EurJOC:KI介导的无氯气合成3,3-二氯-2-羟吲哚

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3,3-二氯代-2-羟吲哚结构广泛存在于药物、农用化学品以及有机合成中间体中。现有的策略大多集中于使用氯气、氯化硫酰、物氯化磷和二氯化碘苯等进行制备,发展温和、高效、绿色的合成方法意义重大。Oxone (2KHSO5·KHSO4·K2SO4) 作为一种稳定、无毒、廉价的氧化剂,可以与氯化物盐作用原位产生Cl+,该方法已被广泛用于芳环和烯烃上的氯代。


近日,大连理工大学的周宇涵教授课题组报道了一种碘化钾促进的3,3-二氯-2-羟吲哚合成策略,使用氯化钠或氯化钾为氯源,oxone为氧化剂。这一方法的官能团耐受范围广,具有良好的收率和化学选择性。


研究人员对吲哚环上不同官能团进行了考察,当有甲基、卤素及吸电子基团(硝基、氰基、三氟甲基、醛基等)取代时,该方法展现了优异的选择性和收率。在N-芳环上引入不同取代基后,收率得到较好保持,将芳环用氢、烷基、嘧啶代替(2w-2ac),收率有所降低。吲哚环上有强供电子基、氮上引入保护基-Boc或-Ts取代基时,选择性和收率明显降低,还得到了脱Boc的产物。



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图1. 3,3-二氯-2-羟吲哚产物的合成

同时,该方法也适用于3-位有取代的底物,对烷基、酯基和芳基均有很好的耐受性。

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图2. 3-氯-2-羟吲哚产物的合成

为了阐明反应机理,作者做了一些对照实验。降低oxone的用量同时缩短反应时间后,分离得到了3-氯代和2,3-二氯代吲哚,它们可以进一步转化为3,3-二氯代-2-羟吲哚,由此确定氯代吲哚为该反应的中间体。在反应体系中添加O18同位素标记的水后,利用高分辨质谱检测出含有O18同位素的产物信号,可以确定产物中的氧来自于oxone还原产生的水。

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图3. 对照实验

综合中间体对照试验、同位素标记和已有文献报道,研究人员提出了两种可能的反应机理。通过对吲哚环的多次亲电加成、消除得到氯代产物1aa和2a’’,最终经水和、α消除得到目标产物。这种无氯气的合成策略为一系列3-氯-2-羟吲哚衍生物的制备提供了一种实用方法。

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图4. 可能的反应机理

文信息

KI-Mediated Chlorine Gas-Free Synthesis of 3,3-Dichloro-2-oxindole Derivatives

Xuejian Li, Bangzhong Wang, Dr. Dong Li, Dr. Jinfeng Zhao, Prof. Dr. Jingping Qu, Prof. Dr. Yuhan Zhou

文章的第一作者是大连理工大学研究生李雪健。


European Journal of Organic Chemistry

DOI: 10.1002/ejoc.202201452




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