CuI催化1－氨基苯并咪唑類(lèi)化合物的合成

茹婷婷 丁曉巖

(1:吉林建筑大學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)部，長(zhǎng)春 130118;2:通化市東昌區(qū)江東鄉(xiāng)中心小學(xué)，通化 134000)

0 引言

1－氨基苯并咪唑類(lèi)化合物具有優(yōu)異的生物活性和藥理活性，因此在醫(yī)藥雜環(huán)化合物中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值［1］.如可作為利尿劑、抗高血壓藥、抗菌劑和肌肉松弛劑等.除此之外，該類(lèi)化合物在農(nóng)藥［2］、光敏攝影材料、化工染料等方面也有廣泛的應(yīng)用價(jià)值.最常見(jiàn)的合成該類(lèi)化合物的方法［3－4］是以鄰硝基苯肼為反應(yīng)原料，發(fā)生酰化、還原、酰化、環(huán)和四步反應(yīng)后得到該類(lèi)化合物，但此方法反應(yīng)步驟多、原料不易得、產(chǎn)率較低，故需要發(fā)展一種經(jīng)濟(jì)而又高效的新合成方法.本文介紹了一種CuI催化鄰鹵芳酰胺類(lèi)化合物和叔丁氧羰基肼發(fā)生芳基胺化反應(yīng)后再環(huán)化合成1－氨基苯并咪唑類(lèi)化合物的新方法.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑和實(shí)驗(yàn)儀器

異丙醇(AR);二碳酸二叔丁酯(AR);二氯甲烷;無(wú)水硫酸鈉;CuI;碳酸鉀;

VARIAN UNITY－500MHz核磁共振儀(內(nèi)標(biāo)TMS，溶劑CDCl3);MAGNA—IR 560型紅外光譜儀(KBr壓片法);Agilient 1100 LCMsD型質(zhì)譜儀;GSA－0.25型250ml高壓反應(yīng)釜;PE－2400自動(dòng)元素分析儀;電天平;旋片式真空泵;三用紫外線分析儀;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;79－l型磁力加熱攪拌器;高效薄層板;柱層析分離柱.

1.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

圖1 叔丁氧羰基肼的合成

1.2.1 叔丁氧羰基肼的合成(見(jiàn)圖1)取一只250mL三頸燒瓶，干燥后加入40mL異丙醇，冰水浴冷卻下加入水合肼(18.0g，30.0mmol)，攪拌下用恒壓滴液漏斗加入二碳酸二叔丁酯(21.8g，0.1mol)和10mL異丙醇的混合液，全部滴加完畢后在室溫下繼續(xù)反應(yīng)2h.反應(yīng)完畢后將反應(yīng)液減壓濃縮得到白色固體.粗產(chǎn)物溶于二氯甲烷除去不溶的油狀物，有機(jī)相用無(wú)水硫酸鈉進(jìn)行干燥，將無(wú)水硫酸鈉過(guò)濾除去，減壓蒸餾除去濾液，所得粗產(chǎn)物經(jīng)石油醚重結(jié)晶后得到叔丁氧羰基肼1(11.2g)，計(jì)算其產(chǎn)率約為80%.

1.2.2 1－氨基苯并咪唑類(lèi)化合物的合成(見(jiàn)圖2)

圖2 1－氨基苯并咪唑類(lèi)化合物的合成

取一只50mL圓底燒瓶，向其中加入反應(yīng)底物2a(0.5mmol)、叔丁氧羰基肼1(0.6mmol)、催化劑CuI(0.1mol)和碳酸鉀(2.0mol)，以DMSO為反應(yīng)溶劑，在氬氣保護(hù)下反應(yīng)，采用TCL監(jiān)測(cè)反應(yīng)直至反應(yīng)底物消失，反應(yīng)約需24h，在酸化條件下使所得粗產(chǎn)物環(huán)化，所得環(huán)化產(chǎn)物經(jīng)柱層析分離提純后得到1－氨基苯并咪唑類(lèi)化合物3，計(jì)算其產(chǎn)率約為75%.

2 結(jié)果與討論

2.1 不同的酸對(duì)環(huán)化反應(yīng)的影響

由表1可知，當(dāng)發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)之后，立即向反應(yīng)體系中加入酸性試劑，可發(fā)生環(huán)化反應(yīng)得到環(huán)化產(chǎn)物.但不同酸性物質(zhì)對(duì)該反應(yīng)有較大的影響.當(dāng)采用三氟乙酸時(shí)，反應(yīng)溫度控制在50℃，得到環(huán)化產(chǎn)物的產(chǎn)量約為80%.而向反應(yīng)體系中加入冰醋酸可以得到約90%的環(huán)化產(chǎn)物.加入濃鹽酸或40%的硫酸后，該反應(yīng)得到環(huán)化產(chǎn)物的產(chǎn)率較低.因此，最優(yōu)化的反應(yīng)條件是:控制反應(yīng)溫度為50℃，向反應(yīng)體系中加入約2mL冰醋酸，該反應(yīng)約10h反應(yīng)完畢.

表1 不同的酸對(duì)環(huán)化反應(yīng)的影響

表2 不同溶劑對(duì)反應(yīng)的影響

2.2 不同溶劑對(duì)反應(yīng)的影響

如表2所示，對(duì)所選溶劑進(jìn)行了篩選，由于極性非質(zhì)子性溶劑對(duì)反應(yīng)物的溶解性較好，所以當(dāng)選用二甲基亞砜和四氫呋喃為反應(yīng)溶劑時(shí)，反應(yīng)都能得到較高的產(chǎn)率，而當(dāng)選用非極性溶劑二氧雜環(huán)己烷和甲苯時(shí)，由于對(duì)反應(yīng)物的溶解性不強(qiáng)，導(dǎo)致了產(chǎn)率偏低.因此，本實(shí)驗(yàn)中采用了極性非質(zhì)子性溶劑二甲基亞砜為反應(yīng)溶劑.

2.3 表征與分析

叔丁氧羰基肼1的結(jié)構(gòu)表征及譜圖(見(jiàn)圖3 和圖 4):1H NMR(400MHz，CDCl3)∶δ6.07(s，1H)，3.98(s，2H)，1.37(s，9H);13C NMR(100MHz，CDCl3)δ151.62，78.31，28.65;ESI－ HRMS∶m/z［M+H］+calcd for C5H13N2O2∶133.089 8，found 133.089 4.

圖3 叔丁氧羰基肼1的1H NMR譜圖

圖4 叔丁氧羰基肼1的13C NMR譜圖

1－氨基苯并咪唑3的結(jié)構(gòu)表征及譜圖(見(jiàn)圖5和圖6):1H NMR(400MHz，DMSO):δ11.07(s，1H)，7.98(d，J=8.0Hz，1H)，7.37 － 7.49(m，3H)，1.44(s，9H);13CNMR(100MHz，CDCl3)153.62，140.69(q，J=38.0Hz)，137.78，134，69，126.60，124.51，120.99，117.24(q，J=269.90Hz)，109.69，83.69，27.65;ESIHRMS:m/z［M+H］+calcdforC13H15F3N3O2:302.103 8，found 302.104 6.

圖5 1－氨基苯并咪唑3的1H NMR譜圖

圖6 1－氨基苯并咪唑3的13C NMR譜圖

3 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了一種以二甲基亞砜為反應(yīng)溶劑，在CuI的催化作用下，鄰鹵芳酰胺類(lèi)化合物和叔丁氧羰基肼發(fā)生芳基胺化反應(yīng)后再環(huán)化合成1－氨基苯并咪唑類(lèi)化合物的新方法.該方法具有反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)率較高、反應(yīng)原料易得等優(yōu)點(diǎn)，因此，該方法在合成相關(guān)結(jié)構(gòu)的雜環(huán)化合物中具有良好的應(yīng)用前景.

［1］孟江平，耿蓉霞，周成合，甘淋玲.苯并咪唑類(lèi)藥物研究進(jìn)展［J］.中國(guó)新藥雜志，2009(16):1505－1514.

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