专利名称：N-烷基取代的咔唑衍生物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种咔唑的衍生物，尤其是涉及N-烷基取代的咔唑衍生物。本 发明还涉及该味唑衍生物的制备方法。
背景技术：
味唑是染料、香料、医药等产品的中间体，咔唑及其衍生物是一类杂环芳 香化合物，有些味唑衍生物还是很好的有机光导材料。有很多的其他咔唑衍生 物和同系物正在开发中，主要用于合成新型农药和医药，如医药和农药中间体 1，2， 3，9-四氢-9-甲基-4-氧代味哇、四氢味哇、农药中间体1，2，3，6-四硝基味 唑、医药中间体9-味唑乙酸、农药和光电材料中间体3，6-二溴咔唑等。
N-烷基取代的咔唑衍生物作为精细化学品的中间体，在偶氮染料、光电照 相材料、医药、橡胶制剂等领域有着广泛的应用。N-甲基咔唑主要用于兽药和 饲料卡巴氧的合成，卡巴氧是抗菌药，能使生猪增重，提高飼料转化率；4-羟 基味唑是重要的降血压治疗药物卡维地洛的起始原料；N-乙基味唑是合成染料 硫化还原兰GNX及颜料永固紫RL的中间体，永固紫RL是一种具有二嗪结构的 高级紫色有机颜料，是目前公认的最优质紫色颜料，广泛用于塑料、涂料、印 花、色浆、油墨及皮革的着色剂。以N-烷基取代的味唑衍生物作为单体的聚合 物具有卓越的导热、导电、离子交换和其他物理性能，由于其具有半导体和光 导性能，还可以作为电荷转移复合物的原料使用。例如最早由N-乙烯基味唑聚 合得到的聚N-乙烯基味唑用作耐热性高频电绝缘材料，具有良好的耐热性和化 学稳定性，高软化点、低介电损失和良好的光导能力，用于电子照相用的感光 体。
味唑本身就是一个共轭体系，它与卤苯，卤苄及苄卤的取代物进行N-垸基 化反应，在N上引入苯基或苯甲基，又可以形成一个大的共轭体系。共轭体系 越大，则其作为光电材料的效果越好。当在咔唑环上也引入卤素元素时，它又具有药理作用。故由其结构可以推测出，咔唑的N-烷基取代衍生物具有药理和 能作为光电材料的作用，对其进行研究具有重大的理论和现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种N-烷基取代的咔唑衍生物。提供上述N-烷基取代 的咔唑衍生物的制备方法，是本发明的另一发明目的。
本发明提供的N-烷基取代的咔唑衍生物具有以下结构通式(I):
(I)
其中，R表示氢、卤素或C1 C3的烷基。
本发明N-烷基取代的咔唑衍生物的制备方法是以3，6-二溴咔唑为原料，以
通式(n)表示的化合物为烷基化试剂，经傅-克烷基化反应制备通式(i)表示的
N-烷基取代的咔唑衍生物。
CH7X'
R
(II)
其中，R表示氢、卤素或C1 C3的烷基； X表示卤素。
本发明N-烷基取代的咔唑衍生物的具体制备方法是
将3, 6-二溴味哇溶解在K0H的DMF溶液中，搅拌下滴加通式(II)表示的化 合物的DMF溶液，于10 8(TC反应4~18h，制备得到通式(I)表示的N-烷基取 代的味唑衍生物，化学反应方程式如下
CH,X
Br、
Br
+ HX其中，3，6-二溴味唑通式(I)表示的N-烷基取代的味唑衍生物K0H的物 质的量比为1 : 1~5 : 5~30。
具体地，本发明提供的N-烷基取代的咔唑衍生物可以是3,6-二溴-9-(4-溴 节基)-味唑、3，6-二溴-9-节基-味唑、3，6-二溴-9-(4-甲基节基)-味唑等，它 们的化学结构式分别为
3,6-二溴-9-(4-溴节基)-味唑3, 6-二溴-9-节基-味唑 3, 6-二溴-9-(4-甲基节基)-味唑
可以应用于医药、光电照相材料等领域。
其中，3，6-二溴-9-(4-溴节基)-味唑为白色针状晶体，熔点204 205。C， 不溶于水、冰醋酸，易溶于氯仿，加热微溶于无水乙醇。3,6-二溴-9-节基-味 唑为白色针状晶体，熔点154~156°C，不溶于水，易溶于无水乙醇、氯仿和冰 醋酸。3，6-二溴-9- (4-甲基苄基)-咔唑为白色丝状晶体，熔点200 20rC， 不溶于水，易溶于无水乙醇、氯仿和冰醋酸。
本发明以3,6-二溴咔唑为主要原料，经傅-克烷基化反应制备出一系列的 N-烷基取代的咔唑衍生物，具有制备过程简单，收率高的特点，该衍生物系列 是农药、医药、光电材料的重要中间体。
具体实施例方式
实施例1
在装有搅拌器的三口烧瓶中加入2. 0gKOH和15mL匿F,室温搅拌20min,加 入0. 5g(1.5隱o1)3，6 二溴味唑,继续搅拌40min。将0. 375g (1. 5mmo1)对溴溴 节溶解在8mL画F中，搅拌下由恒压漏斗缓慢加入到三口烧瓶中。滴完后，将反 应混合物在室温下反应4h,倒入冷水中，生成大量的白色沉淀。将沉淀静置过 滤，用冷水洗涤数次，直至PH呈中性，抽滤得到白色粉末状粗产品。在粗产品中加入氯仿和乙醇，搅拌并加热至固体全部溶解，自然冷却后析出晶体，减压
抽滤，干燥，得到3,6-二溴-9- (4-溴苄基)-咔唑白色针状晶体0.50g,收率 66. 3%。
将产物以KBr压片，釆用Analec傅立叶红外光谱仪进行结构表征，并与3， 6-二溴-9- (4-溴节基)-味唑的标准谱图进行比对，分析结果如下
840cm-'处的吸收是C-N键的伸縮振动；1440. 08cm-:处的吸收峰是亚甲基-012 的特征吸收谱带。3100cnf1 3000cnf'之间的三个特征吸收带是苯环的C-H键伸 缩振动v,; 1600cnf1、 1471. 59cn^和1450cnf1的三个特征吸收带是苯环的骨架 振动v^; 806. 19cm—'及750. 26cm—1处的强吸收峰是苯环的C-H键面外弯曲振动 5=c ; 840cnf1处的吸收峰证明在苯环上有对位二元取代。570cnT1、 510.09 cm—1 处的吸收带表明有C-Br键的伸缩振动。1350. 65cm-工和1320. Olcm-工是叔芳胺的 C-N键伸缩振动吸收vCN; 1640cm—\ 1485. 09，_1和1442. 30cm—'是咔唑基中苯环 的特征吸收带；806. 19cm-工和750. 26cm-1同样也是咔唑基中芳环的C-H键面外弯 曲振动。
以上分析证实，得到的产物的确是3，6-二溴-9- (4-溴苄基)-咔唑。 实施例2
在装有搅拌器的三口烧瓶中加入2. OgKOH和15mL腿F，室温搅拌20min，加 入0. 5g(1. 5隱o1) 3, 6 二溴味唑，继续搅拌40min。将0. 375g (1. 5mmo1)对溴溴 节溶解在8mLDMF中，搅拌下由恒压漏斗缓慢加入到三口烧瓶中。滴完后，将反 应混合物在4(TC下反应6h,倒入冷水中，生成大量的白色沉淀。将沉淀静置过 滤，用冷水洗涤数次，直至PH呈中性，抽滤得到白色粉末状粗产品。在粗产品 中加入氯仿和乙醇，搅拌并加热至固体全部溶解，自然冷却后析出晶体，减压 抽滤，干燥，得到3，6-二溴-9- (4-溴苄基)-咔唑白色针状晶体0.57g,收率 75. 2%。
实施例3在装有搅拌器的三口烧瓶中加入2.0gKOH和15mLDMF,室温搅拌20min,加 入0. 5g(1. 5mmo1)3, 6 二溴味唑，继续搅拌4Qmin。将0. 375g (1. 5mmo1)对溴溴 节溶解在8mLDMF中，搅拌下由恒压漏斗缓慢加入到三口烧瓶中。滴完后，将反 应混合物在室温下反应16h，倒入冷水中，生成大量的白色沉淀。将沉淀静置过 滤，用冷水洗涤数次，直至pH呈中性，抽滤得到白色粉末状粗产品。在粗产品 中加入氯仿和乙醇，搅拌并加热至固体全部溶解，自然冷却后析出晶体，减压 抽滤，干燥，得到3,6-二溴-9- (4-溴苄基)-咔唑白色针状晶体0.64g,收率 84. 4%。
实施例4
在装有搅拌器的三口烧瓶中加入2. OgKOH和16mLDMF,室温搅拌20min，加 入O. 5g(1.5匪o1)3, 6二溴味唑，继续搅拌40min。将0. 19g (1. 5mmo1)氯节溶解 在18mL固F中，搅拌下由恒压漏斗缓慢加入到三口烧瓶中。滴完后，将反应混 合物在室温下反应4h,倒入冷水中，生成大量白色沉淀。将沉淀静置过滤，用 冷水洗涤数次，直至PH呈中性，抽滤得到白色粉末状粗产品。在粗产品中加入 氯仿和乙醇，搅拌并加热至固体全部溶解，自然冷却后析出晶体，减压抽滤并 干燥，得到3， 6-二溴-9-苄基-咔唑白色针状晶体0. 27g，收率42. 5%。
将产物以KBr压片，釆用Analec傅立叶红外光谱仪进行结构表征，并与3， 6-
二溴_9-苄基-咔唑的标准谱图进行比对，分析结果如下
2920cm—工处的吸收带是亚甲基-CH2中C-H键的不对称伸缩振动；l471. Mcirf1 处的吸收带是亚甲基-CH2中C-H键的对称伸縮振动；1471.59cm—'处的吸收带是 亚甲基-012的特征吸收带，表明亚甲基的存在。3100cm—^ 3000cm—工之间的三个 吸收带是苯环的C-H键伸缩振动v 1590. OlccT1、 1500cnr1、 1431.08 cnf1三 个吸收带是苯环的特征吸收带；752. 18cm-〗及725. 26cm—i是苯环的C-H键面外弯 曲振动，表明苯环的存在。1300cm—1和1320cm—i是叔芳胺的C-N键伸縮振动吸收 vCN; 1640cm—\ 1495. 09cm—》1452. 30cm-'是味喳基苯环的特征吸收带;796. 55cm_1
7和720. 12cm-i同样也是味唑基中芳环的C-H键面外弯曲振动，表明味哇基的存 在。560 cm—工尖而强的吸收峰表明在味唑环上引入了溴原子。
以上分析证实，得到的产物的确是3，6-二溴-9-节基-味唑。
实施例5
在装有搅拌器的三口烧瓶中加入2. 0gKOH和16mLDMF,室温搅拌20min,加 入O. 5g(1. 5mmol)3，6二溴味唑，继续搅拌4Gmin。将0. 19g (1. 5隱o1)对溴溴节 溶解在18mLDMF中，搅拌下由恒压漏斗缓慢加入到三口烧瓶中。滴完后，将反 应混合物在4(TC下反应10h,倒入冷水中，生成大量的白色沉淀。将沉淀静置 过滤，用冷水洗涤数次，直至pH呈中性，抽滤得到白色粉末状粗产品。在粗产 品中加入氯仿和乙醇，搅拌并加热至固体全部溶解，自然冷却后析出晶体，减 压抽滤，干燥，得到3，6-二溴-9-节基-味唑白色针状晶体O. 50g，收率78. 4%。
实施例6
在装有搅拌器的三口烧瓶中加入2. GgKOH和16mLDMF,室温搅拌20min,加 入0. 5g(1. 5mmo1) 3, 6 二溴味唑，继续搅拌40min。将0. 19g (1. 5mmo1)对溴溴^ 溶解在18mLDMF中，搅拌下由恒压漏斗缓慢加入到三口烧瓶中。滴完后，将反 应混合物在3(TC下反应8h，倒入冷水中，生成大量的白色沉淀。将沉淀静置过 滤，用冷水洗涤数次，直至PH呈中性，抽滤得到白色粉末状粗产品。在粗产品 中加入氯仿和乙醇，搅拌并加热至固体全部溶解，自然冷却后析出晶体，减压 抽滤，干燥，得到3，6-二溴-9-苄基-咔唑白色针状晶体O. 51g，收率80. 4%。
实施例7
在装有搅拌器的三口烧瓶中加入2. 0gKOH和15mLDMF,室温搅拌20min,加 入0. 5g(1. 5mmo1) 3， 6 二溴味唑，继续搅拌2Qmin。将0. 324g (1. 5mmo1)对甲基 氯节溶解在5mLDMF中，搅拌下由恒压漏斗缓慢加入到三口烧瓶中。滴完后，将 反应混合物在室温下反应4h,倒入冷水中，生成白色牛奶状物，静置过夜，减 压抽滤，用冷水洗涤数次，直至pH呈中性，抽滤得到白色粉末状粗产品。将粗产品先用乙醇洗涤，再升温下缓慢加入三氯甲烷并搅拌至固体全部溶解，自然
冷却，析出白色絮状物，减压抽滤，得到3,6-二溴-9- (4-甲基苄基)-咔唑白 色晶体O. 32g，收率49. 2%。
将产物以KBr压片，釆用Analec傅立叶红外光谱仪进行结构表征，并与3， 6-二溴-9- (4-甲基节基)-咔唑的标准谱图进行比对，分析结果如下
1471. 59cm—i处的强吸收峰是亚甲基-CH厂的剪式振动，是亚甲基-012的特征 吸收带，证明有亚甲基存在；2960cm—工及U870cri^处出现吸收带，是C-H键的 不对称伸缩振动，是甲基比较典型的吸收带，1380cm-i~ 1360cm-工处出现C-H键 的弯曲振动，表明有甲基存在；3000cm—L 2800cm—'之间的三个吸收峰是C-H伸 缩振动，证明分子中同时存在CH3和CH2。 1445.51cm—\ 1500cm—\ 1600cm—'附近 出现的三个吸收峰是芳环骨架振动，1500cm—i处的峰强度大于1600cr^处的峰强 度，且3030cm-工处有吸收峰，1020cm-\ 1200cm-1出现吸收峰，这些都确定有苯 环存在。788. 38cm—、 808. 12cm—1处有吸收峰，表明苯环上是对位二元取代。700 cm—L 750cm—之间的三个吸收峰是苯环上C-H面外弯曲振动5 ,，也可是咔唑基 上C-H键面外弯曲振动5 =CH，表明味唑基的存在。1320cnf1， 1360cm—'处的两个 吸收峰是叔芳胺的C-N键伸缩振动吸收VcN。 570cm-工处的强吸收峰是C-Br的特 征吸收带。
以上分析证实，得到的产物的确是3，6-二溴-9- (4-甲基节基)-咔唑。 实施例8
在装有搅拌器的三口烧瓶中加入2. 0gKOH和15mLDMF，室温搅拌"min，加 入0. 5g(1. 5mmo1) 3, 6 二溴味唑，继续搅拌20min。将0. 324g (1. 5mmo1)对甲基 氯节溶解在5mLDMF中，搅拌下由恒压漏斗缓慢加入到三口烧瓶中。滴完后，将 反应混合物在4(TC下反应12h,停止反应，将反应液倒入冷水中，生成白色牛 奶状物，静置过夜，减压抽滤，用冷水洗涤数次，直至PH呈中性，抽滤得到白 色粉末状粗产品。将粗产品先用乙醇洗涤，再升温下缓慢加入三氯甲垸并搅拌至固体刚好全部溶解，自然冷却，析出白色絮状物，减压抽滤，得到3,6-二溴
-9- (4-甲基苄基)-咔唑白色晶体O. 55g,收率83.4%。 实施例9
在装有搅拌器的三口烧瓶中加入2. 0gKOH和15mLDMF，室温搅拌20min,加 入0. 5g(1.5隨o1)3，6 二溴咔唑,继续搅拌20min。将0. 324g (1. 5mmo1)对甲基 氯苄溶解在5mLDMF中，搅拌下由恒压漏斗缓慢加入到三口烧瓶中。滴完后，将 反应混合物在S0。C下反应sh，倒入冷水中，生成白色牛奶状物，静置过夜，减 压抽滤，用冷水洗涤数次，直至pH呈中性，抽滤得到白色粉末状粗产品。将粗 产品先用乙醇洗涤，再升温下缓慢加入三氯甲烷并搅拌至固体全部溶解，自然 冷却，析出白色絮状物，减压抽滤，得到3，6-二溴-9- (4-甲基节基)-味唑白 色晶体O. 57g,收率86.5%。
权利要求
1、一种N-烷基取代的咔唑衍生物，具有以下结构通式(I)其中，R表示氢、卤素或C1～C3的烷基。
2、 根据权利要求1所述的N-烷基取代的咔唑衍生物，其特征是所述的N-烷基取代的咔唑衍生物是3，6-二溴-9-(4-溴苄基)-咔唑、3, 6-二溴-9-苄基-咔 哇、3, 6-二溴-9-(4-甲基节基)-味唑。
3、 权利要求1所述N-烷基取代的咔唑衍生物的制备方法，是以3，6-二溴 味唑为原料，以通式(II)表示的化合物为烷基化试剂，经傅-克垸基化反应制备 通式(I)表示的N-烷基取代的味唑衍生物。<formula>formula see original document page 2</formula>(II)其中，R表示氢、卤素或C1 C3的烷基； X表示卣素。
4、 根据权利要求3所述的N-烷基取代的咔唑衍生物的制备方法，其特征是 将3, 6-二溴味哇溶解在KOH的DMF溶液中，搅拌下滴加通式(II)表示的化合物 的DMF溶液，于10 8(TC反应4~18h，制备得到通式(I)表示的N-烷基取代的 味唑衍生物。
5、 根据权利要求3所述的N-烷基取代的味唑衍生物的制备方法，其特征是 3， 6-二溴味唑通式(I)表示的N-烷基取代的咔唑衍生物KOH的物质的量比为 1 : 1 ~ 5 : 5 — 30。
全文摘要
一种由结构通式(I)表示的N-烷基取代的咔唑衍生物，其中，R表示氢、卤素或C1～C3的烷基。是以3，6-二溴咔唑为原料，以通式(II)表示的化合物为烷基化试剂，经傅-克烷基化反应制备得到。其中，R表示氢、卤素或C1～C3的烷基；X表示卤素。该衍生物可以应用于医药、光电照相材料等领域，是农药、医药、光电材料的重要中间体。
文档编号C07D209/88GK101531627SQ20091007411
公开日2009年9月16日 申请日期2009年4月8日 优先权日2009年4月8日
发明者崔建兰, 梅 段, 王立敏, 门吉英 申请人:中北大学