本发明属于苯并咪唑类化合物领域，具体涉及一种以醋酸铵介导的苯并咪唑类化合物的合成方法。
背景技术：
苯并咪唑类化合物是一类含有两个氮原子的苯并杂环化合物，是多种药物的结构单元。许多苯并咪唑类化合物具有显著的生物活性，在抗肿瘤、抗癌、抗病毒、杀菌、消炎和抗寄生虫等方面具有重要的医用价值。除此之外，这类化合物还用于金属配体。正因为苯并咪唑类化合物具有如此多用途，合成这类化合物的方法成为当今的研究热点。
本发明发展了一种在无金属催化剂的条件下，以dmso为碳源和氧化剂，邻苯二胺衍生物为底物，醋酸铵介导下合成苯并咪唑类化合物的方法。该方法反应步骤少，反应条件温和，且具有较高的官能团耐受性等优点，为苯并咪唑类化合物的合成发展了一种操作简单、直接、原子经济的有价值的途径。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术的缺点和不足，提供了一种以醋酸铵介导的苯并咪唑类化合物的合成方法。本发明发展了一种在无金属催化剂的条件下，以dmso为碳源和氧化剂，邻苯二胺衍生物为底物，醋酸铵介导下合成苯并咪唑类化合物的方法。该方法反应步骤少，反应条件温和，且具有较高的官能团耐受性等优点，为苯并咪唑类化合物的合成发展了一种操作简单、直接、原子经济的有价值的途径。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
一种以醋酸铵介导的苯并咪唑类化合物的合成方法，包含如下步骤：
在反应管中，加入邻苯二胺类化合物、二甲基亚砜和添加剂，在130~150℃下搅拌反应，反应结束后冷却至室温，产物经分离纯化，得到所述苯并咪唑类化合物。
进一步地，合成过程的化学反应方程式如下所示：
式中，r1选自氢、甲基、甲氧基、卤素基、酯基、氰基、硝基、芳酮中的一种及以上；r2选自甲基、苄基、苯基中的一种。
进一步地，所述的邻苯二胺类化合物为邻苯二胺，3,4-二氨基甲苯，4-甲氧基邻苯二胺，4-氟邻苯二胺，4-氯邻苯二胺，4-溴邻苯二胺，3,4-二氨基苯甲酸甲酯，4-氰基邻苯二胺，4-硝基邻苯二胺，3,4-二氨基二苯甲酮，2,3-二氨基甲苯，4,5-二甲基-1,2-苯二胺，4-溴-5-甲基苯-1,2-二胺，4,5-二氯-1,2-苯二胺，n-苯基邻苯二胺，n-甲基邻苯二胺，n-苄基邻苯二胺。
进一步地，所述二甲基亚砜的加入量为2ml。
进一步地，所述添加剂1为碳酸铵、醋酸铵中的一种，优选为醋酸铵。
进一步地，所述添加剂1的加入量与邻碘苯胺衍生物的摩尔比为5~7:1，优选为6:1。
进一步地，所述添加剂2为水；所述添加剂2的加入量为40~120ul，优选为80ul。
进一步地，所述搅拌温度为130~150℃，优选为140℃。
进一步地，所述搅拌反应的时间为9~15小时，优选为10小时。
进一步地，所述分离纯化的操作为：将反应液用乙酸乙酯萃取，合并有机相，使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压蒸除有机溶剂，得粗产物，经柱层析提纯，得到所述2-取代苯并咪唑类化合物。
本发明在无金属的催化下，利用dmso提供碳源和氧化剂，在醋酸铵的介导下以邻苯二胺为底物通过两次c-n键的构建合成了苯并咪唑类化合物。
与现有的技术相比，本发明具有如下优点及有益效果：
本发明提供了一种以醋酸铵介导的苯并咪唑类化合物的合成方法。本发明提供了一种在无金属催化剂的条件下，以dmso为碳源和氧化剂，邻苯二胺衍生物为底物，醋酸铵介导下合成苯并咪唑类化合物的方法。本发明所需的碳源和氧化剂都具有低毒、廉价易得和性能稳定等特点。该方法反应步骤少，反应条件温和，且具有较高的官能团耐受性等优点，为合成苯并咪唑提供了一种新颖的、易操作、绿色的合成苯并咪唑类化合物的方法。
附图说明
图1和图2分别是实施例1所得目标产物的氢谱图和碳谱图。
图3和图4分别是实施例2所得目标产物的氢谱图和碳谱图。
图5和图6分别是实施例3所得目标产物的氢谱图和碳谱图。
图7和图8分别是实施例4所得目标产物的氢谱图和碳谱图。
图9和图10分别是实施例5所得目标产物的氢谱图和碳谱图。
图11和图12分别是实施例6所得目标产物的氢谱图和碳谱图。
图13和图14分别是实施例7所得目标产物的氢谱图和碳谱图。
图15和图16分别是实施例8所得目标产物的氢谱图和碳谱图。
图17和图18分别是实施例9所得目标产物的氢谱图和碳谱图。
图19和图20分别是实施例10所得目标产物的氢谱图和碳谱图。
图21和图22分别是实施例11所得目标产物的氢谱图和碳谱图。
图23和图24分别是实施例12所得目标产物的氢谱图和碳谱图。
图25和图26分别是实施例13所得目标产物的氢谱图和碳谱图。
图27和图28分别是实施例14所得目标产物的氢谱图和碳谱图。
具体实施方法
以下结合具体实施例及附图对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此。
实施例1
在干燥的schlenk反应管中依次加入邻苯二胺(0.2mmol)、二甲基亚砜(2ml)、醋酸铵(1.2mmol)、水(80ul)，待样品加完后，用油泵抽真空后注入氮气进行气体置换，置换三次后，在140℃反应10小时后停止，冷却到室温。通过薄层色谱法(tlc)检测反应，待原料反应完，反应终止，反应管中混合液冷却至室温。对混合液进行初步处理：萃取，收集有机层，旋粉，进行柱层析得到目标产物，产率56%。
所得目标产物的氢谱图和碳谱图分别如图1和图2所示，核磁数据如下所示：
1hnmr(cdcl3,500mhz)δ8.14(s,1h),7.68(dd,j=6.0hz,j=3.0hz,2h),7.30(dd,j=6.0hz,j=3.0hz,2h),7.20(s,1h);13cnmr(cdcl3,125mhz)δ140.68,137.57,122.91,115.48。
经以上数据推测目标产物的结构如下：
实施例2
在干燥的schlenk反应管中依次加入4-甲氧基邻苯二胺(0.2mmol)、二甲基亚砜(2ml)、醋酸铵(1.2mmol)、水(80ul)，待样品加完后，用油泵抽真空后注入氮气进行气体置换，置换三次后，在140℃反应11小时后停止，冷却到室温。通过薄层色谱法(tlc)检测反应，待原料反应完，反应终止，反应管中混合液冷却至室温。对混合液进行初步处理：萃取，收集有机层，旋粉，进行柱层析得到目标产物，产率35%。
所得目标产物的氢谱图和碳谱图分别如图3和图4所示，核磁数据如下所示：
1hnmr(cdcl3,500mhz)δ8.02(s,1h),7.55(d,j=8.5hz,1h),7.10(d,j=2.0hz,1h),6.93(dd,j=8.5hz,j=2.0hz,1h),3.83(s,3h);13cnmr(cdcl3,125mhz)δ156.60,140.21,137.59,132.77,116.49,112.64,97.52,55.77。
经以上数据推测目标产物的结构如下：
实施例3
在干燥的schlenk反应管中依次加入4-氟邻苯二胺(0.2mmol)、二甲基亚砜(2ml)、醋酸铵(1.2mmol)、水(80ul)，待样品加完后，用油泵抽真空后注入氮气进行气体置换，置换三次后，在140℃反应11小时后停止，冷却到室温。通过薄层色谱法(tlc)检测反应，待原料反应完，反应终止，反应管中混合液冷却至室温。对混合液进行初步处理：萃取，收集有机层，旋粉，进行柱层析得到目标产物，产率78%。
所得目标产物的氢谱图和碳谱图分别如图5和图6所示，核磁数据如下所示：
1hnmr(cdcl3,500mhz)δ10.56(s,1h),8.20(s,1h),7.59(dd,j=9.0hz,j=5.0hz,1h),7.33(dd,j=9.0hz,j=2.0hz,1h),7.06(td,j=9.0hz,j=2.0hz,1h);13cnmr(cdcl3,125mhz)δ159.67(d,j=237.4hz),141.77,137.56(d,j=13.3hz),134.38,116.21(d,j=10.1hz),111.45(d,j=25.5hz),101.30(d,j=25.8hz)。
经以上数据推测目标产物的结构如下：
实施例4
在干燥的schlenk反应管中依次加入4-氯邻苯二胺(0.2mmol)、二甲基亚砜(2ml)、醋酸铵(1.2mmol)、水(80ul)，待样品加完后，用油泵抽真空后注入氮气进行气体置换，置换三次后，在140℃反应11小时后停止，冷却到室温。通过薄层色谱法(tlc)检测反应，待原料反应完，反应终止，反应管中混合液冷却至室温。对混合液进行初步处理：萃取，收集有机层，旋粉，进行柱层析得到目标产物，产率82%。
所得目标产物的氢谱图、碳谱图和氟谱图分别如图7和图8所示，核磁数据如下所示：
1hnmr(cdcl3,500mhz)δ10.03(s,1h),8.19(s,1h),7.65(d,j=1.5hz,1h),7.58(d,j=8.5hz,1h),7.27(dd,j=8.5hz,j=1.5hz,1h);13cnmr(cdcl3,125mhz)δ141.73,138.23,136.25,128.63,123.60,116.28,115.28。
经以上数据推测目标产物的结构如下：
实施例5
在干燥的schlenk反应管中依次加入3,4-二氨基苯甲酸甲酯(0.2mmol)、二甲基亚砜(2ml)、醋酸铵(1.2mmol)、水(80ul)，待样品加完后，用油泵抽真空后注入氮气进行气体置换，置换三次后，在140℃反应11小时后停止，冷却到室温。通过薄层色谱法(tlc)检测反应，待原料反应完，反应终止，反应管中混合液冷却至室温。对混合液进行初步处理：萃取，收集有机层，旋粉，进行柱层析得到目标产物，产率58%。
所得目标产物的氢谱图和碳谱图分别如图9和图10所示，核磁数据如下所示：
1hnmr(cdcl3,500mhz)δ12.82(s,1h),8.41(s,1h),8.23(s,1h),7.84(d,j=8.0hz,1h),7.69(s,1h),3.87(s,3h);13cnmr(cdcl3,125mhz)δ167.27,145.10,137.30,123.66,121.23,119.30,113.93,112.20,52.45。
经以上数据推测目标产物的结构如下：
实施例6
在干燥的schlenk反应管中依次加入4-氰基邻苯二胺(0.2mmol)、二甲基亚砜(2ml)、醋酸铵(1.2mmol)、水(80ul)，待样品加完后，用油泵抽真空后注入氮气进行气体置换，置换三次后，在140℃反应11小时后停止，冷却到室温。通过薄层色谱法(tlc)检测反应，待原料反应完，反应终止，反应管中混合液冷却至室温。对混合液进行初步处理：萃取，收集有机层，旋粉，进行柱层析得到目标产物，产率57%。
所得目标产物的氢谱图和碳谱图分别如图11和图12所示，核磁数据如下所示：
1hnmr(dmso-d6,,500mhz)δ13.01(s,1h),8.49(s,1h),8.17(s,1h),7.76(d,j=8.5hz,1h),7.60(d,j=8.0hz,1h);13cnmr(dmso-d6,125mhz)δ145.75,139.85,125.82,121.92,120.48,116.46,104.25。
经以上数据推测目标产物的结构如下：
实施例7
在干燥的schlenk反应管中依次加入4-硝基邻苯二胺(0.2mmol)、二甲基亚砜(2ml)、醋酸铵(1.2mmol)、水(80ul)，待样品加完后，用油泵抽真空后注入氮气进行气体置换，置换三次后，在140℃反应11小时后停止，冷却到室温。通过薄层色谱法(tlc)检测反应，待原料反应完，反应终止，反应管中混合液冷却至室温。对混合液进行初步处理：萃取，收集有机层，旋粉，进行柱层析得到目标产物，产率71%。
所得目标产物的氢谱图、碳谱图分别如图13和图14所示，核磁数据如下所示：
1hnmr(dmso-d6,500mhz)δ13.13(s,1h),8.56(s,1h),8.51(d,j=2.0hz,1h),8.11(dd,j=9.0hz,j=2.0hz,1h),7.76(d,j=8.5hz,1h);13cnmr(dmso-d6,125mhz)δ147.19,143.09,142.07,139.01,118.04,115.30,113.21。
经以上数据推测目标产物的结构如下：
实施例8
在干燥的schlenk反应管中依次加入3,4-二氨基二苯甲酮(0.2mmol)、二甲基亚砜(2ml)、醋酸铵(1.2mmol)、水(80ul)，待样品加完后，用油泵抽真空后注入氮气进行气体置换，置换三次后，在140℃反应11小时后停止，冷却到室温。通过薄层色谱法(tlc)检测反应，待原料反应完，反应终止，反应管中混合液冷却至室温。对混合液进行初步处理：萃取，收集有机层，旋粉，进行柱层析得到目标产物，产率68%。
所得目标产物的氢谱图和碳谱图分别如图15和图16所示，核磁数据如下所示：
1hnmr(cdcl3,500mhz)δ9.11(s,1h),8.25(s,1h),8.15(s,1h),7.81-7.79(m,3h),7.68(d,j=8.5hz,1h),7.58-7.55(m,1h),7.47-7.44(m,2h);13cnmr(cdcl3,125mhz)δ197.34,143.24,140.54,137.99,137.67,132.33,130.00,128.27,125.24,119.19,115.00。
经以上数据推测目标产物的结构如下：
实施例9
在干燥的schlenk反应管中依次加入2,3-二氨基甲苯(0.2mmol)、二甲基亚砜(2ml)、醋酸铵(1.2mmol)、水(80ul)，待样品加完后，用油泵抽真空后注入氮气进行气体置换，置换三次后，在140℃反应11小时后停止，冷却到室温。通过薄层色谱法(tlc)检测反应，待原料反应完，反应终止，反应管中混合液冷却至室温。对混合液进行初步处理：萃取，收集有机层，旋粉，进行柱层析得到目标产物，产率47%。
所得目标产物的氢谱图和碳谱图分别如图17和图18所示，核磁数据如下所示：
1hnmr(cdcl3,500mhz)δ8.12(s,1h),7.96(s,1h),7.49(d,j=8.50hz,1h),7.21(t,j=7.5hz,1h),7.11(d,j=7.0hz,1h),2.63(s);13cnmr(cdcl3,125mhz)δ140.12,137.68,136.66,125.96,123.23,122.95,112.45。
经以上数据推测目标产物的结构如下：
实施例10
在干燥的schlenk反应管中依次加入4,5-二甲基-1,2-苯二胺(0.2mmol)、二甲基亚砜(2ml)、醋酸铵(1.2mmol)、水(80ul)，待样品加完后，用油泵抽真空后注入氮气进行气体置换，置换三次后，在140℃反应11小时后停止，冷却到室温。通过薄层色谱法(tlc)检测反应，待原料反应完，反应终止，反应管中混合液冷却至室温。对混合液进行初步处理：萃取，收集有机层，旋粉，进行柱层析得到目标产物，产率42%。
所得目标产物的氢谱图和碳谱图分别如图19和图20所示，核磁数据如下所示：
1hnmr(cdcl3,500mhz)δ8.00(s,1h),7.43(s,2h),6.49(s,1h);13cnmr(cdcl3,125mhz)δ139.74,136.12,131.91,115.49,20.37。
经以上数据推测目标产物的结构如下：
实施例11
在干燥的schlenk反应管中依次加入4,5-二氯-1,2-苯二胺(0.2mmol)、二甲基亚砜(2ml)、醋酸铵(1.2mmol)、水(80ul)，待样品加完后，用油泵抽真空后注入氮气进行气体置换，置换三次后，在140℃反应11小时后停止，冷却到室温。通过薄层色谱法(tlc)检测反应，待原料反应完，反应终止，反应管中混合液冷却至室温。对混合液进行初步处理：萃取，收集有机层，旋粉，进行柱层析得到目标产物，产率67%。
所得目标产物的氢谱图和碳谱图分别如图21和图22所示，核磁数据如下所示：
1hnmr(dmso-d6,,500mhz)δ9.14(s,1h),8.09(s,2h);13cnmr(dmso-d6,125mhz)δ144.35,133.73,127.52,116.92。
经以上数据推测目标产物的结构如下：
实施例12
在干燥的schlenk反应管中依次加入n-苯基邻苯二胺(0.2mmol)、二甲基亚砜(2ml)、醋酸铵(1.2mmol)、水(80ul)，待样品加完后，用油泵抽真空后注入氮气进行气体置换，置换三次后，在140℃反应11小时后停止，冷却到室温。通过薄层色谱法(tlc)检测反应，待原料反应完，反应终止，反应管中混合液冷却至室温。对混合液进行初步处理：萃取，收集有机层，旋粉，进行柱层析得到目标产物，产率86%。
所得目标产物的氢谱图和碳谱图分别如图23和图24所示，核磁数据如下所示：
1hnmr(cdcl3,500mhz)δ8.12(s,1h),7.89-7.88(m,1h),7.58-7.50(m,5h),7.46(t,j=7.5hz,1h),7.36-7.31(m,2h);13cnmr(cdcl3,125mhz)δ143.88,142.19,136.21,133.56,129.98,127.96,123.95,123.63,122.73,120.49,110.40。
经以上数据推测目标产物的结构如下：
实施例13
在干燥的schlenk反应管中依次加入n-甲基邻苯二胺(0.2mmol)、二甲基亚砜(2ml)、醋酸铵(1.2mmol)、水(80ul)，待样品加完后，用油泵抽真空后注入氮气进行气体置换，置换三次后，在140℃反应11小时后停止，冷却到室温。通过薄层色谱法(tlc)检测反应，待原料反应完，反应终止，反应管中混合液冷却至室温。对混合液进行初步处理：萃取，收集有机层，旋粉，进行柱层析得到目标产物，产率67%。
所得目标产物的氢谱图和碳谱图分别如图25和图26所示，核磁数据如下所示：
1hnmr(cdcl3,500mhz)δ7.85(s,1h),7.80(d,j=7.5hz,1h),7.38(d,j=7.5hz,1h),7.33-7.27(m,2h),3.81(s,3h);13cnmr(cdcl3,125mhz)δ143.47,143.43,134.39,122.86,122.04,120.10,109.29,30.95。
经以上数据推测目标产物的结构如下：
实施例14
在干燥的schlenk反应管中依次加入n-苄基邻苯二胺(0.2mmol)、二甲基亚砜(2ml)、醋酸铵(1.2mmol)、水(80ul)，待样品加完后，用油泵抽真空后注入氮气进行气体置换，置换三次后，在140℃反应11小时后停止，冷却到室温。通过薄层色谱法(tlc)检测反应，待原料反应完，反应终止，反应管中混合液冷却至室温。对混合液进行初步处理：萃取，收集有机层，旋粉，进行柱层析得到目标产物，产率65%。
所得目标产物的氢谱图和碳谱图分别如图27和图28所示，核磁数据如下所示：
1hnmr(dmso-d6,500mhz)δ7.94(s,1h),7.83(d,j=7.5hz,1h),7.34-7.23(m,6h),7.17(d,j=7.0hz,2h);13cnmr(dmso-d6,125mhz)δ143.84,143.15,135.37,133.82,128.95,128.17,126.99,123.01,122.20,120.32,109.97,48.73。
经以上数据推测目标产物的结构如下：