銅鹽催化下吲哚與芳硼酸偶聯反應的研究

陳國軍 王興強（長春工程學院理學院，吉林 長春130012）

N-芳基吲哚是一類重要的化合物，因為它們廣泛存在于許多天然產物和生物活性藥物中[1],所以出現多種用于合成N-芳基吲哚的方法。銅催化鹵代芳基化合物與氮雜環化合物之間的Ullmann型[2]偶聯反應是合成N-芳基雜環化合物的一種直接而廉價的方法。Ullmann反應因其反應條件苛刻(如溫度高、銅催化劑的化學計量需要量大、產率低等)而沒有被廣泛的應用。當選用過渡金屬鈀[3]作為催化劑時，整個反應條件變得溫和。

由于銅催化劑價格便宜而重新引起人們的興趣。通過選擇合適的銅源、堿、配體和其他助劑，唑類化合物與芳基硼酸[4]之間的交叉偶聯反應可以順利進行。將芳硼酸作為偶聯劑是一個顯著的改進，因為芳硼酸具有穩定、低毒、良好的官能團耐受性等優點。

據我們所知，不帶取代基的吲哚和與芳基硼酸的偶聯反應還沒有報道，我們致力于探索這一過程。

1 實驗部分

反應均在氧氣保護條件下進行。叔丁醇、CuCl 和t-BuOK均為買來后直接使用。

2 結果與討論

我們選擇吲哚與4-甲氧基苯硼酸之間的偶聯反應來優化反應條件。（見表1）

圖1 吲哚1 與4-甲氧基苯硼酸2 之間的偶聯反應

我們選用吲哚和4-甲氧基苯硼酸間的偶聯反應來優化反應條件，選擇CuCl作為催化劑。經過對溶劑、堿及反應溫度等條件的探討，我們發現此偶聯反應的最佳反應條件為：在3mL叔丁醇中加入0.5mmol 的吲哚、1.0mmol 的4-甲氧基苯硼酸、1.5 mmol 的t-BuOK 和5 mol%的CuCl 催化劑，使之在60℃下反應22小時，反應的收率達到了80%。最佳反應條件確定后，我們繼續研究最佳反應條件的普適性。

表1 偶聯反應條件的優化[a]

表2 吲哚與各種芳硼酸在(2a-e)最優條件下的偶聯反應[a]

從表2中我們可以看出，在最佳反應條件下，吲哚可以與帶有供電子取代基的芳硼酸（第1 行至第3 行）、不帶取代基的芳硼酸（第4行）和帶有吸電子取代基的芳硼酸（第5行至第6行）發生有效的偶聯反應，都能夠達到很高的收率，收率范圍為80%—90%。

3 結語

在本研究中，我們選用CuCl 作為催化劑，使吲哚與芳硼酸發生了有效的偶聯反應。本方法成功地將芳硼酸引入到反應體系中，擴大了此方法的應用范圍。