5-[(S)-2,2-二甲基四氢-2H-吡喃-4-基]-1-[(1S,2S)-2-甲基-1-(5-氧代-4,5-二氢-1,2,4-噁二唑-3-基)环丙基]-1H-吲哚-2-甲酸的合成与应用研究

简述

5-[(S)-2,2-二甲基四氢-2H-吡喃-4-基]-1-[(1S,2S)-2-甲基-1-(5-氧代-4,5-二氢-1,2,4-噁二唑-3-基)环丙基]-1H-吲哚-2-甲酸是一种分子式为C₂₂H₂₅N₃O₅，分子量为411.45的有机化合物，常温常压下表现为白色晶体状粉末。研究表明，吲哚-2-甲酸和(S)-吲哚啉-2-甲酸均是具有生物活性的天然产物和众多降压药的特征结构片段[1]，故作为其衍生物的5-[(S)-2,2-二甲基四氢-2H-吡喃-4-基]-1-[(1S,2S)-2-甲基-1-(5-氧代-4,5-二氢-1,2,4-噁二唑-3-基)环丙基]-1H-吲哚-2-甲酸也是重要的药物合成中间体。

合成研究

综合已有研究，关于5-[(S)-2,2-二甲基四氢-2H-吡喃-4-基]-1-[(1S,2S)-2-甲基-1-(5-氧代-4,5-二氢-1,2,4-噁二唑-3-基)环丙基]-1H-吲哚-2-甲酸的合成报道相对而言还是一片空白。从化学结构的角度分析，我们可知该化合物的基本骨架是吲哚-2-甲酸，其经过多种基团修饰即可得到目标物质5-[(S)-2,2-二甲基四氢-2H-吡喃-4-基]-1-[(1S,2S)-2-甲基-1-(5-氧代-4,5-二氢-1,2,4-噁二唑-3-基)环丙基]-1H-吲哚-2-甲酸，故高效合成吲哚-2-甲酸是化合物制备的关键。

以邻硝基甲苯和草酸二乙酯为起始原料，合成邻硝基苯丙酮酸乙酯的乙醇碱性溶液，再用雷尼镍催化剂,在60~70℃，1.5 MPa压力下，用催化氢化法即可合成吲哚-2-甲酸，总收率为70%(以邻硝基甲苯计算)。雷尼镍催化氢化方法合成吲哚-2-甲酸成本较低，后处理简单，无环境污染[2]。除此之外，以恶唑酮类化合物为原料，在醇，碱和催化剂的作用下于70～150℃在有机溶剂中进行反应，由TLC跟踪至原料反应完全，所得反应液分离纯化也可得到吲哚-2-甲酸衍生物。该方法实现了恶唑酮环到吲哚环的直接转换，降低了反应步骤及中间体过程，具有原料廉价，环境友好等特点，适用于工业化生产[3]。以上述两种方法为合成起点，进行后续化学修饰即可。

应用研究

甾类及吲哚类化合物由于其独特的化学结构和生物活性在各个领域得到广泛的应用[4]，有机合成领域，以1H-2-吲哚甲酸为原料合 成1H-2-吲哚甲醛，再与苯偶酰，苯胺可合成得到新型的硼氟荧光染料，所得染料有较高的荧光量子产率，相对较大的Stokes位移，且荧光性能呈现明 显的溶剂效应[5]。以该研究为启发，5-[(S)-2,2-二甲基四氢-2H-吡喃-4-基]-1-[(1S,2S)-2-甲基-1-(5-氧代-4,5-二氢-1,2,4-噁二唑-3-基)环丙基]-1H-吲哚-2-甲酸或可成为荧光染料合成研究的新选择。

参考文献

[1]刘金强,钱超,陈新志.吲哚-2-甲酸和(S)-吲哚啉-2-甲酸的合成和相互转化研究进展[J].有机化学, 2011, 31(5):634-645.

[2]薛勇,方明海,周文,等.雷尼镍催化氢化法制备吲哚-2-甲酸[J].精细化工, 2007, 24(6):2.DOI:10.3321/j.issn:1003-5214.2007.06.012.

[3]李坚军,兰凯.一种吲哚-2-甲酸衍生物的制备方法:CN202010299297.1[P].CN111349039A.

[4]叶英.新型胆甾类、吲哚类化合物的制备及功能研究[D].中国科学院大学,2015.

[5]胡新星,刘文俊,肖述章,等.吲哚类硼氟染料的合成及其光谱性能研究[J].化学研究与应用, 2013, 000(009):1295-1298.DOI:10.3969/j.issn.1004-1656.2013.09.013.