一種n-芳基和芳氧基咔唑類化合物的合成方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種工藝簡(jiǎn)單的合成N-芳基和芳氧基咔唑類化合物的新方法。該方法通過(guò)兩步反應(yīng)合成N-芳基和芳氧基咔唑類化合物：第一步是陽(yáng)離子環(huán)戊二烯-鐵-鹵代芳烴絡(luò)合物與咔唑或羥基咔唑衍生物在堿性條件下發(fā)生親核取代反應(yīng)合成以咔唑類化合物為配體的陽(yáng)離子茂鐵絡(luò)合物；第二步是將生成的以咔唑類化合物為配體的陽(yáng)離子茂鐵絡(luò)合物經(jīng)光照后脫掉環(huán)戊二烯基鐵生成芳基咔唑類化合物。本發(fā)明具有合成工藝簡(jiǎn)單，原料和試劑廉價(jià)易得，條件溫和，產(chǎn)物易分離，收率高，適宜工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種N-芳基和芳氧基咔唑類化合物的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工藝簡(jiǎn)單的合成N-芳基和芳氧基咔唑類化合物的新方法，屬于咔唑衍生物合成【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]芳基咔唑化合物表現(xiàn)出良好的抗氧化和生物活性，被用于抗腫瘤，治療精神疾病和抗細(xì)菌等藥物的有效成分。另外，芳基咔唑衍生物具有光致折變性、光導(dǎo)電、空穴傳輸以及發(fā)光性能，被廣泛應(yīng)用于功能有機(jī)材料中，如一些聚芳基咔唑衍生物被用于太陽(yáng)能電池和有機(jī)發(fā)光二極管等領(lǐng)域。正是由于芳基咔唑類化合物的多功能性，該類化合物的需求量呈逐年上升的趨勢(shì)。
[0003]傳統(tǒng)的各種合成方法中，過(guò)渡金屬催化咔唑與鹵代芳烴反應(yīng)的方法是咔唑芳基化合成方法中最為常用的一種。其中，過(guò)渡金屬催化中所用的金屬催化劑包括鉬、銠、鎳或鈷絡(luò)合物(Tetrahedron 2012, 68，6099-6121)。例如，Gaunt 等(J.Am.Chem.Soc.2008，130，16184)報(bào)道了二乙酸碘苯氧化、鈀(II)催化芳香胺合成N-芳基咔唑，但是過(guò)渡金屬催化劑存在著價(jià)格昂貴和環(huán)境不友好的問(wèn)題。因此，為芳基化咔唑的合成反應(yīng)篩選廉價(jià)、溫和并且環(huán)境有好的金屬催化劑逐漸成為焦點(diǎn)。近年來(lái)，Buchwald and Hartwig (J.Am.Chem.Soc.2002, 124，11684-11688)首先報(bào)道了帶有多種不同配體的廉價(jià)銅催化劑用于咔唑芳基化反應(yīng)中，其所報(bào)道的銅催化劑配體可以為二元酮、二元胺、鄰二氮雜菲、聯(lián)吡啶、氨基酸或者膦類化合物等，但是，這些配體制備過(guò)程復(fù)雜、成本高，并且不易與最終產(chǎn)物分離。例如，中國(guó)專利申請(qǐng)201210011490公開(kāi)了一種N-苯基-3- (4-溴苯基)咔唑的合成方法，該合成方法需 要使用1，10- 一水合鄰菲羅啉作為銅催化劑配體，易污染最終產(chǎn)物，并且需要使用柱層析法純化產(chǎn)品，溶劑用量大，生產(chǎn)成本高，不適宜工業(yè)生產(chǎn)。另外，使用銅催化劑催化制備芳基化咔唑，一般反應(yīng)溫度較高，條件較為苛刻。例如，中國(guó)專利申請(qǐng)201210054310公開(kāi)了一種3，5_N，N’ - 二咔唑苯的合成方法，該方法以間二碘苯為原料，在K2C03、CuI和18-冠-6存在下，開(kāi)氮?dú)獗Ｗo(hù)，在溶劑鄰二氯苯中與咔唑反應(yīng)，升溫至180 0C回流，最終得到3，5-N，N’ - 二咔唑苯。在反應(yīng)過(guò)程中，雖然采用較廉價(jià)的銅鹽作為催化劑，但所使用的冠醚價(jià)格昂貴且毒性較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于改進(jìn)已有技術(shù)的不足和提供一種工藝簡(jiǎn)單、條件溫和、收率高的合成N-芳基和芳氧基咔唑類化合物的新方法。
[0005]本發(fā)明合成N-芳基和芳氧基咔唑類化合物的方法是通過(guò)具有通式(I)所示的兩步反應(yīng)合成N-芳基和芳氧基咔唑類化合物:第一步是陽(yáng)離子環(huán)戊二烯-鐵-鹵代芳烴絡(luò)合物與咔唑或羥基咔唑衍生物在堿性條件下發(fā)生親核取代反應(yīng)合成以咔唑類化合物為配體的陽(yáng)離子茂鐵絡(luò)合物；第二步是將生成的以咔唑類化合物為配體的陽(yáng)離子茂鐵絡(luò)合物經(jīng)光照后發(fā)生光解反應(yīng)脫掉環(huán)戊二烯基鐵生成N-芳基和芳氧基咔唑類化合物:
【權(quán)利要求】
1.一種工藝簡(jiǎn)單的合成N-芳基和芳氧基咔唑類化合物的方法，其特征是通過(guò)具有通式(I)所示的兩步反應(yīng)合成N-芳基和芳氧基咔唑類化合物:第一步是陽(yáng)離子環(huán)戊二烯-鐵-鹵代芳烴絡(luò)合物與咔唑或羥基咔唑衍生物在堿性條件下發(fā)生親核取代反應(yīng)合成以咔唑類化合物為配體的陽(yáng)離子茂鐵絡(luò)合物；第二步是將生成的以咔唑類化合物為配體的陽(yáng)離子茂鐵絡(luò)合物經(jīng)光照后發(fā)生光解反應(yīng)脫掉環(huán)戊二烯基鐵生成N-芳基和芳氧基咔唑類化合物:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在堿性條件下發(fā)生親核取代反應(yīng)合成以咔唑類化合物為配體的陽(yáng)離子茂鐵絡(luò)合物，其具體步驟如下:在反應(yīng)器中依次加入陽(yáng)離子環(huán)戊二烯-鐵-鹵代芳烴絡(luò)合物、具有通式(2)所結(jié)構(gòu)的咔唑或羥基咔唑衍生物的咔唑或羥基咔唑衍生物、碳酸鉀(K2CO3)和溶劑，然后不斷攪拌下反應(yīng)2-10小時(shí)，然后將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移到15%鹽酸水溶液中，有顆粒物析出，過(guò)濾抽干，重結(jié)晶，得到以芳基咔唑類化合物為配體的陽(yáng)離子茂鐵絡(luò)合物；當(dāng)R9為H時(shí)，反應(yīng)溫度在60 °C ;當(dāng)R9為烷基、烯丙基、苯基、酯基、酰胺基或醇羥基，R2-R7其中至少有一個(gè)為酚羥基時(shí)，反應(yīng)溫度為15 °C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的經(jīng)光照后發(fā)生光解反應(yīng)脫掉環(huán)戊二烯基鐵生成芳基咔唑類化合物的具體步驟如下:將以咔唑類化合物為配體的陽(yáng)離子茂鐵絡(luò)合物溶解在極性溶劑中，利用光源照射0-2小時(shí)，過(guò)濾掉不溶物后脫除溶劑，將脫除溶劑后得到的固體在混合溶劑中重結(jié)晶，得到N-芳基和芳氧基咔唑類化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的親核取代反應(yīng)，其特征是陽(yáng)離子環(huán)戊二烯-鐵-鹵代芳烴絡(luò)合物和咔唑或羥基咔唑衍生物的摩爾比為:1: 1.0-2.5;陽(yáng)離子環(huán)戊二烯-鐵-鹵代芳烴絡(luò)合物和K2CO3的比例為1: 1.0-3.0。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合成芳基咔唑類化合物的方法，其特征在于所用的光源選自汞燈、氙燈、鏑燈、鹵素?zé)?、鎢鹵燈、激光、或自然光。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合成芳基咔唑類化合物的方法，其特征在于光解反應(yīng)所用的極性溶劑為醇類、酮類、酰胺類、鹵代烴和磺酰氯有機(jī)溶劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合成芳基咔唑類化合物的方法，其特征在于重結(jié)晶采用的溶劑體系為N，N- 二烷基甲酰胺/甲基叔丁基醚或丙酮/乙醚體系，N, N- 二烷基甲酰胺/甲基叔丁基醚的比例為 1: 5-15 ;丙酮與乙醚的比例為1: 5-10。
【文檔編號(hào)】C07D209/86GK104003928SQ201310056246
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月22日
【發(fā)明者】王濤, 陳瑜, 劉吉強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)