微波輻射下快速合成2-乙基苯并咪唑

鮑 娟，劉亞杰，張莉杰，鄒訓(xùn)重，李 寧，譚培漢，謝蓉蓉，張精安,*

(1. 廣東醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)檢驗學(xué)院，廣東 東莞 523808； 2. 廣東藥學(xué)院中藥學(xué)院，廣東 廣州 510006；3. 廣東藥學(xué)院藥科學(xué)院，廣東 廣州 510006)

苯并咪唑及其衍生物是一類結(jié)構(gòu)特殊的雜環(huán)化合物，在醫(yī)藥工業(yè)、農(nóng)業(yè)、高性能復(fù)合材料、染料等方面有著廣泛的應(yīng)用[1-5]。帶有咪唑、苯并咪唑等配位基團(tuán)的過渡金屬配合物也是一類重要的物質(zhì)[6-9]，近年來關(guān)于苯并咪唑類化合物及其衍生物的合成及應(yīng)用研究十分活躍[10]。

苯并咪唑類化合物的合成，傳統(tǒng)方法主要是在鹽酸[11]、多聚磷酸(PPA)[12]等酸性催化劑作用下，通過羧酸與鄰苯二胺的加熱反應(yīng)制得，通常需要較高的反應(yīng)溫度或較長的反應(yīng)時間。微波促進(jìn)的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)具有加熱時間短、產(chǎn)率高、對環(huán)境友好等優(yōu)點而受到人們的關(guān)注，其中固相微波反應(yīng)以其安全、反應(yīng)裝置簡單而倍受青睞[13-14]。

筆者參照文獻(xiàn)[15-16]的方法，用多聚磷酸做酸催化劑，微波輻射加熱代替常規(guī)加熱合成了2-乙基苯并咪唑，縮短了反應(yīng)時間，提高了反應(yīng)速率和產(chǎn)品的收率，產(chǎn)品質(zhì)量好。

1 實驗部分

1.1 原料和儀器

鄰苯二胺，化學(xué)純，上海化學(xué)試劑采購供應(yīng)五聯(lián)化工廠；丙酸，分析純，天津基準(zhǔn)化學(xué)試劑有限公司；多聚磷酸，化學(xué)純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；氫氧化鈉，化學(xué)純，廣州化學(xué)試劑廠。

T120XS惠而浦家用微波爐，廣東惠而浦家電制品有限公司；X-4數(shù)字顯示顯微熔點測定儀，上海隆拓儀器設(shè)備有限公司；ZF-2三用紫外儀，上海市安亭電子儀器廠；Thermo Nicolet Avatrar 330 FT-IR傅里葉變換紅外光譜儀，美國；Mercury-Plus 300型核磁共振儀，美國VARIAN公司；VGZAB-HS質(zhì)譜儀，英國。

1.2 實驗方法

在125 mL圓底燒瓶中加入6.5 g(0.06 mol)鄰苯二胺和11.1 g(0.15 mol)丙酸，在攪拌下滴加多聚磷酸，攪拌均勻后放入微波爐內(nèi)，先在低火(200 W)照射2 min，待反應(yīng)物充分溶解后，在700 W再間歇式照射2次，每次數(shù)分鐘。反應(yīng)后冷卻，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)至pH值為9～10，析出黃色沉淀，抽濾，用活性炭脫色，用水重結(jié)晶，得7.0 g白色晶體，烘干，產(chǎn)率79.9%，熔點169～171 ℃。

稱取6.5 g(0.06 mol)鄰苯二胺和11.1 g(0.15 mol)丙酸，邊攪拌邊加多聚磷酸，采用電熱套加熱，攪拌回流2 h，反應(yīng)后冷卻，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值為9～10，析出黃色沉淀，抽濾，用活性炭脫色，用水重結(jié)晶，得白色晶體，烘干，稱重6.5 g，產(chǎn)率74.2%，熔點167～170 ℃。

2 結(jié)果與討論

用鄰苯二胺和丙酸作原料，多聚磷酸作催化劑，采用微波輻射和常規(guī)加熱做比較，微波輻射加熱反應(yīng)經(jīng)處理后得到的目標(biāo)產(chǎn)物為白色晶體，產(chǎn)率79.9%，熔點169～171 ℃，產(chǎn)物色澤好；常規(guī)加熱反應(yīng)經(jīng)處理后得到的目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)率74.2%，熔點167～170 ℃。由此可看出，微波輻射較常規(guī)加熱縮短了反應(yīng)時間，提高了反應(yīng)速率和產(chǎn)率。

2.1 工藝條件的考察

為了考察不同加熱方式、不同反應(yīng)時間對合成2-乙基苯并咪唑產(chǎn)率的影響，用常規(guī)加熱方式、微波加熱方式分別合成2-乙基苯并咪唑。在相同投料比情況下，不同加熱方式、輻射時間對產(chǎn)率的影響見表1。

表1 不同加熱方式、輻射時間對產(chǎn)率的影響

2.2 產(chǎn)物分析

紫外光譜：波長在280.5，274.0，243.0 nm處的吸收峰是苯類芳環(huán)化合物特有的苯吸收譜線，在207.0 nm處的最大吸收峰是苯并咪唑中咪唑環(huán)的吸收峰。

紅外光譜，σ/cm-1：3 056，1 541，1 501，1 406處為苯環(huán)吸收峰;739處為苯環(huán)鄰二取代吸收峰;2 976，2 894處為烷基吸收峰;3 451 cm-1處可能為N—H吸收峰；1 615 和1 326 cm-1處為CN 和C—N的吸收峰，結(jié)果說明產(chǎn)物為2-乙基苯并咪唑。

產(chǎn)物的氫核磁共振光譜(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))，δ：7.430(s, 2H, 2×PhH), 7.050,7.063,7.074,7.083,7.094, 7.107 (m, 2H, 2×PhH),2.776,2.801,2.826,2.852(q, 2H, CH2),1.282,1.308,1.333(t, 3H, CH3)。

MS,m/z：145(M+-1, 100%), 131, 118, 104, 92, 77, 63, 39。

3 結(jié) 論

在以多聚磷酸為催化劑，微波功率700 W，照射2次，每次4 min的條件下合成了2-乙基苯并咪唑，收率為79.9%，略高于傳統(tǒng)合成方法得到的產(chǎn)率，反應(yīng)時間由原來的2 h縮短到8 min。產(chǎn)物經(jīng)紫外、紅外、核磁、質(zhì)譜得到了證實。

參 考 文 獻(xiàn)

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