一种异相催化的2-三氟甲基取代的苯并咪唑化合物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种异相催化的2

【技术实现步骤摘要】
一种异相催化的2
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三氟甲基取代的苯并咪唑化合物的制备方法


[0001]本专利技术属于有机合成领域，尤其涉及一种异相催化的2
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三氟甲基取代的苯并咪唑化合物的制备方法。

技术介绍

[0002]苯并咪唑化合物是一种非常重要的含氮杂环，广泛存在于很多天然产物和功能材料的分子骨架中(Bioorg.Med.Chem.Lett.2005,15,805
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807)。苯并咪唑还常被用于诸多领域，如染料、聚合物、荧光分子以及腐蚀科学。在母体分子中引入三氟甲基可以显著改善其物理化学性质，如电负性、生物有效性、代谢稳定性和亲油性等(J.Med.Chem.2015,58,8315
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8359)。因此，构建三氟甲基取代的苯并咪唑化合物具有重要的理论研究意义和实际应用价值。
[0003]传统的合成三氟甲基取代的苯并咪唑的方法主要有：1)邻氨基苯胺与三氟乙酸或三氟乙醛的缩合反应；2)邻硝基苯胺与三氟乙酸的还原环化反应；3)苯并咪唑与三氟甲基试剂的直接三氟甲基化反应；4)电化学或高碘化合物促进的氟代脒的环化反应。但以上这些合成方法普遍存在起始原料不易获得、底物范围狭窄以及反应条件剧烈等缺点。在2009年，两个课题组分别报道了均相铜催化的三氟乙酰亚胺氯和胺的串联环化反应合成三氟甲基取代的苯并咪唑化合物。但对于采用可回收再利用的异相催化剂催化的三氟甲基取代的苯并咪唑的合成方法尚无报道。为此我们发展了一种以廉价易得的三氟乙基亚胺酰氯和胺为起始原料，铜掺杂的氮化碳催化的串联环化反应简单高效合成2
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三氟甲基取代的苯并咪唑的方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种2
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三氟甲基取代的苯并咪唑化合物的制备方法，该制备方法反应步骤简单，起始原料和异相催化剂廉价易得，反应效率高，便于操作和应用；该异相催化剂还可以回收利用，循环使用三次的催化效率仅有部分下降。
[0005]一种2
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三氟甲基取代的苯并咪唑化合物的制备方法，包括如下步骤：将铜掺杂的氮化碳、碳酸钾、三氟乙基亚胺酰氯以及胺加入到有机溶剂中，于70～90℃反应18～30小时，反应完全后，后处理得到所述的2
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三氟甲基取代的苯并咪唑化合物；
[0006]所述的三氟乙基亚胺酰氯的结构如式(II)所示：
[0007][0008]所述的胺的结构如式(III)所示：
[0009]R2‑
NH2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(III)
[0010]所述的2
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三氟甲基取代的苯并咪唑化合物的结构如式(Ⅰ)所示：
[0011][0012]式(Ⅰ)～(III)中，R1为H、C1～C4烷基、卤素或三氟甲基；R2为C3～C6烷基、苯基或苄基。
[0013]反应式如下：
[0014][0015]反应中三氟乙基亚胺酰氯与胺发生亲核加成
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消除反应得到脒类化合物，然后铜催化剂插入芳基上的碳碘键形成铜复合物，在碱作用下脱去一分子碘化氢形成二价或三价环铜中间体，之后发生还原消除反应得到2
‑ꢀ
三氟甲基取代的苯并咪唑化合物。
[0016]本专利技术中，可选用的后处理过程包括：过滤，硅胶拌样，最后经过柱层析纯化得到相应的2
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三氟甲基取代的苯并咪唑化合物，采用柱层析纯化为本领域常用的技术手段。
[0017]作为优选，R1为H、甲基、Cl、Br或三氟甲基；R2为异丙基、正丁基、正戊基、正己基、苯基或苄基，此时，所述的三氟乙基亚胺酰氯以及胺容易得到，并且反应的产率较高。
[0018]所述的胺价格较为便宜，相对于所述的对三氟乙基亚胺酰氯的用量为过量，作为优选，以摩尔量计，三氟乙基亚胺酰氯：胺：铜掺杂氮化碳：碳酸钾＝1:1～2:0.02～0.08:1～3；作为进一步的优选，以摩尔量计，三氟乙基亚胺酰氯：胺：铜掺杂氮化碳：碳酸钾＝1:1.5:0.05:2。
[0019]本专利技术中，能将原料充分溶解的有机溶剂都能使反应发生，但反应效率差别较大，优选为非质子性溶剂，非质子性溶剂能够有效地促进反应的进行；作为优选，所述的有机溶剂为乙腈，DMF或者THF；作为进一步的优选，所述的有机溶剂为DMF，此时，各种原料都能以较高的转化率转化成产物。
[0020]所述的有机溶剂的用量能将原料较好的溶解即可，1mmol的三氟乙基亚胺酰氯使用的有机溶剂的量约为5～10mL。
[0021]作为优选，所述的催化剂为铜掺杂的氮化碳，用来制备该异相催化剂的五水硫酸铜和氮化碳价格比较便宜，而且使用铜掺杂的氮化碳为催化剂时反应效率较高。
[0022]作为优选，所述的碱为碳酸钾，碳酸钾价格比较便宜，而且使用碳酸钾为促进剂时反应效率较高。
[0023]作为进一步的优选，所述的2
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三氟甲基取代的苯并咪唑化合物为式 (I
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1)
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式(I
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5)所示化合物中的一种：
[0024][0025][0026]上述制备方法中，所述的芳香胺及脂肪胺、五水硫酸铜、氮化碳以及碳酸钾一般采用市售产品，都能从市场上方便地得到，所述的三氟乙基亚胺酰氯可由相应的芳香胺、三苯基膦、四氯化碳和三氟乙酸快速合成得到。铜掺杂的氮化碳可以由五水硫酸铜、氮化碳、异烟酸酰氯以及三乙胺方便地合成得到。
[0027]同现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：该制备方法反应条件温和，易于操作，后处理简便；反应起始原料和催化剂廉价易得，反应底物可设计性强，底物官能团容忍范围广，反应效率高，异相催化剂可回收循环利用(经实验发现，该催化剂回收循环使用三次的催化效率分别为92％， 80％和69％)，可根据实际需要设计合成出不同取代的带三氟甲基的苯并咪唑化合物，实用性较强。
具体实施方式
[0028]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的描述。
[0029]催化剂的制备：
[0030]将氮化碳(g
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C3N4)分散在DMF中超声处理三小时，然后将超声处理过的氮化碳、异烟酸酰氯盐酸盐以及几滴三乙胺混合于DMF中于60℃反应 6个小时。反应溶液经离心、洗涤和冷冻干燥即可得到氮化碳和异烟酸酰氯的复合物(g
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C3N4‑
INCH)。将g
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C3N4‑
INCH与五水硫酸铜混合于水溶液中，滴加三乙胺于60℃反应3个小时。反应完全后产物经DMF和超纯水洗涤若干次，冷冻干燥即可得到铜掺杂的氮化碳催化剂(Cu/g
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C3N4)。
[0031]使用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP
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OES)测试Cu/g
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C3N4中铜的含量为16％，
透射电子显微镜(TEM)测试Cu/g
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C3N4的形态为10
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20nm的纳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异相催化的2
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三氟甲基取代的苯并咪唑化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将铜掺杂的氮化碳、碱，三氟乙基亚胺酰氯以及胺加入到有机溶剂中，于70～90℃反应18～30小时，反应完全后，后处理得到所述的2
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三氟甲基取代的苯并咪唑化合物；所述的三氟乙基亚胺酰氯的结构如式(II)所示：所述的胺的结构如式(III)所示：R2‑
NH2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(III)所述的2
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三氟甲基取代的苯并咪唑化合物的结构如式(Ⅰ)所示：式(Ⅰ)～(III)中，R1为H、C1～C4烷基、卤素或三氟甲基；R2为C3～C6烷基、苯基或苄基。2.根据权利要求1所述的2
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三氟甲基取代的苯并咪唑化合物的制备方法，其特征在于，R1为H、甲基、Cl、Br或三氟甲基；R2为异丙基、正丁基...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慧，陈诺，杨龙女，陈玉发，陈铮凯，
申请(专利权)人：杭州职业技术学院，
类型：发明
国别省市：