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CN106117117B - 一种含有卤素的芴基苯并吲哚衍生物的制备方法 - Google Patents

一种含有卤素的芴基苯并吲哚衍生物的制备方法 Download PDF

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CN106117117B
CN106117117B CN201610473395.6A CN201610473395A CN106117117B CN 106117117 B CN106117117 B CN 106117117B CN 201610473395 A CN201610473395 A CN 201610473395A CN 106117117 B CN106117117 B CN 106117117B
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Abstract

本发明公开了一种含有卤素的芴基苯并吲哚衍生物的制备方法，属于有机合成技术领域。其包括如下步骤：(1)溴代反应；(2)C‑C偶联反应；(3)醚解反应；(4)分子内环化反应。本发明首次提出了一种制备芴基苯并吲哚化合物的新方法，本方法安全、环保高效；采用本发明的方法，制备出的含有卤素的芴基苯并吲哚衍生物的反应收率高，总收率可达到55‑65％，无需大量使用贵金属钯催化剂，成本大幅降低、纯度高，HPLC纯度可达99.9％，单杂小于100ppm，无二卤代物和异构体，满足OLED等有机光电材料的应用。

Description

一种含有卤素的芴基苯并吲哚衍生物的制备方法
技术领域
本发明涉及一种含有卤素的芴基苯并吲哚衍生物的制备方法，属于有机合成技术领域。
背景技术
近年来，随着有机光电材料的开发应用，芴基苯并吲哚类化合物成为一种重要的光电材料中间体，可应用于有机电致发光材料、有机效应管和有机非线性光学材料等有机电子学领域。对于该类化合物的制备方法较多，传统的制备方法主要为如下几种：
(1)韩国斗山化学专利WO 2011025282采用9,9-二烷基溴代芴为原料，经与2-硝基苯硼酸频那醇酯C-C偶联、Cadogan环化得到芴基苯并吲哚，由于该环化过程中存在选择性问题，所得产物出现50％左右异构体，分离纯化难度较大，同时所得到的芴基苯并吲哚在进行溴代反应时存在溴代异构体和二溴代产物，同样增大了纯化难度，所得产物较难满足有机光电材料的要求。反应路线如下：
(2)德国默克公司专利WO 2010136109采用9,9-二烷基溴代芴为原料，经与苯胺C-N偶联、醋酸钯C-H活化环化得到芴基苯并吲哚，由于该环化过程中同样存在选择性问题，且环化反应过程中需使用大量的贵金属催化剂醋酸钯(摩尔量0.1-0.2)，大大增加了原材料成本，同时所得到的芴基苯并吲哚在进行溴代反应时亦存在溴代异构体和二溴代产物，纯化难度大，所得产物较难满足有机光电材料的要求。反应路线如下：
(3)中国专利CN 104892487、日本出光专利WO 2014208698和罗门哈斯公司专利WO2015046916均采用9,9-二烷基溴代芴为原料，经与邻氯苯胺C-N偶联、醋酸钯C-H活化环化得到芴基苯并吲哚，由于该环化过程中同样存在选择性问题，同时所得到的芴基苯并吲哚在进行溴代反应时亦存在溴代异构体和二溴代产物，不易纯化，所得产物较难满足有机光电材料的要求。反应路线如下：
随着有机光电材料的发展，对原材料的纯度要求逐渐提高，目前上述传统制备方法所制得产品中二溴代物含量偏高，严重影响成品材料性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种含有卤素的芴基苯并吲哚衍生物的制备方法。采用本发明的方法，制备出的含有卤素的芴基苯并吲哚衍生物的反应收率高、成本低、纯度高，无二卤代物和异构体。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种含有卤素的芴基苯并吲哚衍生物的制备方法，包括如下步骤：
(1)溴代反应：以二氯甲烷、氯仿或二氯乙烷为溶剂，NBS与9,9-二甲基-2-氨基芴或9,9-二苯基-2-氨基芴，按摩尔比0.95-1.05:1，反应温度-5-50℃，反应时间1-6小时，进行溴代反应，亚硫酸氢钠淬灭处理后，得到3-溴-9,9-二甲基-2-氨基芴或3-溴-9,9-二苯基-2-氨基芴；
(2)C-C偶联反应：以甲苯或乙二醇二甲醚为溶剂，以步骤(1)得到的3-溴-9,9-二甲基-2-氨基芴或3-溴-9,9-二苯基-2-氨基芴，与2-甲氧基-5-卤代苯硼酸，按摩尔比1.0-1.2:1，在钯催化剂、有机膦配体催化下，以及无机盐助催化下，反应温度60-90℃，反应时间4-12小时，C-C偶联反应，得到C-C偶联产物；
(3)醚解反应：以二氯甲烷、氯仿或二氯乙烷为溶剂，以三氯化铝、三氟化硼乙醚或三溴化硼为催化剂，所述催化剂与步骤(2)得到的C-C偶联产物，按摩尔比0.4-2.0:1，反应温度-10-60℃，反应时间0.5-6小时，醚解反应，得到醚解反应产物；
(4)分子内环化反应：以甲苯或二甲苯类为溶剂，以对甲苯磺酸、苯磺酸、硫酸或盐酸为催化剂，所述催化剂与步骤(3)得到的醚解反应产物，按摩尔比0.1-1.0:1，反应温度80-130℃，反应时间3-12小时，分子内环化反应，即得到所述含有卤素的芴基苯并吲哚衍生物。
采用本发明的方法，制备出的含有卤素的芴基苯并吲哚衍生物的反应收率高，总收率可达到55-65％，成本低、纯度高(HPLC纯度大于99.9％，单杂小于100ppm)，经HPLC-MS检测，无二卤代物和异构体。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，步骤(1)中，所述NBS与9,9-二甲基-2-氨基芴或9,9-二苯基-2-氨基芴的摩尔比为1:1，所述反应温度0℃，反应时间为4小时。
进一步，步骤(2)中，所述3-溴-9,9-二甲基-2-氨基芴或3-溴-9,9-二苯基-2-氨基芴，与2-甲氧基-5-卤代苯硼酸的摩尔比为1.1:1，所述反应温度75℃，所述反应时间为8小时。
进一步，步骤(2)中，所述钯催化剂为Pd(OAc)2、Pd(dba)2、Pd2(dba)3、PdCl2中的一种。
进一步，步骤(2)中，所述有机膦配体为三苯基膦、DPPP、Xantphos、Sphos、P(t-Bu)3·HBF4中的一种。
其中，DPPP的CAS号：6737-42-4，Xantphos的CAS号：161265-03-8，Sphos的CAS号：657408-07-6，P(t-Bu)3·HBF4的CAS号：113978-91-9。
进一步，步骤(2)中，所述无机盐为碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾中的一种。
进一步，步骤(3)中，所述催化剂与步骤(2)得到的C-C偶联产物的摩尔比为1.2:1，所述反应温度为25℃，所述反应时间为3小时。
进一步，步骤(4)中，所述所述催化剂与步骤(3)得到的醚解反应产物的摩尔比为0.5:1，所述反应温度为105℃，所述反应时间为7.5小时
本方法的反应路线如下：
上述反应路线中，R表示甲基或苯基；X代表溴或氯。
名称解释：
NBS，英文名称：N-bromobutanimide，中文名称：N-溴代丁二酰亚胺，又称N-溴代琥珀酰亚胺。
Pd(OAc)2，英文名称：Palladium acetate，中文名称：醋酸钯，又称乙酸钯。
Pd(dba)2，英文名称：Bis(dibenzylideneacetone)palladium，中文名称：双(二亚芐基丙酮)钯。
Pd2(dba)3，英文名称：Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium，中文名称：三(二亚苄基丙酮)二钯。
PdCl2，英文名称：Palladium chloride，中文名称：氯化钯，又称二氯化钯。
DPPP，英文名称：3-bis(diphenylphosphino)propane，中文名称：1,3-双(二苯基膦)丙烷。
Xantphos，英文名称：Dimethylbisdiphenylphosphinoxanthene，中文名称：4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽。
Sphos，英文名称：Dicyclohexyl(2',6'-dimethoxy-[1,1'-biphenyl]-2-yl)phosphane，中文名称：2-双环己基膦-2',6'-二甲氧基联苯。
P(t-Bu)3·HBF4，英文名称：Tri-t-butylphosphonium tetrafluoroborate，中文名称：三叔丁基膦四氟硼酸盐。
本发明的有益效果是：
(1)本发明首次提出了一种制备芴基苯并吲哚化合物的新方法，本方法安全、环保高效。
(2)采用本发明的方法，制备出的含有卤素的芴基苯并吲哚衍生物的反应收率高，总收率可达到55-65％，无需大量使用贵金属钯催化剂，成本大幅降低、纯度高，HPLC纯度可达99.9％，单杂小于100ppm，经HPLC-MS检测，无二卤代物和异构体，满足OLED等有机光电材料的应用。
(3)本发明的制备方法简单，原料廉价易得，市场前景广阔，适合规模化生产。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：制备2-氯-7,7-二甲基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑
3-溴-2-氨基-9,9-二甲基芴的制备：将20.9g(100mmol)2-氨基-9,9-二甲基芴溶于250mL氯仿溶液中，控制内温0-5℃，分批加入NBS 17.8g(100mmol)，反应混合物于0-5℃反应2.0hrs，向反应体系加入100g2.5％亚硫酸氢钠水溶液淬灭反应，分层，100mL水洗有机相，无水硫酸钠干燥，真空脱溶剂得到3-溴-2-氨基-9,9-二甲基芴粗品29.1g，而后使用8g/g甲醇重结晶得到白色固体粉末24.3g，收率84.37％。
3-(5-氯-2-甲氧基苯基)-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺的制备：将23.0g(80mmol)3-溴-2-氨基-9,9-二甲基芴、14.9g(80mmol)5-氯-2-甲氧基苯硼酸和200mL甲苯加入1L三口烧瓶中，氮气充分置换，加入催化剂90mg(0.4mmol)Pd(OAc)2和232mg(0.8mmol)P(t-Bu)3·HBF4以及100g12％的碳酸钠水溶液，加热至回流80-85℃，反应4-6.0小时，TLC跟踪反应进程。反应完毕后，静止分层、水洗、有机相无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到3-(5-氯-2-甲氧基苯基)-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺粗品28.3g，无需纯化，收率以100％计。
2-(2-氨基-9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4-氯苯酚的制备：将28.3g(80mmol)3-(5-氯-2-甲氧基苯基)-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺和20.0g(80mmol)三溴化硼加入到200mL二氯乙烷溶液中，于10℃搅拌12.0hrs，倾倒入300ml冰水中淬灭，分层，水洗，有机相由无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到2-(2-氨基-9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4-氯苯酚粗品27.1g，无需纯化，收率以100％计。
2-氯-7,7-二甲基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑的制备：将27.1g(80mmol)2-(2-氨基-9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4-氯苯酚和15.3g(80mmol)对甲苯磺酸加入到200mL甲苯溶液中，于105-110℃搅拌反应3-6小时，TLC跟踪反应进程。反应完毕后，降温，加入200ml水中淬灭，分层，水洗，有机相由无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到2-氯-7,7-二甲基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑粗品，甲苯乙醇混合溶剂重结晶两次，HPLC纯度99.95％，收率77.09％。
MS(ESI)：318.41([M+1]+)，计算值317.10。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ：10.84(s，1H)为咔唑氮上的活泼氢，8.24(d,1H),7.88(s,1H),7.74(d,1H),7.57-7.52(m,3H),7.38-7.29(m,3H)和1.71(s,6H)。
实施例2：制备2-溴-7,7-二甲基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑
3-溴-2-氨基-9,9-二甲基芴的制备：将20.9g(100mmol)2-氨基-9,9-二甲基芴溶于200mL二氯乙烷溶液中，控制内温-5-0℃，分批加入NBS 16.9g(95mmol)，反应混合物于0-5℃反应4.0hrs，向反应体系加入100g2.5％亚硫酸氢钠水溶液淬灭反应，分层，100mL水洗有机相，无水硫酸钠干燥，真空脱溶剂得到3-溴-2-氨基-9,9-二甲基芴粗品28.8g，而后使用甲苯乙醇混合溶剂重结晶得到白色固体粉末23.4g，收率81.19％。
3-(5-溴-2-甲氧基苯基)-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺的制备：将23.0g(80mmol)3-溴-2-氨基-9,9-二甲基芴、17.3g(75mmol)5-溴-2-甲氧基苯硼酸和250mL甲苯加入1L三口烧瓶中，氮气充分置换，加入催化剂90mg(0.4mmol)Pd(OAc)2和463mg(0.8mmol)Xantphos以及140g，12％的碳酸钾水溶液，加热至回流80-85℃，反应4-6.0小时，TLC跟踪反应进程。反应完毕后，静止分层、水洗、有机相无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到3-(5-溴-2-甲氧基苯基)-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺粗品29.6g，无需纯化，收率以100％计。
2-(2-氨基-9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4-溴苯酚的制备：将29.6g(75mmol)3-(5-溴-2-甲氧基苯基)-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺和12.5g(50mmol)三溴化硼加入到240mL氯仿溶液中，于0℃搅拌8.0hrs，倾倒入300ml冰水中淬灭，分层，水洗，有机相由无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到2-(2-氨基-9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4-溴苯酚粗品28.4g，无需纯化，收率以100％计。
2-溴-7,7-二甲基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑的制备：将28.4g(75mmol)2-(2-氨基-9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4-溴苯酚和1.4g(8mmol)苯磺酸加入到200mL二甲苯溶液中，于125-130℃搅拌反应3-6小时，TLC跟踪反应进程。反应完毕后，降温，加入200ml水中淬灭，分层，水洗，有机相由无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到2-溴-7,7-二甲基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑粗品，甲苯乙醇混合溶剂重结晶两次得到20.2g，HPLC纯度99.91％，收率74.36％。
MS(ESI)：362.71([M+1]+),计算值361.05。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ：10.61(s，1H)为咔唑氮上的活泼氢，8.24(d,1H),8.10(s,1H),7.91(s,1H),7.82-7.42(m,6H)和1.83(s,6H)。
实施例3：制备2-溴-7,7-二苯基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑
3-溴-2-氨基-9,9-二苯基芴的制备：将33.3g(100mmol)2-氨基-9,9-二苯基芴溶于300mL二氯甲烷溶液中，控制内温10-15℃，分批加入NBS 18.2g(102mmol)，反应混合物于10-15℃反应8.0hrs，向反应体系加入100g，2.5％亚硫酸氢钠水溶液淬灭反应，分层，100mL水洗有机相，无水硫酸钠干燥，真空脱溶剂得到3-溴-2-氨基-9,9-二苯基芴粗品41.3g，而后使用甲苯乙醇混合溶剂重结晶得到白色固体粉末33.6g，收率81.55％。
3-(5-溴-2-甲氧基苯基)-9,9-二苯基-9H-芴-2-胺的制备：将33.0g(80mmol)3-溴-2-氨基-9,9-二苯基芴、17.3g(75mmol)5-溴-2-甲氧基苯硼酸和250mL甲苯加入1L三口烧瓶中，氮气充分置换，加入催化剂90mg(0.4mmol)Pd(OAc)2和463mg(0.8mmol)Xantphos以及140g 12％的碳酸钾水溶液，加热至回流80-85℃，反应8.0小时，TLC跟踪反应进程。反应完毕后，静止分层、水洗、有机相无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到3-(5-溴-2-甲氧基苯基)-9,9-二苯基-9H-芴-2-胺粗品38.9g，无需纯化，收率以100％计。
2-(2-氨基-9,9-二苯基-9H-芴-3-基)-4-溴苯酚的制备：将38.9g(75mmol)3-(5-溴-2-甲氧基苯基)-9,9-二苯基-9H-芴-2-胺和37.6g(150mmol)三溴化硼加入到400mL二氯甲烷溶液中，于15℃搅拌8.0hrs，倾倒入300ml冰水中淬灭，分层，水洗，有机相由无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到2-(2-氨基-9,9-二苯基-9H-芴-3-基)-4-溴苯酚粗品37.9g，无需纯化，收率以100％计。
2-溴-7,7-二苯基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑的制备：将37.9g(75mmol)2-(2-氨基-9,9-二苯基-9H-芴-3-基)-4-溴苯酚和2.9g(15mmol)对甲苯磺酸加入到300mL甲苯溶液中，于105-110℃搅拌反应3.0小时，TLC跟踪反应进程。反应完毕后，降温，加入200ml水中淬灭，分层，水洗，有机相由无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到2-溴-7,7-二苯基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑粗品，甲苯乙醇混合溶剂重结晶两次，HPLC纯度99.93％，收率78.63％。
LC-MS：486.07([M+1]+),计算值485.08。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ：11.16(s，1H)为咔唑氮上的活泼氢，8.17(s,1H),8.10(d,1H),8.00(s,1H),7.93(s,1H)7.49-7.45(m,2H),7.40-7.33(m,3H,)7.30-7.19(m,10H),7.13-7.11(t,1H)。
实施例4：制备2-氯-7,7-二苯基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑
3-溴-2-氨基-9,9-二苯基芴的制备：将33.3g(100mmol)2-氨基-9,9-二苯基芴溶于300mL二氯乙烷溶液中，控制内温15-20℃，分批加入NBS 17.8g(100mmol)，反应混合物于15-20℃反应12.0hrs，向反应体系加入100g，2.5％亚硫酸氢钠水溶液淬灭反应，分层，100mL水洗有机相，无水硫酸钠干燥，真空脱溶剂得到3-溴-2-氨基-9,9-二苯基芴粗品41.4g，而后使用甲苯乙醇混合溶剂重结晶得到白色固体粉末33.0g，收率80.12％。
3-(5-氯-2-甲氧基苯基)-9,9-二苯基-9H-芴-2-胺的制备：将33.0g(80mmol)3-溴-2-氨基-9,9-二苯基芴、14.9g(80mmol)5-氯-2-甲氧基苯硼酸和300mL甲苯加入1L三口烧瓶中，氮气充分置换，加入催化剂90mg(0.4mmol)Pd(OAc)2和232mg(0.8mmol)P(t-Bu)3·HBF4以及200g，10％的碳酸钾水溶液，加热至回流80-85℃，反应6.0小时，TLC跟踪反应进程。反应完毕后，静止分层、水洗、有机相无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到3-(5-氯-2-甲氧基苯基)-9,9-二苯基-9H-芴-2-胺粗品37.8g，无需纯化，收率以100％计。
2-(2-氨基-9,9-二苯基-9H-芴-3-基)-4-氯苯酚的制备：将37.8g(80mmol)3-(5-氯-2-甲氧基苯基)-9,9-二苯基-9H-芴-2-胺和22.5g(90mmol)三溴化硼加入到500mL二氯乙烷溶液中，于0-5℃搅拌12.0hrs，倾倒入300ml冰水中淬灭，分层，水洗，有机相由无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到2-(2-氨基-9,9-二苯基-9H-芴-3-基)-4-氯苯酚粗品37.0g，无需纯化，收率以100％计。
2-氯-7,7-二苯基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑的制备：将37.0g(80mmol)2-(2-氨基-9,9-二苯基-9H-芴-3-基)-4-氯苯酚和7.7g(40mmol)对甲苯磺酸加入到500mL甲苯溶液中，于105-110℃搅拌反应6.0小时，TLC跟踪反应进程。反应完毕后，降温，加入200ml水中淬灭，分层，水洗，有机相由无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到2-氯-7,7-二苯基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑粗品，甲苯乙醇混合溶剂重结晶两次得到24.8g，HPLC纯度99.92％，收率70.09％。
LC-MS：442.16([M+1]+),计算值441.13。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ：11.03(s，1H)为咔唑氮上的活泼氢，8.15(s,1H),8.04(d,1H),7.92(s,1H),7.76(s,1H)7.42-7.40(m,2H),7.32-7.7.29(m,3H,)7.23-7.12(m,10H),7.10-7.08(t,1H)。
实施例5：制备2-氯-7,7-二甲基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑
3-溴-2-氨基-9,9-二甲基芴的制备：将20.9g(100mmol)2-氨基-9,9-二甲基芴溶于250mL氯仿溶液中，控制内温0℃，分批加入NBS 17.8g(100mmol)，反应混合物于0℃反应4.0hrs，向反应体系加入100g 2.5％亚硫酸氢钠水溶液淬灭反应，分层，100mL水洗有机相，无水硫酸钠干燥，真空脱溶剂得到3-溴-2-氨基-9,9-二甲基芴粗品29.0g，而后使用8g/g甲醇重结晶得到白色固体粉末23.5g，收率81.63％。
3-(5-氯-2-甲氧基苯基)-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺的制备：将25.4g(88mmol)3-溴-2-氨基-9,9-二甲基芴、14.9g(80mmol)5-氯-2-甲氧基苯硼酸和200mL甲苯加入1L三口烧瓶中，氮气充分置换，加入催化剂90mg(0.4mmol)Pd(OAc)2和232mg(0.8mmol)P(t-Bu)3·HBF4以及100g 12％的碳酸钠水溶液，加热至75℃，反应8小时，TLC跟踪反应进程。反应完毕后，静止分层、水洗、有机相无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到3-(5-氯-2-甲氧基苯基)-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺粗品28.0g，无需纯化，收率以100％计。
2-(2-氨基-9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4-氯苯酚的制备：将28.0g(80mmol)3-(5-氯-2-甲氧基苯基)-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺和24.0g(96mmol)三溴化硼加入到200mL二氯乙烷溶液中，于25℃搅拌3.0hrs，倾倒入300ml冰水中淬灭，分层，水洗，有机相由无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到2-(2-氨基-9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4-氯苯酚粗品26.9g，无需纯化，收率以100％计。
2-氯-7,7-二甲基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑的制备：将26.9g(80mmol)2-(2-氨基-9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4-氯苯酚和7.7g(40mmol)对甲苯磺酸加入到200mL甲苯溶液中，于105℃搅拌反应3-6小时，TLC跟踪反应进程。反应完毕后，降温，加入200ml水中淬灭，分层，水洗，有机相由无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到2-氯-7,7-二甲基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑粗品，甲苯乙醇混合溶剂重结晶两次20.1g，HPLC纯度99.97％，收率79.09％，单杂均小于100ppm，HPLC-MS检测未发现异构体和二氯代物。
MS(ESI)：318.41([M+1]+)，计算值317.10。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ：10.84(s，1H)为咔唑氮上的活泼氢，8.24(d,1H),7.88(s,1H),7.74(d,1H),7.57-7.52(m,3H),7.38-7.29(m,3H)和1.71(s,6H)。
实施例6：制备2-溴-7,7-二甲基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑
3-溴-2-氨基-9,9-二甲基芴的制备：将20.9g(100mmol)2-氨基-9,9-二甲基芴溶于250mL氯仿溶液中，控制内温0℃，分批加入NBS 17.8g(100mmol)，反应混合物于0℃反应4.0hrs，向反应体系加入100g2.5％亚硫酸氢钠水溶液淬灭反应，分层，100mL水洗有机相，无水硫酸钠干燥，真空脱溶剂得到3-溴-2-氨基-9,9-二甲基芴粗品29.0g，而后使用8g/g甲醇重结晶得到白色固体粉末23.5g，收率81.63％。
3-(5-溴-2-甲氧基苯基)-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺的制备：将23.8g(82.5mmol)3-溴-2-氨基-9,9-二甲基芴、17.3g(75mmol)5-溴-2-甲氧基苯硼酸和250mL甲苯加入1L三口烧瓶中，氮气充分置换，加入催化剂90mg(0.4mmol)Pd(OAc)2和463mg(0.8mmol)Xantphos以及140g 12％的碳酸钾水溶液，加热至75℃，反应8.0小时，TLC跟踪反应进程。反应完毕后，静止分层、水洗、有机相无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到3-(5-溴-2-甲氧基苯基)-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺粗品29.6g，无需纯化，收率以100％计。
2-(2-氨基-9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4-溴苯酚的制备：将29.6g(75mmol)3-(5-溴-2-甲氧基苯基)-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺和22.5g(90mmol)三溴化硼加入到240mL氯仿溶液中，于25℃搅拌3.0hrs，倾倒入300ml冰水中淬灭，分层，水洗，有机相由无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到2-(2-氨基-9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4-溴苯酚粗品28.6g，无需纯化，收率以100％计。
2-溴-7,7-二甲基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑的制备：将28.6g(75mmol)2-(2-氨基-9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-4-溴苯酚和7.2g(37.5mmol)苯磺酸加入到200mL二甲苯溶液中，于105℃搅拌反应7.5小时，TLC跟踪反应进程。反应完毕后，降温，加入200ml水中淬灭，分层，水洗，有机相由无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到2-溴-7,7-二甲基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑粗品，甲苯乙醇混合溶剂重结晶两次得到21.6g，HPLC纯度99.96％，收率79.63％，单杂均小于100ppm，HPLC-MS检测未发现异构体和二溴代物。
MS(ESI)：362.71([M+1]+),计算值361.05。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ：10.61(s，1H)为咔唑氮上的活泼氢，8.24(d,1H),8.10(s,1H),7.91(s,1H),7.82-7.42(m,6H)和1.83(s,6H)。
实施例7：制备2-溴-7,7-二苯基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑
3-溴-2-氨基-9,9-二苯基芴的制备：将33.3g(100mmol)2-氨基-9,9-二苯基芴溶于300mL二氯甲烷溶液中，控制内温0℃，分批加入NBS 18.0g(100mmol)，反应混合物于0℃反应4.0hrs，向反应体系加入100g 2.5％亚硫酸氢钠水溶液淬灭反应，分层，100mL水洗有机相，无水硫酸钠干燥，真空脱溶剂得到3-溴-2-氨基-9,9-二苯基芴粗品41.3g，而后使用甲苯乙醇混合溶剂重结晶得到白色固体粉末36.5g，收率88.62％。
3-(5-溴-2-甲氧基苯基)-9,9-二苯基-9H-芴-2-胺的制备：将34.0g(82.5mmol)3-溴-2-氨基-9,9-二苯基芴、17.3g(75mmol)5-溴-2-甲氧基苯硼酸和250mL甲苯加入1L三口烧瓶中，氮气充分置换，加入催化剂90mg(0.4mmol)Pd(OAc)2和463mg(0.8mmol)Xantphos以及140g 12％的碳酸钾水溶液，加热至75℃，反应8.0小时，TLC跟踪反应进程。反应完毕后，静止分层、水洗、有机相无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到3-(5-溴-2-甲氧基苯基)-9,9-二苯基-9H-芴-2-胺粗品38.9g，无需纯化，收率以100％计。
2-(2-氨基-9,9-二苯基-9H-芴-3-基)-4-溴苯酚的制备：将38.9g(75mmol)3-(5-溴-2-甲氧基苯基)-9,9-二苯基-9H-芴-2-胺和22.5g(90mmol)三溴化硼加入到400mL二氯甲烷溶液中，于25℃搅拌3.0hrs，倾倒入300ml冰水中淬灭，分层，水洗，有机相由无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到2-(2-氨基-9,9-二苯基-9H-芴-3-基)-4-溴苯酚粗品37.9g，无需纯化，收率以100％计。
2-溴-7,7-二苯基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑的制备：将37.9g(75mmol)2-(2-氨基-9,9-二苯基-9H-芴-3-基)-4-溴苯酚和7.2g(37.5mmol)对甲苯磺酸加入到300mL甲苯溶液中，于105℃搅拌反应7.5小时，TLC跟踪反应进程。反应完毕后，降温，加入200ml水中淬灭，分层，水洗，有机相由无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到2-溴-7,7-二苯基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑粗品，甲苯乙醇混合溶剂重结晶两次得26.3g，HPLC纯度99.96％，收率72.09％，单杂均小于100ppm，HPLC-MS检测未发现异构体和二溴代物。
LC-MS：486.07([M+1]+),计算值485.08。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ：11.16(s，1H)为咔唑氮上的活泼氢，8.17(s,1H),8.10(d,1H),8.00(s,1H),7.93(s,1H)7.49-7.45(m,2H),7.40-7.33(m,3H,)7.30-7.19(m,10H),7.13-7.11(t,1H)。
实施例8：制备2-氯-7,7-二苯基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑
3-溴-2-氨基-9,9-二苯基芴的制备：将33.3g(100mmol)2-氨基-9,9-二苯基芴溶于300mL二氯甲烷溶液中，控制内温0℃，分批加入NBS 18.0g(100mmol)，反应混合物于0℃反应4.0hrs，向反应体系加入100g 2.5％亚硫酸氢钠水溶液淬灭反应，分层，100mL水洗有机相，无水硫酸钠干燥，真空脱溶剂得到3-溴-2-氨基-9,9-二苯基芴粗品41.3g，而后使用甲苯乙醇混合溶剂重结晶得到白色固体粉末36.5g，收率88.62％。
3-(5-氯-2-甲氧基苯基)-9,9-二苯基-9H-芴-2-胺的制备：将36.3g(88mmol)3-溴-2-氨基-9,9-二苯基芴、14.9g(80mmol)5-氯-2-甲氧基苯硼酸和300mL甲苯加入1L三口烧瓶中，氮气充分置换，加入催化剂90mg(0.4mmol)Pd(OAc)2和232mg(0.8mmol)P(t-Bu)3·HBF4以及200g 10％的碳酸钾水溶液，加热至75℃，反应8.0小时，TLC跟踪反应进程。反应完毕后，静止分层、水洗、有机相无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到3-(5-氯-2-甲氧基苯基)-9,9-二苯基-9H-芴-2-胺粗品37.8g，无需纯化，收率以100％计。
2-(2-氨基-9,9-二苯基-9H-芴-3-基)-4-氯苯酚的制备：将37.9g(80mmol)3-(5-氯-2-甲氧基苯基)-9,9-二苯基-9H-芴-2-胺和22.5g(90mmol)三溴化硼加入到500mL二氯乙烷溶液中，于25℃搅拌12.0hrs，倾倒入300ml冰水中淬灭，分层，水洗，有机相由无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到2-(2-氨基-9,9-二苯基-9H-芴-3-基)-4-氯苯酚粗品37.0g，无需纯化，收率以100％计。
2-氯-7,7-二苯基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑的制备：将37.0g(80mmol)2-(2-氨基-9,9-二苯基-9H-芴-3-基)-4-氯苯酚和7.7g(40mmol)对甲苯磺酸加入到500mL甲苯溶液中，于105℃搅拌反应7.5小时，TLC跟踪反应进程。反应完毕后，降温，加入200ml水中淬灭，分层，水洗，有机相由无水硫酸钠干燥，脱溶剂得到2-氯-7,7-二苯基-5,7-二氢茚并[2,1-b]咔唑粗品，甲苯乙醇混合溶剂重结晶两次得到25.9g，HPLC纯度99.97％，收率73.35％，单杂均小于100ppm，HPLC-MS检测未发现异构体和二氯代物。
LC-MS：442.16([M+1]+),计算值441.13。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ：11.03(s，1H)为咔唑氮上的活泼氢，8.15(s,1H),8.04(d,1H),7.92(s,1H),7.76(s,1H)7.42-7.40(m,2H),7.32-7.7.29(m,3H,)7.23-7.12(m,10H),7.10-7.08(t,1H)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种含有卤素的芴基苯并吲哚衍生物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)溴代反应：以二氯甲烷、氯仿或二氯乙烷为溶剂，NBS与9,9-二甲基-2-氨基芴或9,9-二苯基-2-氨基芴，按摩尔比0.95-1.05:1，反应温度-5-50℃，反应时间1-6小时，进行溴代反应，亚硫酸氢钠淬灭处理后，得到3-溴-9,9-二甲基-2-氨基芴或3-溴-9,9-二苯基-2-氨基芴；
(2)C-C偶联反应：以甲苯或乙二醇二甲醚为溶剂，以步骤(1)得到的3-溴-9,9-二甲基-2-氨基芴或3-溴-9,9-二苯基-2-氨基芴，与2-甲氧基-5-卤代苯硼酸，按摩尔比1.0-1.2:1，在钯催化剂、有机膦配体催化下，以及无机盐助催化下，反应温度60-90℃，反应时间4-12小时，C-C偶联反应，得到C-C偶联产物；
(3)醚解反应：以二氯甲烷、氯仿或二氯乙烷为溶剂，以三氯化铝、三氟化硼乙醚或三溴化硼为催化剂，所述催化剂与步骤(2)得到的C-C偶联产物，按摩尔比0.4-2.0:1，反应温度-10-60℃，反应时间0.5-6小时，醚解反应，得到醚解反应产物；
(4)分子内环化反应：以甲苯或二甲苯类为溶剂，以对甲苯磺酸、苯磺酸、硫酸或盐酸为催化剂，所述催化剂与步骤(3)得到的醚解反应产物，按摩尔比0.1-1.0:1，反应温度80-130℃，反应时间3-12小时，分子内环化反应，即得到所述含有卤素的芴基苯并吲哚衍生物。
2.根据权利要求1所述的一种含有卤素的芴基苯并吲哚衍生物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述NBS与9,9-二甲基-2-氨基芴或9,9-二苯基-2-氨基芴的摩尔比为1:1，所述反应温度0℃，反应时间为4小时。
3.根据权利要求1所述的一种含有卤素的芴基苯并吲哚衍生物的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述3-溴-9,9-二甲基-2-氨基芴或3-溴-9,9-二苯基-2-氨基芴，与2-甲氧基-5-卤代苯硼酸的摩尔比为1.1:1，所述反应温度75℃，所述反应时间为8小时。
4.根据权利要求1所述的一种含有卤素的芴基苯并吲哚衍生物的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述钯催化剂为Pd(OAc)2、Pd(dba)2、Pd2(dba)3、PdCl2中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种含有卤素的芴基苯并吲哚衍生物的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述有机膦配体为三苯基膦、DPPP、Xantphos、Sphos、P(t-Bu)3·HBF4中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种含有卤素的芴基苯并吲哚衍生物的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述无机盐为碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种含有卤素的芴基苯并吲哚衍生物的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述催化剂与步骤(2)得到的C-C偶联产物的摩尔比为1.2:1，所述反应温度为25℃，所述反应时间为3小时。
8.根据权利要求1所述的一种含有卤素的芴基苯并吲哚衍生物的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述所述催化剂与步骤(3)得到的醚解反应产物的摩尔比为0.5:1，所述反应温度为105℃，所述反应时间为7.5小时。
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Denomination of invention: Method for preparing fluorenyl benzoindole derivative containing halogen

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Application publication date: 20161116

Assignee: Yantai Jiumu Chemical Co.,Ltd.

Assignor: VALIANT Co.,Ltd.

Contract record no.: X2024980017463

Denomination of invention: A preparation method of fluorenylbenzindole derivatives containing halogens

Granted publication date: 20180518

License type: Exclusive License

Record date: 20241011

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