有機(jī)發(fā)光材料中間體5，10-二氫-5-苯基苯并［b］吲哚并［2，3-d］［1］苯并氮雜?的合成工藝

劉安昌，李 琪，鄧 三，李惠竹，何良莉

武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院，湖北 武漢430074

化學(xué)名稱(chēng)5，10-二氫-5-苯基苯并［b］吲哚并［2，3-d］［1］苯并氮雜?［1-3］，英文名：5，10-Dihydro-5-phenylbenz［b］indolo［2，3-d］［1］benzazepine，分子量358.43，CAS號(hào)1799295-84-3，結(jié)構(gòu)式如下：

5，10-二氫-5-苯基苯并［b］吲哚并［2，3-d］［1］苯并氮雜?是有機(jī)發(fā)光材料的重要中間體，目前國(guó)內(nèi)報(bào)道很少，其合成方法是由中間體5，11-二氫-10H-二苯并［d，f］氮雜?和N，N-二苯基肼在乙酸條件下環(huán)化而成［4-6］，其合成路線(xiàn)如圖1所示。

圖1 5，10-二氫-5-苯基苯并［b］吲哚并［2，3-d］［1］苯并氮雜?的合成路線(xiàn)Fig.1 Synthetic routeof 5，10-dihydro5-phenyl benzo［b］indoline［2，3-d］［1］benzoazapine

其中，1，1-二苯基肼的合成是在二苯胺在亞硝酸鈉的作用下，生成二苯基亞硝胺，后經(jīng)二氧化硫脲等還原制得［7-9］。其合成路線(xiàn)如圖2所示。

圖2 1，1-二苯基肼的合成路線(xiàn)Fig.2 Synthesis route of 1，1-diphenylhydrazine

5，11-二氫-10H-二苯并［d，f］氮雜?的合成路線(xiàn)主要有兩條。路線(xiàn)一［10-12］：以5-H-二苯并［b，f］氮雜?為起始原料，經(jīng)酰胺化，mCPBA氧化得到1-（1Ah-二苯并［b，f］環(huán)氧乙烯［2，3-d］氮雜?-6（10Bh）-基）乙酮，然后在碘化鋰的作用下，環(huán)氧基開(kāi)環(huán)，乙酰基去保護(hù)得到目的產(chǎn)物，該路線(xiàn)原料5，11-二氫-10H-二苯并［d，f］氮雜?不易得，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。合成路線(xiàn)一如圖3所示。

圖3 5，11-二氫-10H-二苯并［d，f］氮雜?合成路線(xiàn)一Fig.3 Synthetic route Iof 5，11-dihydro-10H-dibenzo［d，f］azapine

合成路線(xiàn)二［13-15］：以苯胺，2-溴苯乙酸為原料，在銅粉得催化下得到2-（2-（苯基氨基）苯基）乙酸；然后與乙醇酯化，生成2-（2-（苯基氨基）苯基）乙酸乙酯；后與對(duì)甲基苯磺酰氯反應(yīng)保護(hù)氨基生成2-［2-（N-苯基-N-對(duì)甲苯磺酰胺基）苯基］乙酸乙酯；其后在三氯化鋁作用下分子內(nèi)環(huán)化生成5，11-二氫-10H-二苯并［d，f］氮雜?。該合成路線(xiàn)較短，原料也易得，適合工業(yè)化生產(chǎn)。合成路線(xiàn)二如圖4所示。

圖4 5，11-二氫-10H-二苯并［d，f］氮雜?合成路線(xiàn)二Fig.4 Synthetic route IIof 5，11-dihydro-10H-dibenzo［d，f］azapine

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

RY-1熔點(diǎn)儀，ZF-20D暗箱式紫外分析儀，Mercury300核磁共振儀（溶劑為CDCl3，TMS為內(nèi)標(biāo)），溫度計(jì)未校正，N，N-二苯基肼為實(shí)驗(yàn)室自制，其余所用試劑和溶劑均為試劑級(jí)。

1.2 1，1-二苯基肼的合成

在裝有攪拌棒滴液漏斗得500 mL的四口燒瓶中加入33.8 g（0.2 mol）二苯胺，30 g（0.5 mol）冰醋酸和200 mL甲醇，攪拌溶解后，冷卻至15℃，滴加27.6 g（0.4 mol）亞硝酸鈉的100 mL水溶液，于15～20℃反應(yīng)8 h后，薄層色譜分析（thin-layer chromatography，TLC）檢測(cè)反應(yīng)完全，加入50 g（1.25 mol）氫氧化鈉的200 mL水溶液，43.2 g（0.4 mol）二氧化硫脲加入反應(yīng)瓶中，于38～45℃繼續(xù)攪拌3 h，反應(yīng)結(jié)束后蒸掉甲醇，用甲苯萃取，稀鹽酸洗滌，然后水洗，減壓濃縮，得到粗品用乙醇重結(jié)晶29.7 g，收率81%。

1.3 2-［2-（苯基氨基）苯基］乙酸的合成

將9.3 g（0.1 mol）苯胺，10.8 g（0.05 mol）2-溴苯乙酸，17.3 g（0.125 mol）碳酸鉀，2 mL吡啶和0.4 g銅粉倒入250 mL三口瓶中，在110～120℃溫度下，攪拌10 h。反應(yīng)完畢，冷卻，加入150 mL水，過(guò)濾除去銅粉，然后用30 mL正己烷萃取，得到的水相用鹽酸酸化至pH 1～2，有大量的固體析出。過(guò)濾，水洗干燥后得9.6 g粗品，收率85%。文獻(xiàn)［5］收率83%。

1.4 2-［2-（苯基氨基）苯基］乙酸乙酯的合成

在250 mL的反應(yīng)瓶中加入45.4 g（0.2 mol）的2-［2-（苯基氨基）苯基］乙酸，無(wú)水乙醇150 mL，濃硫酸4 mL，攪拌加熱至回流反應(yīng)10 h，TLC跟蹤監(jiān)測(cè)。反應(yīng)完成后，將反應(yīng)物冷卻蒸掉乙醇，殘余物加入150 mL水稀釋?zhuān)觅|(zhì)量分?jǐn)?shù)30%碳酸鈉水溶液中和，后用100 mL乙酸乙酯萃取3次，合并有機(jī)相，濃縮得45.9 g淡黃色油狀，收率90%。文獻(xiàn)［5］收率82%。

1.5 2-［2-（N-苯基-N-對(duì)甲苯磺酰胺基）苯基］乙酸乙酯的合成

在裝有攪拌器，回流冷凝管的500 mL四口反應(yīng)瓶中，加入25.5 g（0.1 mol）2-（2-（苯基氨基）苯基）乙酸乙酯，23.7 g（0.125 mol）對(duì)甲苯磺酰氯，9.8 g（0.125 mol）吡啶和250 mL氯仿，反應(yīng)混合物在室溫下攪拌2 h，后加熱回流反應(yīng)3 h，反應(yīng)完成后冷卻至室溫，加入100 mL水，分出水層，用50 mL氯仿萃取3次，合并有機(jī)相，有機(jī)相分別用質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的鹽酸洗滌，飽和碳酸氫鈉溶液和水洗滌，濃縮，粗品用丙酮重結(jié)晶，得35.2 g白色固體，收率85%。文獻(xiàn)［5］收率84%，熔點(diǎn)152～154℃。

1.6 5，11-二氫-10H-二苯并［d，f］氮雜?的合成

在一個(gè)500 mL的四口反應(yīng)瓶中，加入26.7 g（0.2 mol）無(wú)水AlCl3，150 mL二氯甲烷攪拌溶解，滴加40.9 g（0.1 mol）2-［2-（N-苯基-N-對(duì)甲苯磺酰胺基）苯基］乙酸乙酯溶于50 mL二氯甲烷的溶液，滴加時(shí)間約30 min，反應(yīng)回流6 h后冷卻，將反應(yīng)液倒入200 mL，質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的稀鹽酸中，用150 mL二氯甲烷萃取3次后，分別用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%碳酸鈉水溶液和水洗滌，濃縮，粗品用苯重結(jié)晶16.7 g，收率80%。熔點(diǎn)：142～145℃。

2 結(jié)果與討論

在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將20.9 g（0.1 mol）5，11-二氫-10H-二苯并［d，f］氮雜?，20.2 g（0.11 mol）1，1-二苯基肼，100 mL乙酸加入到250 mL的反應(yīng)瓶中，于120℃攪拌反應(yīng)12 h，反應(yīng)完成后，將反應(yīng)物倒入200 mL水中，用二氯甲烷萃取，有機(jī)層用無(wú)水硫酸鎂干燥過(guò)濾，去除溶劑后，產(chǎn)品重結(jié)晶得27.2 g的收率74%。較文獻(xiàn)［1］收率73%略高。熔點(diǎn)為：145～146℃，并通過(guò)1H-NMR（CDCl3）表征：δ6.65～6.80（m，2H），6.90～6.94（m，2H），7.10（t，1H），7.20～7.24（m，7H），7.32～7.37（m，3H），7.61（b，1H），7.85（d，1H），8.01（d，1H）與5，10-二氫-5-苯基苯并［b］吲哚并［2，3-d］［1］苯并氮雜?相符，證明已成功合成了5，10-二氫-5-苯基苯并［b］吲哚并［2，3-d］［1］苯并氮雜?。

3 結(jié) 論

以苯胺、2-溴苯乙酸為原料，合成2-（2-（苯基氨基）苯基）乙酸；然后在硫酸的催化下與乙醇酯化，生成2-（2-（苯基氨基）苯基）乙酸乙酯；后與對(duì)甲基苯磺酰氯反應(yīng)保護(hù)氨基生成2-（2-（N-苯基-N-對(duì)甲苯磺酰胺基）苯基）乙酸乙酯；其后在三氯化鋁作用下發(fā)生分子內(nèi)環(huán)化生成5，11-二氫-10H-二苯并［d，f］氮雜?；最后在乙酸中與N，N-二苯基肼反應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物5，10-二氫-5-苯基苯并［b］吲哚并［2，3-d］［1］苯并氮雜?。該合成工藝簡(jiǎn)單，原料易得，適合工業(yè)化生產(chǎn)。