1. 研究目的与意义
醛类化合物有着重要的理论和应用价值，该类化合物可以作为一种亲电试剂与各种类型的亲核试剂发生反应，制备各种类型的化合物。
然而，文献报道中只有少数实例对该类化合物的应用进行了描述。
有多重参数影响该类化合物的反应活性，包括亚铵盐上氮原子和碳原子上取代基的影响（空间效应）以及负离子的类型。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题：众所周知，二吲哚基甲烷系列化合物拥有广泛的生物活性而被应用于药物行业。
例如，BIMs 能够增加生物体荷尔蒙和雌性激素分泌和有效地缓解纤维肌痛症状，BIMs 由于具有调节癌症相关激素代谢产物的功效而能够有效地预防癌症。
由于BIMs 在医疗上具有上述的重要作用，一些文献报道了 BIMs 的合成方法，其可以通过吲哚及其衍生物与醛或酮类化合物在一定的催化剂作用下发生缩合反应来合成。
3. 国内外研究现状（文献综述）
在自然界中, 特别是在生物体内, 有许多贯穿整个生命活性的物质, 其中一大类就是含有苯并五元杂环的的化合物. 在这些化合物中吲哚类化合物为重要. 1957年出版的《生物碱大全》共收集了 4030 种化合物, 其中含有吲哚环的生物碱占 1/5, 这类化合物具有很好的药理活性和生物活性,其抗菌、抗氧化等活性被应用于抗生素药物中.作为诸多陆地和海洋生物代谢产物的双吲哚甲烷类衍生物具有更为丰富的生理活性,主要用于抗菌、治疗纤维肌痛、长期疲劳、急性肠炎、促进人体内的雌性激素的代谢、能有效的抑制癌细胞的增长, 尤其对乳腺癌细胞的增长具有很好的抑制活性.化学工作者已经从东南亚的鸡骨山植物中分离出几十种单萜类吲哚生物碱和双吲哚生物碱, 是活性生物碱的重要来源.近年来, 对双吲哚甲烷类衍生物的合成报道越来越多, 已探讨出来了很多种合成方法. 许多催化剂也被用来催化此反应, 如 Lewis acid、质子酸、离子液、固载催化剂等, 使双吲哚甲烷类衍生物的合成发展到了新的阶段. 以下是十几年来双吲哚甲烷类衍生物的合成方法按照催化剂的种类进行了总结. 双吲哚甲烷类衍生物合成方法的分类 路易斯酸催化剂 1996 年, Chen 等用三氟甲磺酸的镧系元素盐作为催化剂, 催化吲哚和醛酮反应得到双吲哚甲烷类衍生物.用乙醇和水作混合溶剂,在室温条件下得到了较好的产率, 该混合溶剂有利于产物的提纯, 再者该溶剂可以二次使用得到与第一次相同的效果. 提高吲哚与醛酮的比例到 1∶5,可以进一步提高双吲哚甲烷的产率,减少副产物的生成.镧系元素中镝元素的催化效果好, 产率可达93%.芳香醛比脂肪醛和酮的产率高,如果吲哚环3位上有取代基, 则生成的是 2-吲哚甲烷类衍生物.2000 年, Babu 等用 InCl3作为催化剂,乙腈为溶剂室温下催化吲哚与醛或亚胺反应 4 h 得到双吲哚甲烷类衍生物.与苯甲醛反应的产率高达96%, 与 2-甲基-苯甲醛反应的产率相对较低为73%, 且需要时间为10 h. 在吲哚与亚胺的反应过程中苯甲醛和对氯苯胺亚胺的产率高为90%, 而对甲基苯甲醛和苯胺亚胺的产率仅为72%且时间也较长. 该方法的特点是产物单一, 没有副产物的生成. 但是底物的扩展较少, 没有对脂肪族的醛和亚胺进行探讨. 2002 年, Nagarajan 等在乙腈溶剂中, 用5 mol% 的三氟甲磺酸铟催化吲哚与醛反应, 室温下较短时间内得到了双吲哚甲烷类衍生物.该反应的特点是, 反应条件温和,对环境友好,达到71%～86%的产率, 催化剂的用量较少, 反应的程序简单且易于分离.当醛上的取代基对反应有较大的影响, 给电子基产率更高。
2004年, Xia等用Lewis acid作催化剂,微波照射下无溶剂快速催化吲哚与醛或亚胺反应生成双吲哚甲烷类衍生物. 在 FeCl3, BiCl3, InCl3, ZnCl2, CoCl2 几种 Lewis 酸中, FeCl3 的催化效果好,催化醛与吲哚反应仅在2 min 内就可以得到93%的产率.与醛相比,亚胺不但需要较长的时间, 而且产率低至 73%～ 85%之间, 苯环上带吸电子基的醛有更高的产率.但亚胺的优点在于,产物容易分离和纯化.该反应的特色是使用微波作为反应条件,洁净、容易操作、反应时间极短.无溶剂反应符合了绿色化学的要求. 2005年, Mo等用CuBr2作催化剂,乙腈为溶剂在室温条件下,催化吲哚与醛酮反应生成双吲哚甲烷类衍生物.底物对该反应有一定的影响, 酮与醛相比，需要较长的反应时间,产率也较低.芳香醛环上的吸电子取代基使反应速度加快,但产率变化不是很大.溶剂对反应的影响很大,乙腈是好的溶剂,反应的产率可达95%,反应时间很短仅为0.4 h,DMF的效果差产率为37%, 反应时间高达15 h.总之,该反应的产率高,操作简单,时间短.同年,Zeng等用吲哚与(吲哚-3-基)(烷基或芳基)甲醇,在硝酸铈铵的催化剂下,醇(甲醇或乙醇)作溶剂, 超声波作为反应条件,室温下快速反应生成96%的产物.该法的特点是,高效、廉洁、无毒、操作简单、没有选择性,克服了以前Valle和Chakrabarty等的操作复杂、反应时间长、低产率、反应产物受限的缺点.但当吲哚环上带吸电子基团时产率较低,吲哚的5位上连有硝基时,不能发生此反应.王宏社等将Eu(NTf2)3作催化剂,在二氯甲烷中室温下催化吲哚与醛(酮)反应生成双吲哚甲烷类衍生物.该催化剂对芳香醛、脂肪醛(酮)以及杂环醛都有很好的催化效果,产率都在85%以上.该方法条件比较温和,时间短,催化剂用量少,且可以回收重复使用五次,其活性仍然较高, 只是反应时间有所增长.2007年,陈林等用三氯化铝作催化剂,以无水乙醚为溶剂,在室温下催化N-(2-氯乙基)苯甲醛亚胺与吲哚反应,得到84%的双吲哚甲烷衍生物,延长反应时间到8 d又生成6,12-二苯基吲哚咔唑.该方法的条件温和、产率高.但是操作比较麻烦,后处理用碱污染环境.2008年, Martinez用二价铜离子作催化剂,在乙腈和水的混合溶剂中催化吲哚和芳香醛反应生成双吲哚甲烷类衍生物.一个主要的特征就是有荧光的出现,而其他金属没有这种现象,反应的产率可达95%.但是只对芳香醛进行了研究,而对脂肪醛、杂环醛及酮没有涉及到. [1] Wang, H. S.; Zhao, L. F. Chin. J. Org. Chem. 2004, 24, 869 (in Chinese). (王宏社, 赵立芳, 有机化学, 2004, 24, 869.) [2] Chen, L.; Zhang, X. C.; M, N.; Feng, X. H.; Lan, X. B. Chin. J. Synth. Chem. 2007, 15, 782 (in Chinese). (陈林, 张行程, 马妮, 冯小虎, 兰小兵, 合成化学, 2007, 15, 782.)[3] Martinez, R.; Espinosa, A.; Tarraga, A. Tetrahedron 2008, 64, 2184. [4] Silveira, C. C.; Mendes, S. R.; Lbero, F. M. Tetrahedron Lett. 2009, 50, 6060.[5] Sobhani, S.; Safaei, E.; Hasaninejad, A. R. J. Organomet. Chem. 2009, 694, 3027. [6] Zhang, J. M.; Xu, R. P.; Tian, Y. Chem. Res. Chin. Univ. 2009, 25, 941. [7] Sonar, S. S.; Sadaphal, S. A.; Kategaonkar, A. H.; Pokalwar, R. U.; Shingate, B. B.; Shingare, M. S. Bull. Korean Chem. Soc. 2009, 30, 825.
4. 研究方案
在N-甲基吲哚与不同的醛合成双吲哚甲烷类衍生物反应过程中寻找一种新型催化剂，通过多次试验，结合试验数据分析力求寻找到某一最佳条件使该反应操作方法最为简单，有较高的收率，反应时间较短，反应条件温和，催化剂用量少。
5. 工作计划
第1学期 第18-21周确定毕设的题目，搜集并阅读所选题目相关的资料文献，为撰写论文准备一些基础资料，老师下发毕业设计任务书和外文文献，撰写开题报告，完成外文翻译。
第2学期 第1周在熟悉毕业设计题目的基础上 ，准备实验。
第2学期 第2周开始初步实验，记录相应的数据及现象，定期向老师汇报总结。
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
