摘 要

杂环化合物在自然界中分布很广，种类繁多。据统计，在现今已知的化合物中,65%以上都是杂环化合物。合成含氮杂环化合物一直被广泛研究，它涉及有机化学研究的许多方向，例如有机合成方法学研究，金属有机化学，天然产物的全合成，药物化学，材料化学等等，丰富并推动了有机化学的发展。吲哚作为重要的杂环化合物，由于它的用途广泛所以受到极大的关注，发展前景广阔。

本课题以简单的卤代苯胺类化合物为原料，经过一系列反应合成反应所需的叠氮炔类化合物。以叠氮炔为底物，在钯的催化下首先得到吲哚磺酸酯，然后在碱性条件下与环状二羰类化合物反应，经历环亚胺对C-C键的插入，一锅法得到吲哚啉-N-稠杂环类化合物，是一个新颖的有机合成反应。在本实验的基础上又进行了优化反应以及底物拓展。本实验操作简单，反应所需时间短且产率适中。最终得出的产物具有生物活性，能够进一步用于合成结构更为复杂的医药分子或者天然产物。所以研究吲哚-N-稠杂环化合物具有很重要的意义。

关键词：钯催化；插入反应；吲哚N-稠杂环

Palladium-catalyzed one-pot synthesis of N-fused indole heterocyclic compounds

ABSTRACT

Heterocyclic compounds are widely distributed in nature. According to statistics, more than 65% of the known compounds are heterocyclic compounds. The synthesis of nitrogen-containing heterocyclic compounds has been widely studied. It involves many directions of organic chemistry research, such as organic synthesis methodology, metal-organic chemistry, total synthesis of natural products, pharmaceutical chemistry, material chemistry and so on. It enriches and promotes the development of organic chemistry.As an important heterocyclic compound, hydrazine has received great attention due to its wide range of uses and has broad development prospects.

In this project, the azide alkyne compound needed for the reaction is synthesized by a series of reactions with a simple haloaniline compound as the raw material. Indolesulfonate was firstly obtained by using azyne as substrate under the catalysis of palladium, and then it reacted with cyclic dicarbonyl compounds under basic conditions and underwent the insertion of c-c bond by cycloimide. The one-pot method was used to obtain N-fused indole heterocycles, which was a novel organic synthesis reaction. On the basis of this experiment, substrate expansion and reaction optimization were carried out. The experiment has advantages of simple operation short time and moderate yield. The resulting product is biologically active which can be further used to synthesize more complex pharmaceutical molecules or natural products. Therefore, the study of indole-N-fused heterocyclic compounds is of great significance.

Key words：Pd-catalyzed; insertion reaction; N-fused indoline scaffold

目 录

1 综述 1

1.1 吲哚-N-稠杂环化合物 1

1.1.1 吲哚-N-稠杂环化合物概况 1

1.1.2 吲哚-N-稠杂环化合物常见的合成方法 2

1.2 插入法构建环状化合物 5

1.3 研究的目的，意义及主要内容 7

2 实验部分 8

2.1 实验仪器 8

2.2 实验试剂 8

2.3 实验原理 9

3 结果讨论 11

3.1 反应条件的优化 11

3.2 底物拓展 12

3.3 化合物的结构表征及分析 13

3.4 ¹HNMR和¹³CNMR谱图 17

结 论 22

致 谢 23

参考文献 24

1 综述

1.1 吲哚-N-稠杂环化合物

1.1.1 吲哚-N-稠杂环化合物概况

吲哚是一类含有芳香基团的杂环化合物，其中包含一个六元环和一个含氮的五元吡啶环。靛蓝的母体就是吲哚，化学家们通过靛蓝的研究，得到了氧化的吲哚。其中最著名的就是阿道夫·冯·拜尔，他提出了吲哚^[1]的结构，让我们沿用至今^[2]。

图1.1吲哚

吲哚是一种重要的精细化工原料，广泛应用于农药工业中，其应用研究一直经久不衰，新的应用领域在不断地被开发出来。吲哚类化合物在自然界中广泛存在，大多具有生物活性，在农药、医药、染料、饲料、食品及添加剂等领域广泛应用，新的应用领域也在不断被开发出来，由于具有天然化合物所具有的环境友好性而受到广泛关注，吲哚类化合物成为国内外热点的杂环类化工原料，发展前景广阔。但是不同的领域对吲哚类化合物的种类有不同的需求，需要通过不同的合成方法，获得不同的吲哚类衍生物。比如在海洋船舶防污剂方面需要研究的是N-位取代吲哚类衍生物^[3]。为了获得较好的合成工艺需要改变条件，从而提高反应产率降低反应难度，得以使其应用范围进一步扩大，因此吲哚的合成研究的有着巨大的意义和作用，影响深远。

稠杂环吲哚是一类以吲哚为骨架的稠环化合物，它们广泛存在于天然产物和药物分子中。按照并环位置的不同，可以分为：1,2-稠杂环吲哚（吲哚N-稠杂环）、2,3-稠杂环吲哚（咔啉类）、3,4-稠杂环吲哚类等；其中，吲哚N-稠杂环类由于其独特的生物药理活性，而受到广泛关注，大量的研究工作被报道。