[发明专利]一种利用电化学微通道反应装置电催化吲哚合成含氟喹啉酮类化合物的方法

说明书

本发明公开了一种利用电化学微通道反应装置电催化吲哚合成含氟喹啉酮类化合物的方法，其特征在于，将含有如式Ⅰ所示的N‑取代的2‑芳基吲哚类化合物的第一溶液，与含有氟源和电解质的第二溶液分别同时泵入电化学微通道反应装置中反应，得到含有如式II所示的含氟喹啉酮类化合物的反应液。本发明使用微通道反应装置制备含氟喹啉酮类化合物，能够有效的控制反应速率、缩短反应时间实现连续生产，具有高非对映选择性，降低副产物的产生，产率最高可达98.7％，使得精制工艺更加简单，提高产品质量；基本无放大效应，利于进行工业放大。

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种利用电化学微通道反应装置电催化吲哚氟化、环化、裂解合成含氟喹啉酮类化合物的方法。

背景技术

有机氟化合物由于其合成用途和独特的生物活性，在有机合成、医药和农用化学品应用中具有重要意义。因此，将氟烷基安装到药物或生物活性分子中的方法继续受到强烈需求，因为这种基团的加入可以显著改变它们的代谢稳定性、亲脂性和生物活性。在现有的方法中，自由基引发的未活化烯烃的氟烷基化/环化是合成复杂含氟化合物最有前途的策略之一，这需要选择合适的氟烷基源和具体设计氟烷基引发的转化。事实上，烯烃的这种转化有很好的记录，通常需要化学计量的氧化剂和过渡金属催化剂来生成氟乙基，从而导致不希望发生的自由基分解和其他副反应的发生。光氧化还原催化在一定程度上优于传统的自由基氟烷基化反应。然而，Ir或Ru基光氧化还原催化剂的价格昂贵也限制了它的发展。最近，有机电合成已被认为是进行氧化还原转换的传统化学方法的一种有效和温和的替代方法，其中氧化还原过程在极端温和的条件下(室温，不需要危险试剂)顺利进行。特别是，使用朗格鲁试剂(CF₃SO₂Na)进行N-芳基丙烯酰胺的三氟甲基化/环化反应的电催化方案已被广泛采用，在温和的条件下利用容易获得的试剂开发通用的未活化烯烃的氟甲基化/环化方法仍然是非常可取的。然而，杂环C＝C键的选择性氧化断裂是有机转化最有效的途径之一。尤其是吲哚C(2)＝C(3)双键的氧化断裂在N-甲酰化产物的构建中引起了广泛的关注。1951年，Witkop报道了吲哚C(2)＝C(3)双键通过催化氧化(Pt/O₂)和自氧化的第一次化学氧化断裂，此后这一反应得到了很大的发展，成为Witkop-WinterFeldt氧化。对于2-氨基芳基羰基底物的制备，使用了不同试剂的各种方法，如过氧酸、高碘酸、铬酸和臭氧，已经引起了工业界和学术界的关注。对于2-氨基芳基羰基底物的制备，采用了不同的方法，如过氧酸、高碘酸、铬酸和臭氧。最近，几个小组已经开发了可见光诱导的有氧自由基C＝C键断裂和吲哚氧化的过程。与大多数传统方法受到化学氧化剂和还原剂要求的限制相比，电化学有机合成作为一种强有力的、可持续的合成工具，在吲哚的氧化裂解生成羰基和酰胺碎片方面几乎没有被探索过。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种利用电化学微通道反应装置电催化吲哚合成含氟喹啉酮类化合物的方法，以解决现有技术中对N-取代的2-芳基吲哚类化合物进行氟化、环化、裂解，连续制备含氟喹啉酮类化合物过程中的受制于反应时间长和放大潜力有限的问题。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种利用电化学微通道反应装置电催化吲哚合成含氟喹啉酮类化合物的方法，如图1所示，将含有如式Ⅰ所示的N-取代的2-芳基吲哚类化合物的第一溶液，与含有氟源和电解质的第二溶液分别同时泵入电化学微通道反应装置中，在恒定电流下进行氟化/环化/吲哚氧化裂解反应，得到含有如式II所示的含氟喹啉酮类化合物的反应液；

其中，R₁和R₃分别独立地在其邻位、间位或对位；R₁和R₃分别独立地选自氢、烷基、卤素、甲氧基或氰基；R₂选自氢、烷基或苯基；R₄选自氢或甲基。

其中，所述的第一溶液中，N-取代的2-芳基吲哚类化合物的浓度为0.01～0.2mol/L，优选为0.2mol/3L。