本文将探讨关于3-(4-氯代丁基)-5-氰基吲哚的合成方法,为研究人员提供了解制备这一化合物的不同途径和策略的综合指南。
背景:3-(4-氯代丁基)-5-氰基吲哚,英文名称:3-(4-Chlorobutyl)-1H-indole-5-carbonitrile,CAS:143612-79-7,分子式:C13H15NOS。3-(4-氯代丁基)-5-氰基吲哚可用于制备变构IGF-1R抑制剂,以及双重5-HT1A受体激动剂和血清素再摄取抑制剂的反应物。
合成:
(1)方法一
有文献报道3-(4-氯丁基)-5-氰基吲哚可由5-氰基吲哚与4-氯丁酰氯经酰化反应、还原反应得到。
首先,以5-氰基吲哚和4-氯丁酰氯为原料,二氯甲烷为溶剂,在二氯化异丁基铝的催化下经F-C酰基化反应得到氯丁酰基取代的5-氰基吲哚(收率82%)。
之后同样在二氯甲烷中,以二氯化异丁基铝做催化剂,硼氢化钠为还原剂,成功合成了目标化合物3-(4- 氯丁基)-5-氰基吲哚(收率95%)。
(2)方法二
与上述基本相同,但还原一步中,除硼氢化钠—二氯化异丁基铝体系外还分别试验了四氢锂铝还原和硼氢化钠—三氟化硼—乙醚体系下的还原。但只在硼氢化钠—二氯化异丁基铝体系下得到了目标化合物。
以上报道虽然在较高收率下得到了目标产物,但反应中涉及的特殊催化剂二氯化异丁基铝的化学性质非常不稳定,且市场上罕有销售,价格昂贵。
(3)方法三
Timo Heinrich等人也报道了类似的合成方法,第一步酰化反应收率为73%,而还原步骤则是以甲氧基乙氧基二氢化铝(红铝)为催化剂,硼氢化钠为还原剂进行的反应的(此步反应收率较低仅有26%)。
此方法所需的红铝更是有毒试剂,实验操作均十分不便,工业上更不可行。鉴于以上方法的不足,仍需探索更实用高效、安全环保的合成方法。
(4)方法四
Heinrich Timo等在其文章“Allosteric IGF-1R Inhibitors”中也报道了3-(4-氯丁基)-5-氰基吲哚的合成。他们以5-氰基吲哚和4-氯丁酰氯为原料,由路易斯酸三氯化铝作为F-C酰基化和还原反应的催化剂合成了目标产物。
文献中提到,以此方法合成目标产物时会产生粘稠状固体,同时还会生成副产物,目标产物的分离纯化只能通过柱层析完成。因此,选用此方法进行工业化生产仍有困难。
(5)有文献报道了以路易斯酸四氯化锡为催化剂制取氯丁酰基取代吲哚 的方法。报道称,催化剂的改变减少了副产物的生成,明显提高了目标产物收率,但对后一步还原反应并未做研究。
催化剂由三氯化铝改为四氯化锡后,提高了吲哚环F-C酰基化反应的选择性,有效降低了4-氯丁酰氯烷基一端氯的活性,抑制了F-C烷基化反应。
(6)方法六
马彦琴等人在“盐酸维拉唑酮的合成工艺改进”一文中报道了一种改进方法。
在F-C酰基化步骤中,他们同样以无水三氯化铝做催化剂,但改用1,2-二氯乙烷做溶剂,得到氯丁酰基取代的5-氰基吲哚。然后以萘磺酰基保护吲哚N-H,之后在三氟乙酸-三甲基硅烷体系中还原羰基至亚甲基,最后在甲醇、KOH体系下水解脱掉萘磺酰基保护。此方法避免了还原剂对吲哚环的过度还原,产品纯度较高。但本实验对还原步骤的产物未进行纯化分离,具体收率未知。
(7)方法七
王伸勇等人等报道了一种全新的合成方法。
他们以4-氰基苯肼盐酸盐和6-氯-1,1-二甲氧基己烷为原料,乙醇-水为溶剂,在 65~75℃下进行Fischer吲哚环化反应,2小时后停止反应,反应液降至室温析出固体即为3-(4-氯丁基)-5-氰基吲哚。
参考文献:
[1]周露. 维拉佐酮关键中间体合成研究进展 [J]. 浙江化工, 2016, 47 (08): 9-11+29.
[2]王玮,吴春雷,胡纯琦等. 抗抑郁药维拉佐酮中间体的工艺研究 [J]. 浙江化工, 2016, 47 (05): 19-23.
[3]刘璐. 抗抑郁药维拉佐酮中间体3-(4-氯丁基)-5-氰基吲哚的合成研究[D]. 天津理工大学, 2014.