一種含氮雜環(huán)芳香化合物的對(duì)稱二聚體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種含氮雜環(huán)芳香化合物對(duì)稱二聚體的制備方法、運(yùn)種方法制備的產(chǎn) 物及用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 雜環(huán)芳香化合物的對(duì)稱二聚體如2,2' -聯(lián)化晚或2,2' -聯(lián)哇嘟是一類(lèi)重要的有機(jī) 化合物，它們被廣泛地應(yīng)用于發(fā)光材料的制備，用于生物大分子的標(biāo)記、生物分析中。由于 是金屬的優(yōu)良配體，因而被廣泛地應(yīng)用于與金屬絡(luò)合而后催化各種有機(jī)反應(yīng)。同時(shí)，運(yùn)一類(lèi) 化合物自身還具有多種生物活性。例如2,2' -聯(lián)哇嘟可W和金屬形成配合物，在金屬測(cè)定 方面有著巨大的作用。2, 2'-聯(lián)哇嘟是常用的測(cè)銅試劑。2, 2'-聯(lián)哇嘟-4, 4'-二甲酸二鋼 可用于用于測(cè)定蛋白質(zhì)的濃度。2,2'-聯(lián)化晚不僅可用于有機(jī)合成、醫(yī)藥中間體，還可W用 于化學(xué)鍛銅添加劑，當(dāng)與亞鐵氯化鐘配合使用時(shí)，不僅可有效控制銅沉積速度，避免氧化亞 銅形成，還可作為分析試劑，用于檢定亞鐵、銀、儒、鋼，也可W作氧化還原指示劑。
[0003] 目前該類(lèi)化合物主要是W過(guò)渡金屬為催化劑催化預(yù)官能化或活化的氮雜環(huán)芳 香化合物（如面代氮雜芳香化合物等）之間的偶聯(lián)反應(yīng)來(lái)合成。文獻(xiàn)報(bào)道的大量使用 的合成方法主要是過(guò)渡金屬催化的被活化或者預(yù)官能化的氮雜環(huán)芳香化合物之間的偶 聯(lián)，其中包括：W面代含氮雜環(huán)化合物為原料，W過(guò)渡金屬作為催化劑催化面代氮雜芳香 化合物偶聯(lián)的叫ImannCoupling反應(yīng)（Catal.Sci.Technol. 2013, 3, 3030-3035,J.Org. 化em. 2014, 79, 777-782);由過(guò)渡金屬催化的氮雜環(huán)芳香化合物的S下基錫衍生物與相 應(yīng)的面代氮雜環(huán)芳香化合物偶聯(lián)的StillCoupling反應(yīng)化Org.Chem. 2010, 75, 424 -433);由過(guò)渡金屬催化的氮雜環(huán)芳香化合物的有機(jī)鋒衍生物與相應(yīng)的面代氮雜環(huán)芳 香化合物偶聯(lián)的NegishiCoupling反應(yīng)（Qiem.AsianJ. 2008, 3, 1046-1049,Org. Lett. 2013, 15, 5754 - 5757);由過(guò)渡金屬催化的氮雜環(huán)芳香化合物的有機(jī)棚酸衍生物與 相應(yīng)的面代氮雜環(huán)芳香化合物偶聯(lián)的SuzukiCoupling反應(yīng)（Org.Lett. 2013, 15, 4308 -4311)。運(yùn)些方法都是先要把雜環(huán)芳香化合物轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)活化了的氮雜環(huán)芳香化合物衍生 物，極大地提高了反應(yīng)原料的成本；其次反應(yīng)中用到了過(guò)渡金屬作催化劑。過(guò)渡金屬一般 來(lái)說(shuō)價(jià)格比較昂貴，相當(dāng)多的過(guò)渡金屬都對(duì)環(huán)境有害。醫(yī)藥或精密電子工業(yè)材料都需要除 去痕量的過(guò)渡金屬。但是運(yùn)些具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的氮雜環(huán)芳香二聚體化合物與過(guò)渡金屬絡(luò)合 非常緊密，除去運(yùn)些痕量的過(guò)渡金屬極端費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)錢(qián)。第二種類(lèi)型的報(bào)道是不使用過(guò) 渡金屬，但是使用氮雜環(huán)芳香化合物的橫酸醋衍生物與相應(yīng)的格氏試劑交叉偶聯(lián)來(lái)形成雜 環(huán)芳香化合物的對(duì)稱二聚體度Ull.化em.Soc.化n. 1989, 62, 2338-41)，其中的兩種反應(yīng)原 料，無(wú)論是氮雜環(huán)芳香化合物的橫酸醋還是相應(yīng)的格氏試劑都是價(jià)格十分昂貴的原料。第 S種專(zhuān)利方法是W哇嘟為原料，WPd/C為催化劑，W水和聚乙二醇為溶劑合成2, 2' -聯(lián)哇 嘟（中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利：CN101134742A)，其優(yōu)點(diǎn)是原料價(jià)格便宜，反應(yīng)溶劑是水，比較綠色， 但是同樣使用了昂貴的過(guò)渡金屬催化劑，產(chǎn)率適中，且僅適用于哇嘟一種原料的反應(yīng)。因而 如何避免使用過(guò)渡金屬，使用價(jià)格相對(duì)便宜的非預(yù)官能化的較廣范圍的氮雜環(huán)芳香化合物 為反應(yīng)原料直接偶聯(lián)合成其對(duì)稱二聚體是一個(gè)有趣而重要的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提價(jià)供一種可克服現(xiàn)有技術(shù)不足、避免使用過(guò)渡金屬，W使用價(jià)格相對(duì)便 宜的非預(yù)官能化的較廣范圍的氮雜環(huán)芳香化合物為反應(yīng)原料，制備含氮雜環(huán)芳香化合物對(duì) 稱二聚體的方法，同時(shí)提供用運(yùn)種方法制備的相關(guān)產(chǎn)物，W及運(yùn)類(lèi)化合物中的部分化合物 的用途。
[0005] 本發(fā)明的一種含氮雜環(huán)芳香化合物的對(duì)稱二聚體制備方法是：在惰性氣體保護(hù) 條件下，將一種溶有格氏試劑的溶劑加入到反應(yīng)容器中，在-30°C至50°C向格氏試劑溶液 中緩慢滴加入一種仲胺進(jìn)行反應(yīng)，然后在〇°C至100°C溫度條件下將反應(yīng)容器中的溶劑抽 干，在-30°C至100°C溫度條件下充入惰性氣體繼續(xù)保護(hù)反應(yīng)，再向反應(yīng)容器中加入第二 種溶劑溶解前述格氏試劑與仲胺反應(yīng)得到的產(chǎn)物，并在其中加入一種含氮絡(luò)合試劑，經(jīng)絡(luò) 合后再在其中加入氮雜環(huán)芳香化合物，在20°C至200°C下反應(yīng)，待反應(yīng)完成后，通入空氣或 者氧氣氧化反應(yīng)產(chǎn)物，使反應(yīng)產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)榈s環(huán)芳香化合物的對(duì)稱二聚體，所述反應(yīng)中：溶 解格氏試劑的溶劑為乙酸、四氨巧喃、甲乙酸、甲基四氨巧喃、甲丙酸、甲基叔下基酸、二異 丙基酸、正下酸、異下基乙基酸、異下基乙締基酸、甲苯的任意一種或者任意幾種按任意比 例的混合物，格氏試劑為M濁r或者RMgCl或者ArM濁r或者ArMgCl的任意一種或者任意 幾種按任意比例的混合物，其中的R基團(tuán)為即2。+1，n為1~10的自然數(shù)；其中的Ar基團(tuán) 是
或巧喃基或嚷吩基或糞基，其中Ri和R2是H或MeO或Me或F或F3C或Cl 或片&。+1，n為1~10的自然數(shù)；所述的仲胺類(lèi)化合物是四氨化咯或化咯或贓晚或嗎嘟或 2, 2,6,6-四甲基贓晚燈MPH)或2, 5-二甲基化咯或2, 2, 5, 5-四甲基四氨化咯或環(huán)庚亞胺
或二苯甲胺或 RiRzNH,Ri和Rz是C品。+1，n為1~10的自然數(shù)，的任意一種或者前述仲胺中任意幾種按任 意比例的混合物；所加入的第二種溶劑為四氨巧喃、甲基四氨巧喃、甲基叔下基酸、二異丙 基酸、正下酸、異下基乙基酸、異下基乙締基酸、乙二醇二甲酸、二氧六環(huán)、苯、甲苯、乙苯、二 甲苯的任意一種或者前述溶劑中任意幾種按任意比例的混合物；所述的含氮絡(luò)合試劑為： R1R2R3N、二[(N，N-二甲基-N' ,N'-二甲基）氨基]乙基酸、N-甲基嗎嘟、四甲基乙二胺、 六次甲基四胺、4-二甲氨基化晚、化晚、2,2'-聯(lián)化晚、2,2'-聯(lián)哇嘟或N，N，N' ,N'-四 乙基乙二胺中的任意一種或者任意幾種按任意比例的混合物，其中：Ri= 式中X為 1~10的自然數(shù)，Rz=CyHz州，式中y為1~10的自然數(shù)，Rs=C式中Z為1~10的 自然數(shù)；所述的氮雜環(huán)芳香化合物為如式I至式IV結(jié)構(gòu)所述的氮雜環(huán)芳香化合物，
[0006]
[0007] 目P:哇嘟及取代哇嘟、異哇嘟及取代異哇嘟、化晚及3-取代化晚或哇喔嘟及取代 哇喔嘟，其中的Ri、R2、Rs、R4、Rs、Re可W是H或化或Cl或F或F3C或化或糞或即2。4中的 任意一種，n為1~10的自然數(shù)；R,與RS中：至少有一個(gè)是H，其余的為H或化或Cl或F 或FsC或化或糞或(；&。+沖的任意一種，n為1~10的自然數(shù)；1?13、町4、町5、町6、町7、町8是 H或化或Cl或F或FsC或糞或
或(：品。4中的任意一種，n為1~10的自然數(shù)， R郝R2是H或MeO或Me或F3C或F或Cl或化或片恥4中的任意一種，n為1~10的自 然數(shù)。
[0008] 本發(fā)明的一種含氮雜環(huán)芳香化合物的對(duì)稱二聚體的制備方法中優(yōu)選的格氏試劑 為nBuMgCl;用于溶解格氏試劑的溶劑為四氨巧喃；優(yōu)選的仲胺類(lèi)化合物為2, 2, 6, 6-四甲 基贓晚燈MPH)，仲胺加入溫度為(TC，反應(yīng)時(shí)間為15分鐘；從反應(yīng)容器中抽干溶劑時(shí)的溫度 為50°C;溶解反應(yīng)容器內(nèi)的反應(yīng)物的第二種溶劑為甲苯，向反應(yīng)容器內(nèi)加入第二溶劑溶解 反應(yīng)容器內(nèi)的反應(yīng)物的溫度為25°C;加入含氮絡(luò)合試劑后的選絡(luò)合時(shí)間為10分鐘；加入氮 雜環(huán)芳香化合物后的反應(yīng)溫度為60°C至80°C;優(yōu)選的含氮絡(luò)合試劑為四甲基乙二胺。
[0009] 采用本發(fā)明方法制備得到的氮雜環(huán)芳香化合物對(duì)稱二聚體可W是如式1至式5所 示的結(jié)構(gòu)，
[0011] 其中：式I的2,2'-聯(lián)哇嘟中Rl、R2、R3、R4、R5、R6為H或化或Cl或F或F3C或化 或糞或即2。+沖的任意一種，n為1~10的自然數(shù)；式2的1，1' -聯(lián)異哇嘟中R8、馬、Ri。、 Rii、Ri2為H或化或Cl或F或F3C或化或糞或片&。+1中的任意一種，n為1~10的自然數(shù)； 式3的3, 3' -聯(lián)異哇嘟中咕、R9、Ri。、Rii、Ri2為H或化或Cl或F或F3C或化或糞或即2。4 中的任意一種，n為1~10的自然數(shù)；式4的2,2' -聯(lián)化晚中的R。為H或化或Cl或F或 FjC或糞或
g或(；&。+沖的任意一種，n為1~10的自然數(shù)，R嘴R2為H或MeO或 Me或FsC或F或Cl或化或(：品。4中的任意一種，n為1~10的自然數(shù)；式5的2, 2' -聯(lián) 哇喔嘟中的Rl4、Rl5、Rl6、Rl7、Rl8是H或化或Cl或F或F3C或糞或
或(：品。4中的 任意一種，n為1~10的自然數(shù)，Ri和R2為H或MeO或Me或F3C或F或Cl或化或片&。4中的任意一種，n為1~10的自然數(shù)。
[0012] 采用本發(fā)明的方法制備得到的氮雜環(huán)芳香化合物對(duì)稱二聚體產(chǎn)物
屬I(mǎi)r配合物形成的如式6示的新復(fù)合物Ir-DMBQ(NBT)2表現(xiàn)
[0013] 良好的紅光發(fā)光性能。通過(guò)紫外-可見(jiàn)光檢測(cè)可知，該復(fù)合物在紫外和可見(jiàn)光區(qū) 域230nm、277nm、358nm都有強(qiáng)烈吸收，在456nm有一微弱的光吸收。而在憐光吸收區(qū)域有 607nm和661nm兩個(gè)峰，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的紅光吸收，是一種極有潛力的材料。
[0014]W本發(fā)明所述方法制備的如式7中所示任一結(jié)構(gòu)的氮雜環(huán)芳香化合物對(duì)稱二聚 體產(chǎn)物均為一種些新的化合物，運(yùn)些化合物與各種金屬具有良好的絡(luò)合能力，被用作配體 可W和不同的金屬絡(luò)合后有催化多種有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的潛在能力，并使有機(jī)化學(xué)反應(yīng)可能表 現(xiàn)出與W往報(bào)道的化學(xué)反應(yīng)不同的反應(yīng)活性與選擇性，比如，F(xiàn).DeanToste教授課題組使 用4, 4' -二叔下基-2, 2' -聯(lián)化晚作為配體與醋酸鈕絡(luò)合首次高效地完成了締丙胺類(lèi)化合 物的氣化和芳基化的雙官能團(tuán)化反應(yīng)（J.Am.化em.Soc. 2015, 137, 12207-12210);運(yùn)些新 的對(duì)稱二聚體化合物還可W和不同的金屬如金屬I(mǎi)r絡(luò)合后表現(xiàn)出不同的發(fā)光性能，據(jù)此 可化合成許多有潛在用途的光電材料，比如本發(fā)明中的6, 6' -二甲基-2, 2' -聯(lián)哇嘟的金屬 Ir復(fù)合物具有良好的紅光發(fā)光性能，而化ung-化ihWu等人報(bào)道2, 2' -聯(lián)哇嘟與2-苯基化 晚的Ir形成的復(fù)合物具有良好的白光發(fā)光性能（J.Am.化em.Soc. 2008, 130, 3413-3419); 由于與W往報(bào)道的化合物結(jié)構(gòu)上有大的區(qū)別，因而也會(huì)表現(xiàn)出與已知結(jié)構(gòu)的類(lèi)似化合 物不同的生物活性，會(huì)表現(xiàn)出潛在的多種生物或者藥理活性，如Ik址OMurakami-Kubo 等人發(fā)現(xiàn)2, 2'-聯(lián)哇嘟衍生物對(duì)于海綿狀腦損傷具有一定的療效（J.Virology2004,78, 1281-1288)〇
[001引本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
[0017] 1)整個(gè)反應(yīng)無(wú)需任何過(guò)渡金屬，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染，工藝綠色；
[0018]2)反應(yīng)W空氣或氧氣為氧化劑，無(wú)需專(zhuān)口添加任何其它的氧化劑，降低反應(yīng)成本 和產(chǎn)物純化難度，減少副產(chǎn)物；
[0019] 3)底物適用性廣泛，有利于促進(jìn)雜環(huán)芳香化合物自身偶聯(lián)的制備；
[0020] 4)反應(yīng)擴(kuò)大量后，不影響產(chǎn)率，有良好的工業(yè)化應(yīng)用前景；
[0021] 5)本發(fā)明的方法可制備出一系列新的化合物，運(yùn)些化合物中一些具有良好的發(fā)光 性能，另一些表現(xiàn)出潛在的多種生物或者藥理活性。
【附圖說(shuō)明】
[002引圖1為實(shí)施例21產(chǎn)物的光譜圖，其中：Ir-DMBQ(NBT)zA在二氯甲燒溶液中的光譜 吸收，濃度為1. 0X106mol/l，左側(cè)為紫外-可見(jiàn)光吸收，右側(cè)為憐光吸收。
【具體實(shí)施方式】
[0023] W下實(shí)施例將有助于理解本發(fā)明，但不局限于本
【發(fā)明內(nèi)容】
。
[0024] 實(shí)施例1.
[002引在氣氣保護(hù)下，向放入攬拌磁子的潔凈干燥