太阳光诱导/Sc(OTf)3催化的吲哚远程C-H键卤化反应

作     者：周鲜颖 

作者单位：陕西科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘珊珊

授予年度：2023年

学科分类：07[理学] 070303[理学-有机化学] 0703[理学-化学] 

主      题：Sc(OTf)3催化 太阳光诱导 吲哚衍生物 远程C-H键 卤化反应 

摘      要：芳杂环化合物是有机合成化学领域的基本结构之一,卤化芳杂环不仅可用于阻燃剂、杀菌剂、医药农药等领域,还可作为各种偶联反应的重要中间体,因此其合成方法备受关注。传统的芳杂环卤化反应不仅能耗高且需要使用有毒的卤化试剂,有机金属介导或过渡金属催化的卤化方法仅能活化导向基团邻位的C-H键,并且反应成本高、污染大,近年来发展的光催化卤化反应针对性地解决了过渡金属催化卤化反应的缺点,但是均需要使用特定光源和光催化剂,且位点选择性差。太阳光作为一种纯净、无限的绿色能量,包含了各个波段的光,是光化学反应中最为理想的光源,然而目前所报道的太阳光介导的有机反应主要应用于光催化氧化反应、光催化成环反应以及光催化烯烃插入反应,对于太阳光介导的芳杂环远程C-H键卤化反应并未涉及。本论文选用吲哚类化合物作为反应底物,在Lewis酸催化或太阳光诱导条件下,实现了吲哚C5位远程C-H键的选择性卤化反应,条件温和,成本低廉,绿色环保,具体内容如下:(1)开发了Lewis酸Sc(OTf)3催化的吲哚C5位远程卤化反应的通用方法,使用廉价的N-卤代琥珀酰亚胺作为卤素来源,以六氟异丙醇作为反应溶剂,能够以优良的产率和良好的区域选择性得到吲哚C5位的溴代和碘代产物,底物范围广,官能团耐受性强,具有十分重要的实际应用和后期功能化潜力。(2)在Lewis酸催化吲哚远程C-H键卤化的基础上,我们又成功开发出了太阳光诱导的吲哚C5位选择性溴化反应,用吲哚底物和N-溴代琥珀酰亚胺在太阳光照射下反应4-6 h,成功得到了吲哚C5位溴代产物,具有较高的区域选择性。整个反应过程无需加入任何光催化剂和氧化剂,并且利用太阳光作为能量来源,减少了能源消耗,符合当前绿色环保的发展理念。此外,该反应时间短、效率高、操作简单、成本低廉,为实现吲哚远程C-H键的卤化反应提供了一种通用的方法。