法具有效率高，毒性低，污染小等优点，并且更符合绿色化学的要求。

关键词：C-3-双羰基吲哚；铜催化；氧化偶联；

Study on novel Cu-Catalyzed Synthesis method of C-3 Dicarbonyl Indoles

Abstract

Indole is a kind of aromatic heterocyclic organic compounds with double ring structure, and indole structure widely exists in many drug molecules with good pharmacological activity and bioactivity. Consequently, the research of further functional modification of indoles is a hot topic in organic synthesis, especially on the C-3 position of indoles. Moreover, C-3 dicarbonyl indoles are important organic compounds, which contain both indole ring and dicarbonyl structural units. They are also powerful precursor for a variety of functional group transformations. In this work, a new synthesis method is proposed that the oxidative cross-coupling of acetophenone compounds and indole compounds under copper catalyzed conditions. A major feature of this method is the use of oxygen as a natural green oxidant. Through optimization experiments of reaction conditions and with the help of advanced instrumental analysis, the reaction course of the new synthetic route proposed in this work are validated. This method has good substrate universality, and we put forward the reaction mechanism based on control experiments. Compared with the previous works, this method has the advantages of high efficiency, low toxicity and little pollution, which accords with the requirement of green chemistry.

Key words：C-3 dicarbonyl indoles; Cooper-catalyzed; Oxidative coupling

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 吲哚 1

1.1.1吲哚的概述 1

1.1.2吲哚的修饰 1

1.1.3吲哚C-3位重要性及意义 2

1.2腺苷受体 2

1.2.1腺苷受体的概述 2

1.2.2腺苷类受体的拮抗剂 2

1.2.3双羰基吲哚对腺苷受体的作用 3

1.3 C-3双羰基吲哚 3

1.3.1 C-3双羰基吲哚的概述 3

1.3.2 C-3双羰基吲哚的传统合成方法 4

1.3.3 C-3双羰基吲哚的新合成方法 5

1.4 铜催化氧化偶联反应 5

1.4.1 氧化偶联反应概述及原理 5

1.4.2 氧化偶联反应的发展现状 6

1.4.3铜催化概述 6

1.4.4铜催化体系的优点 6

第二章 实验部分 7

2.1 实验方案设计 7

2.2 实验仪器和实验试剂 8

2.2.1 实验仪器 8

2.2.2 实验试剂 9

2.3实验步骤 10

第三章 结果与讨论 11

3.1 反应条件的优化 11

3.1.1摸索反应催化剂 11

3.1.2摸索最佳反应温度 11

3.1.3摸索最适反应溶剂 12

3.1.4 催化剂的量对反应的影响 13

3.1.5 摸索最佳反应配体 13

3.1.6 摸索最佳反应添加剂 14

3.2普适性探究与底物扩增 14

3.2.1 苯乙酮类衍生物与N-甲基吲哚合成C-3双羰基吲哚 14

3.2.2 苯乙酮与吲哚类衍生物合成C-3双羰基吲哚 16

3.3 控制实验与反应机理探索 19

3.3.1 控制变量对照实验 19

3.3.2 提出反应机理 21

第四章 总结与展望 22

4.1 总结 22

4.2 展望 23

参考文献 24

致 谢 26

第一章 绪论

1.1 吲哚

1.1.1吲哚的概述

吲哚类物质均具有具有双环结构，属于芳香杂环有机化合物类型^[1]，带有吲哚结构骨架的药物分子拥有良好药理方面的活性和生物方面的活性^[2]。在精细化工中，吲哚占据了重要的地位，已被广泛用于医药、染料、香料、农药、植物生长剂、食品等领域^[3]。近年来，很多新型含吲哚骨架衍生物在研发新药的过程中，发挥了很大的作用。例如，利用吲哚衍生物为原料高效合成具有抗菌，抗病毒，抗肿瘤等生物活性的咔唑类化合物^[4]。

1.1.2吲哚的修饰

因为吲哚类物质的特殊结构和性质，使其在医药等行业有着极其重要的应用，因此，近年来探寻简单高效的吲哚衍生物的合成方法逐渐成为化学工作者的研究热点 ^[7]。对吲哚环的不同修饰所得的反应物的功能也有所不同，且吲哚环的C-2、C-3、C-5位比较容易被取代，（图1-1）。吲哚类物质拥有很广的生物方面的活性和药理方面的活性而在抗癌类药物中受到关注，不同的修饰基团被连接到吲哚环结构当中去会产生一大类具有良好的抗癌方面的活性的物质 ^[8]。

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