以偶氮二甲酸二乙酯为碳源合成N-酯基咔唑

doi:10.6023/cjoc202506008

有机化学 ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (2): 612-623.DOI: 10.6023/cjoc202506008 上一篇下一篇

研究论文

以偶氮二甲酸二乙酯为碳源合成N-酯基咔唑

樊良鑫^a, 时梦瑶^a, 刘兴源^a, 潘振良^a, 杨国玉^a, 吴璐璐^a, 薛晓平^a^,^*(), 代莉^b^,^*(), 徐翠莲^a^,^*()

^a 河南农业大学理学院郑州 450002
^b 河南农业大学林学院郑州 450046

收稿日期:2025-06-04 修回日期:2025-08-18 发布日期:2025-10-09
通讯作者: 薛晓平, 代莉, 徐翠莲
基金资助:
国家自然科学基金(22301064); 中原教学名师(21XM0429); 河南省博士后科研启动项目(25XM0040); 河南农业大学专项创新基金(KJCX2021C05); 河南省研究生教育改革与质量提升工程项目(YJS2024AL060); 河南省研究生教育改革与质量提升工程项目(YJS2025KC21); 河南农业大学研究生教育教学改革研究与实践项目(2025YJSJGSJ024); 河南省科技攻关(252102111107)

Synthesis of N-Ester Carbazoles Using Diethyl Azodicarboxylate as Carbon Source

Liangxin Fan^a, Mengyao Shi^a, Xingyuan Liu^a, Zhenliang Pan^a, Guoyu Yang^a, Lulu Wu^a, Xiaoping Xue^a^,^*(), Li Dai^b^,^*(), Cuilian Xu^a^,^*()

^a College of Sciences, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002
^b College of Forestry, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450046

Received:2025-06-04 Revised:2025-08-18 Published:2025-10-09
Contact: Xiaoping Xue, Li Dai, Cuilian Xu
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(22301064); Central Plains Teaching Master Project(21XM0429); Postdoctoral Research Launch Project of Henan Province(25XM0040); Special Innovation Fund of Henan Agricultural University(KJCX2021C05); Postgraduate Education Reform and Quality Improvement Project of Henan Province(YJS2024AL060); Postgraduate Education Reform and Quality Improvement Project of Henan Province(YJS2025KC21); Graduate Education Reform Project of Henan Agricultural University(2025YJSJGSJ024); Science and Technology Research Project of Henan Province(252102111107)

文章分享

1. cjoc202506008辅助材料.pdf(5625KB)

摘要/Abstract

开发了一种在碱促进下以偶氮二甲酸二乙酯(DEAD)作为碳源的二级芳胺N-酰基化合成新策略, 使用咔唑化合物与DEAD为原料, 以15%~94%的收率合成了一系列结构多样的N-酯基咔唑化合物. 该方法无需过渡金属参与, 具有原料廉价易得、反应条件绿色环保、操作简单、底物范围宽泛和反应快速等优点, 为简单高效地合成N-取代咔唑提供了一种便捷的途径. 克级(10 mmol)规模的合成实验与产物衍生化研究, 进一步证实了该方法的实际应用价值. 反应机理研究表明, 该反应经历了咔唑在碱作用下的去质子化、氮负离子对DEAD的亲核进攻以及消除等过程.

关键词: 咔唑, N-酰基化, 偶氮二甲酸二乙酯

A novel strategy for the N-acylation of secondary arylamines using diethyl azodicarboxylate (DEAD) as the carbon source under base promotion is presented. Carbazole compounds and DEAD were utilized as substrates, affording a series of diverse N-ester carbazole compounds in 15%~94% yields. This approach proceeds under transition metal-free conditions, and offers the advantages of commercially available and inexpensive starting materials, green and mild reaction conditions, operational simplicity, broad substrate scope, and short reaction times. It provides a convenient method for the simple and efficient synthesis of N-substituted carbazoles. The practical application of this method was demonstrated by the gram-scale (10 mmol) synthesis and product derivatizations. Investigation of reaction mechanism suggests that the reaction proceeds via deprotonation of carbazole under basic conditions, followed by nucleophilic attack of the resulting nitrogen anion on DEAD, and subsequent elimination.

Key words: carbazole, N-acylation, diethyl azodicarboxylate

引用此文

樊良鑫, 时梦瑶, 刘兴源, 潘振良, 杨国玉, 吴璐璐, 薛晓平, 代莉, 徐翠莲. 以偶氮二甲酸二乙酯为碳源合成N-酯基咔唑[J]. 有机化学, 2026, 46(2): 612-623.

Liangxin Fan, Mengyao Shi, Xingyuan Liu, Zhenliang Pan, Guoyu Yang, Lulu Wu, Xiaoping Xue, Li Dai, Cuilian Xu. Synthesis of N-Ester Carbazoles Using Diethyl Azodicarboxylate as Carbon Source[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2026, 46(2): 612-623.

导出引用 EndNote|Reference Manager|ProCite|BibTeX|RefWorks

分享此文

图/表 7

参考文献 31

[1]	(a) Balaban A. T.; Oniciu D. C.; Katritzky A. R. Chem. Rev. 2004, 104, 2777. doi: 10.1021/cr0306790
	(b) Minakata S. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1172. doi: 10.1021/ar900059r
	(c) Das S.; Das R.; Ghosh T.; Nandi R. K. Chem. Rec. 2025, 25, e202400216.
	(d) Ju H.; Wang S.; Guo B.; Wu Q.; Zou C.; He Y.; Huang C.; Zeng F. ACS Catal. 2025, 15, 7700. doi: 10.1021/acscatal.5c01292
[2]	(a) Knölker H.-J.; Reddy K. R.; Schmidt A. W. Chem. Rev. 2012, 112, 3193. doi: 10.1021/cr200447s pmid: 22480243
	(b) Kumar V.; Sudharsan S.; Mantry L.; Maayuri R.; Das M.; Gandeepan P. Chem. Rec. 2025, 25, e202500042. pmid: 22480243
	(c) Lu Q.; Bi M.; Wang Y.-B.; Yang L.; Liu H.-H.; Xiang S.-H.; Tan B. Sci. China: Chem. 2025, 68, 4973. pmid: 22480243
	(d) Knölker H.-J.; Reddy K. R. Chem. Rev. 2002, 102, 4303. doi: 10.1021/cr020059j pmid: 22480243
[3]	Bhosale S. M.; Momin A. A.; Kusurkar R. S. Tetrahedron 2012, 68, 6420. doi: 10.1016/j.tet.2012.05.127
[4]	Gadgeel S.; Peters S.; Mok T.; Shaw A. T., Kim D. W.; Ou S. I.; Pérol M.; Wrona A.; Novello S.; Rosell R.; Zeaiter A.; Liu T.; Nüesch E.; Balas B.; Camidge D. R. Ann. Oncol. 2018, 29, 2214. doi: S0923-7534(19)31884-8 pmid: 30215676
[5]	Nishiyama T.; Hatae N.; Mizutani M.; Yoshimura T.; Kitamura T.; Miyano M.; Fujii M.; Satsuki N.; Ishikura M.; Hibino S.; Choshi T. Eur. J. Med. Chem. 2017, 136, 1. doi: S0223-5234(17)30345-8 pmid: 28477443
[6]	Syam S.; Abdul A. B.; Sukari M. A.; Mohan S.; Abdelwahab S. I.; Wah T. S. Molecules 2011, 16, 7155. doi: 10.3390/molecules16087155
[7]	Raguenez-Viotte G.; Dadoun C.; Buchet P.; Ducastelle T.; Fillastre J. P. Arch. Toxicol. 1988, 61, 292. pmid: 3377684
[8]	(a) Avila M. S.; Ayub-Ferreira S. M.; de Barros Wanderley M. R.; das Dores Cruz F.; Gonçalves Brandão S. M.; Rigaud V. O. C.; Higuchi-dos-Santos M. H.; Hajjar L. A.; Kalil Filho R.; Hoff P. M.; Sahade M.; Ferrari M. S. M.; de Paula Costa R. L.; Mano M. S.; Bittencourt Viana Cruz C. B.; Abduch M. C.; Lofrano Alves M. S.; Guimaraes G. V.; Issa V. S.; Bittencourt M. S.; Bocchi E. A. J. Am. Coll. Cardiol. 2018, 71, 2281. doi: 10.1016/j.jacc.2018.02.049
	(b) Benkel T.; Zimmermann M.; Zeiner J.; Bravo S.; Merten N.; Lim V. J. Y.; Matthees E. S. F.; Drube J.; Miess-Tanneberg E.; Malan D.; Szpakowska M.; Monteleone S.; Grimes J.; Koszegi Z.; Lanoiselée Y.; O’Brien S.; Pavlaki N.; Dobberstein N.; Inoue A.; Nikolaev V.; Calebiro D.; Chevigné A.; Sasse P.; Schulz S.; Hoffmann C.; Kolb P.; Waldhoer M.; Simon K.; Gomeza J.; Kostenis E. Nat. Commun. 2022, 13, 7109. doi: 10.1038/s41467-022-34765-w
[9]	Gayler K. M.; Kong K.; Reisenauer K.; Taube J. H.; Wood J. L. ACS Med. Chem. Lett. 2020, 11, 2441. doi: 10.1021/acsmedchemlett.0c00420 pmid: 33335665
[10]	Nishizawa T.; Grüschow S.; Jayamaha D.-H. E.; Nishizawa-Harada C.; Sherman D. H. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 724. pmid: 16417354
[11]	(a) Bain R. M.; Sathyamoorthi S.; Zare R. N. Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 15083. doi: 10.1002/anie.v56.47
	(b) Usman M.; Zhang X.-W.; Wu D.; Guan Z.-H.; Liu W.-B. Org. Chem. Front. 2019, 6, 1905. doi: 10.1039/C9QO00017H
	(c) Singh P.; Mritunjay S. P. Asian J. Org. Chem. 2021, 10, 964. doi: 10.1002/ajoc.v10.5
[12]	Yu W.-Y.; Sit W. N.; Lai K.-M.; Zhou Z.; Chan A. S. C. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3304. doi: 10.1021/ja710555g
[13]	Ramesh S.; Arunachalam P. N.; Lalitha A. RSC Adv. 2013, 3, 8666. doi: 10.1039/c3ra40972d
[14]	Huang Y.; Li G.; Huang J.; You J. Org. Chem. Front. 2014, 1, 347. doi: 10.1039/c3qo00069a
[15]	Xu N.; Li D.; Zhang Y.; Wang L. Org. Biomol. Chem. 2015, 13, 9083. doi: 10.1039/C5OB01264C
[16]	Sang R.; Zheng Y.; Zhang H.; Wu X.; Wang Q.; Hai L.; Wu Y. Org. Chem. Front. 2018, 5, 648. doi: 10.1039/C7QO00945C
[17]	Usman M.; Ren Z.-H.; Wang Y.-Y.; Guan Z.-H. RSC Adv. 2016, 6, 107542. doi: 10.1039/C6RA22108D
[18]	Usman M.; Ren Z.-H.; Wang Y.-Y.; Guan Z.-H. Org. Biomol. Chem. 2017, 15, 1091. doi: 10.1039/C6OB02627C
[19]	Fan L.; He M.; Liu X.; He F.; Wu L.; Yang G.; Pan Z.; Shi L.; Wang C. Xu C. Org. Biomol. Chem. 2023, 21, 9037. doi: 10.1039/D3OB01437A
[20]	Liu Z.; Larock R. C. Org. Lett. 2004, 6, 3739. doi: 10.1021/ol048564l
[21]	Uchiyama M.; Matsumoto Y.; Nakamura S.; Ohwada T.; Kobayashi N.; Yamashita N.; Matsumiya A.; Sakamoto T. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 8755.
[22]	Clamor N.; Damrath M.; Kuczmera T.; Duvinage D.; Nachtsheim B. J. Beilstein J. Org. Chem. 2024, 20, 12. doi: 10.3762/bjoc.20.2 pmid: 38213840
[23]	Butler K. V.; Kalin J.; Brochier C.; Vistoli G.; Langley B.; Kozikowski A. P. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 10842. doi: 10.1021/ja102758v pmid: 20614936
[24]	Li E.; Xu X.; Li H.; Zhang H.; Xu X.; Yuan X.; Li Y. Tetrahedron 2009, 65, 8961. doi: 10.1016/j.tet.2009.08.075
[25]	Li W.; Fan W.; Ma X.; Tao X.; Li X.; Xie X.; Zhang Z. Chem. Commun. 2012, 48, 8976. doi: 10.1039/c2cc33695b
[26]	Kerr W. L.; Lindsay D. M.; Owens P. K.; Reid T.; Tuttle T.; Campos S. ACS Catal. 2017, 7, 7182. doi: 10.1021/acscatal.7b02682
[27]	Heller S. T.; Schultz E. E.; Sarpong R. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 8304. doi: 10.1002/anie.v51.33
[28]	Kuwahara A.; Nakano K.; Nozaki K. J. Org. Chem. 2005, 70, 413. pmid: 15651780
[29]	Beyzavi H.; Mandal D.; Strebl M. G.; Neumann C. N.; D’Amato E. M.; Chen J.; Hooker J. M.; Ritter T. ACS Cent. Sci. 2017, 3, 944. doi: 10.1021/acscentsci.7b00195
[30]	Liu Z.; Larock R. C. Tetrahedron 2007, 63, 347. doi: 10.1016/j.tet.2006.10.071
[31]	Chomphunuch T.; La-ongthong K.; Katrun P.; Sawektreeratana N.; Keawkla N.; Soorukram D.; Leowanawat P.; Reutrakul V.; Surawatanawong P.; Bunchuay T.; Kuhakarn C. Chem.-Asian J. 2025, 20, e202401489.

以偶氮二甲酸二乙酯为碳源合成N-酯基咔唑

Synthesis of N-Ester Carbazoles Using Diethyl Azodicarboxylate as Carbon Source

RichHTML

PDF

补充材料

可视化

摘要/Abstract

引用此文

分享此文

图/表 7

参考文献 31

相关文章 15

编辑推荐

相关统计

本文评价

Entry	Substrate	Base	Solvent	T/℃	Yield^b/%
1	1~6	Na₂CO₃	DMSO	80	NR
2	7	Na₂CO₃	DMSO	80	44
3	8	Na₂CO₃	DMSO	80	NR
4	9	Na₂CO₃	DMSO	80	15
5	10	Na₂CO₃	DMSO	80	NR
6	11	Na₂CO₃	DMSO	80	23
7	12	Na₂CO₃	DMSO	80	32
8	13	Na₂CO₃	DMSO	80	92
9	13	Li₂CO₃	DMSO	80	75
10	13	NaOAc	DMSO	80	39
11	13	Na₃PO₄	DMSO	80	73
12	13	NaHCO₃	DMSO	80	54
13	13	Na₂HPO₄	DMSO	80	10
14	13	KHCO₃	DMSO	80	63
15	13	K₂CO₃	DMSO	80	58
16	13	K₃PO₄	DMSO	80	67
17	13	^tBuONa	DMSO	80	51
18	13	Et₃N	DMSO	80	NR
19	13	Na₂CO₃	DCE	80	46
20	13	Na₂CO₃	Toluene	80	51
21	13	Na₂CO₃	1,4-dioxane	80	67
22	13	Na₂CO₃	THF	80	Trace
23	13	Na₂CO₃	DMF	80	73
24	13	Na₂CO₃	MeCN	80	21
25	13	Na₂CO₃	Sulfolane	80	63
26	13	Na₂CO₃	DMSO	70	65
27	13	Na₂CO₃	DMSO	90	91
28^c	13	Na₂CO₃	DMSO	80	78
29^d	13	Na₂CO₃	DMSO	80	70
30^e	13	Na₂CO₃	DMSO	80	Trace

[1]	莫百川, 李婷婷, 王芳, 李晓杰, 巴达日夫. 咔唑醌天然产物的合成研究进展[J]. 有机化学, 2025, 45(8): 2746-2766.
[2]	张文博, 苏思铭, 杨鹏. 新型杯[3]咔唑衍生物的合成及其对羟喜树碱识别与检测研究[J]. 有机化学, 2025, 45(4): 1395-1401.
[3]	任志明, 谢立娟, 晋静, 吴玉洁, 刘迪, 李久艳. 基于吲哚并[3,2,1-jk]咔唑的多重共振型发光分子研究进展[J]. 有机化学, 2025, 45(11): 4108-4127.
[4]	姜晓琳, 王超洋, 武利园, 李跃辉. 含咔唑结构的小分子及聚合物催化二氧化碳转化研究进展[J]. 有机化学, 2024, 44(5): 1423-1444.
[5]	孙静, 樊志杰, 杜纪宽, 李硕, 苗艳勤, 赵波, 董海亮, 王华. 一种Y型噻吨酮-咔唑分子的设计、合成及其蓝光和黄光有机发光二极管应用[J]. 有机化学, 2024, 44(4): 1210-1217.
[6]	韩阳, 姜为超, 张靖, 彭进松, 陈春霞. 可见光促进钯催化C—H键胺化反应合成咔唑醌衍生物的研究[J]. 有机化学, 2022, 42(1): 266-276.
[7]	李英俊, 林乐弟, 刘季红, 高立信, 盛丽, 靳焜, 刘雪洁, 杨鸿境, 李佳. 新型含咔唑环和芳环/芳稠杂环的N-酰腙衍生物的合成及蛋白酪氨酸磷酸酶1B (PTP1B)抑制活性评价[J]. 有机化学, 2021, 41(9): 3593-3607.
[8]	李英俊, 林乐弟, 靳焜, 高立信, 盛丽, 刘季红, 李佳. 新型含咔唑环芳氨基乙酰腙衍生物的合成及其蛋白酪氨酸磷酸酶1B (PTP1B)抑制活性评价[J]. 有机化学, 2021, 41(8): 3157-3170.
[9]	赵雨, 刘阳, 王鑫鑫, 洪莹莹, 满英秀, 王进军, 李家柱. 3,6-二烃基咔唑-1-甲醛和3,6-二烃基咔唑-1,8-二甲醛的高效合成[J]. 有机化学, 2021, 41(6): 2435-2444.
[10]	杜玉英, 肖业元, 田福利, 韩利民, 顾彦龙, 竺宁. 吲哚多样化环化合成咔唑衍生物研究进展[J]. 有机化学, 2021, 41(2): 521-528.
[11]	李雪, 宋子锐, 陈鑫, 蔡轶超, 刘雅婕, 陈春霞, 彭进松. 钯催化双芳基化反应合成咔唑醌衍生物的研究[J]. 有机化学, 2020, 40(4): 950-958.
[12]	宋文越, 饶小峰, 卜庆青, 刘宁. 咔唑桥连NCN齿形钯配合物催化的唑类C-H键直接芳基化反应[J]. 有机化学, 2020, 40(2): 489-500.
[13]	李英俊, 刘雪洁, 刘季红, 高立信, 靳焜, 盛丽, 杨鸿境, 林乐弟, 李佳. 基于咔唑的新型碳酰腙衍生物的合成及蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)抑制活性评价[J]. 有机化学, 2020, 40(2): 478-488.
[14]	李英俊, 杨凯栋, 靳焜, 高立信, 盛丽, 刘雪洁, 杨鸿境, 林乐弟, 李佳. 基于咔唑的单-/双-硫代碳酰腙衍生物的合成及Cdc25B/PTP1B抑制活性评价[J]. 有机化学, 2020, 40(1): 162-174.
[15]	李英俊, 赵月, 靳焜, 高立信, 盛丽, 刘雪洁, 杨鸿境, 林乐弟, 李佳. 含咔唑/苯并咪唑环的2,5-二取代-1,3,4-噻二唑酰胺衍生物的合成及对PTP1B/TCPTP抑制活性的评价[J]. 有机化学, 2019, 39(9): 2599-2608.