一种2-取代咔唑类化合物的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机化学领域，具体涉及一种2-取代咔唑类化合物的制备方法。
【背景技术】
[0002] 咔唑是一类重要的含氮芳杂环，具有特殊的刚性稠环结构，其衍生物表现出许多 独特的光电性能及生物活性。
[0003] 咔唑类化合物具有以下特点：（1)咔唑环易于形成相对稳定的正离子；（2)分子内 具有较大的共辄体系及强的分子内电子转移；（3)具有较高的热稳定性和光化学稳定性；
[4] 咔唑环上易于进行结构修饰引入多种官能团；（5)咔唑自身是煤焦油产品之一，原料易 得。咔唑的这种特殊结构，使其衍生物在诸如光电材料、染料、医药、超分子识别等领域具有 潜在的广泛应用，近些年来得到了广泛的研究与开发。
[0004] 在光电材料领域中，咔唑类衍生物如小分子材料4, 4' -N，Ν' -二咔唑联苯（CBP)和 高分子聚合物材料聚乙烯基咔唑（PVK)作为有机光电材料，是目前研究最广泛、效果最好 的主体材料。近几年，随着太阳能电池器件的快速发展，有机光敏染料的开发越来越受到人 们的重视，咔唑类化合物因其空穴传输性能好、能隙高，被广泛用于制备有机光敏染料。
[0005] 在医药领域，人们已从黄皮属植物中分离得到60余种具生物活性的咔唑类生物 碱，其中吲哚并咔唑类生物碱因其优良的生物活性，引起了化学家和药学家的高度重视。该 类化合物对蛋白激酶C以及拓扑异构酶I着良好的抑制作用。进一步研究发现，咔唑类化 合物呈现出宽广的生物活性，对合成类咔唑药物研究也越来越活跃。
[0006] 超分子化学发展迅速，已延伸到超分子材料、超分子药物等诸领域，以咔唑环大共 辄体系的刚性骨架结构为基体构筑的人工受体、分子探针等，其超分子识别性能优良，相关 研究也日趋活跃。
[0007] 2-取代咔唑类化合物是咔唑类化合物中的一种，可以进一步应用于其他化合物的 制备。
[0008] 因此，研究2-取代咔唑类化合物的制备方法具有重要意义。
【发明内容】
[0009] 为此，本发明提出一种2-取代咔唑类化合物的制备方法。
[0010] 为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案来实现的：
[0011] 本发明提供一种2-取代咔唑类化合物的制备方法，反应方程式如下所示：
[0012]
[0013] 包括以下步骤：
[0014] 式（I )所示的化合物，在脱氧剂的作用下，在高沸点溶剂中，制备得到式（II ) 所示的化合物； _5] 其中，式（I )和式（II )中的X相同，X选自氢、（C1-Ciq)-烷基、芳基、卤素；
[0016] 所述脱氧剂选自亚磷酸三乙酯、三乙基磷、三苯基膦中的至少一种；
[0017] 所述高沸点溶剂选自甲苯、二甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、亚磷 酸三乙酯、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、1，2-二氯苯中的至少一种。优选地，本发明的一 个实施方案中，上述2-取代咔唑类化合物的制备方法，式（I )所示的化合物与所述脱氧 剂的摩尔比为1:1~1:10。
[0018] 优选地，本发明的一个实施方案中，上述2-取代咔唑类化合物的制备方法，反应 温度不低于所述高沸点溶剂的沸点。
[0019] 更优选地，本发明的另一个实施方案中，上述2-取代咔唑类化合物的制备方法， 反应温度为110~200 °C。
[0020] 优选地，本发明的一个实施方案中，上述2-取代咔唑类化合物的制备方法，X选自 甲基、苯基、氟、氯、溴、碘。
[0021] 优选地，本发明的一个实施方案中，上述2-取代咔唑类化合物的制备方法，还包 括对式（II )所示的化合物进行分离纯化处理的步骤。
[0022] 更优选地，本发明的另一个实施方案中，上述2-取代咔唑类化合物的制备方法， 所述分离纯化方法选自洗涤、过滤、萃取、重结晶、蒸馏、柱层析、薄层色谱、冷冻干燥中的至 少一种。
[0023] 本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0024] 本发明2-取代咔唑类化合物的制备方法，原料来源广泛，反应操作和后处理简 便，产率较高，应用范围较广，有利于工业化生产。
【具体实施方式】
[0025] 实施例1 2-苯基咔晔的制备
[0026] 在氮气保护下，于反应器加入IOOmol亚磷酸三乙酯，5L N，N-二甲基甲酰胺，升温 到150°C，微回流。在80°C左右，将20mol 4'-苯基-2-硝基联苯溶于18LN，N-二甲基甲 酰胺中。然后，在回流状态下，将4苯基-2-硝基联苯的N，N-二甲基甲酰胺溶液，缓慢滴 加入上述亚磷酸三乙酯和N，N-二甲基甲酰胺的混合体系。滴加完毕后，保持回流4~5小 时，检测至4'-苯基-2-硝基联苯反应完毕，降温到KKTC左右，减压蒸出N，N-二甲基甲酰 胺和过量未反应的亚磷酸三乙酯。然后，向残余物中加入15L冰水，冷却到室温，过滤。滤 饼用35L 60°C左右的甲苯溶清，静置30分钟，下层水相分去，有机相减压浓缩，搅拌，冷却 到室温，过滤，减压烘干，得到2-苯基咔唑，产率为59. 7%。
[0027] 实施例2 2-氯咔晔的制备
[0028] 在氮气保护下，于反应器加入IOOmol亚磷酸三乙酯和5L N，N-二甲基甲酰胺，升 温到150°C，微回流。在80°C左右，将20mol 4'-氯-2-硝基联苯溶于18LN，N-二甲基甲 酰胺中。然后，在回流状态下，将4' -氯-2-硝基联苯的N，N-二甲基甲酰胺溶液，缓慢滴 加入上述亚磷酸三乙酯和N，N-二甲基甲酰胺的混合体系。滴加完毕后，保持回流4~5小 时，检测至4'-氯-2-硝基联苯反应完毕，降温到KKTC左右，减压蒸出N，N-二甲基甲酰胺 和过量未反应的亚磷酸三乙酯。然后，向残余物中加入15L冰水，冷却到室温，过滤。滤饼 用35L60°C左右的甲苯60°C左右溶清，静止30分钟，下层水相分去，有机相减压浓缩，搅拌， 冷却到室温，过滤，减压烘干，得到2-氯咔唑，产率为85 %。
[0029] 实施例3 2-氟咔晔的制备
[0030] 在氮气保护下，于反应器中加入21. Imol亚磷酸三乙酯和5L N，N-二甲基乙酰胺， 升温到156°C，微回流。在30°C左右，将IOmol 4' -氟-2-硝基联苯溶于18L N，N-二甲基 乙酰胺中。然后，在回流状态下，将4' -氟-2-硝基联苯的N，N-二甲基乙酰胺溶液，缓慢 滴加入上述亚磷酸三乙酯和N，N-二甲基乙酰胺的混合体系。滴加完毕后，保持回流1~2 小时，检测至4'-氟-2-硝基联苯反应完毕。乙二醇二甲醚重结晶，得到2-氟咔唑，产率为 51. 9%〇
[0031] 实施例4 2-甲基咔唑的制备
[0032] 在氮气保护下，于反应器加入20mol亚磷酸三乙酯和5L二甲苯，升温到150°C，微 回流。在80°C左右，将20mol 4'-甲基-2-硝基联苯溶于18L二甲苯中。然后，在回流状 态下，将4' -甲基-2-硝基联苯的二甲苯溶液，缓慢滴加入上述亚磷酸三乙酯和二甲苯的混 合体系。滴加完毕后，保持回流4~5小时，检测至4'-甲基-2-硝基联苯反应完毕。二氯 乙烷萃取，浓缩，干燥，得到2-甲基咔唑，产率为69. 7%。
[0033] 实施例5 2-溴咔晔的制备
[0034] 在氮气保护下，于反应器加入200mol亚磷酸三乙酯和5L 1，2_二氯苯，升温到 150°C，微回流。在80°C左右，将20mol 4'-溴-2-硝基联苯溶于18L1，2-二氯苯中。然后， 在回流状态下，将4' -溴-2-硝基联苯的1，2-二氯苯溶液，缓慢滴加入上述亚磷酸三乙酯 和1，2-二氯苯的混合体系。滴加完毕后，保持回流4~5小时，检测至4' -溴-2-硝基联 苯反应完毕。乙酸乙酯重结晶，得到2-溴咔唑，产率为75%。
[0035] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对 于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或 变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或 变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【主权项】
1. 一种2-取代咔唑类化合物的制备方法，其特征在于，反应方程式如下所示： 包括以下步骤：式（I )所示的化合物，在脱氧剂的作用下，在高沸点溶剂中，制备得到式（II )所示 的化合物； 其中，式（I )和式（II )中的X相同，X选自氢、（C1-Ciq)-烷基、芳基、卤素； 所述脱氧剂选自亚磷酸三乙酯、三乙基磷、三苯基膦中的至少一种； 所述高沸点溶剂选自甲苯、二甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、亚磷酸三 乙酯、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、1，2-二氯苯中的至少一种。2. 根据权利要求1所述的2-取代咔唑类化合物的制备方法，其特征在于，式（I )所 示的化合物与所述脱氧剂的摩尔比为1:1~1:10。3. 根据权利要求1或2任一项所述的2-取代咔唑类化合物的制备方法，其特征在于， 反应温度不低于所述高沸点溶剂的沸点。4. 根据权利要求3所述的2-取代咔唑类化合物的制备方法，其特征在于，反应温度为 110 ~20(TC 〇5. 根据权利要求1-4任一项所述的2-取代咔唑类化合物的制备方法，其特征在于，X 选自甲基、苯基、氟、氯、溴、碘。6. 根据权利要求1-5任一项所述的2-取代咔唑类化合物的制备方法，其特征在于，还 包括对式（II )所示的化合物进行分离纯化处理的步骤。7. 根据权利要求6所述的2-取代咔唑类化合物的制备方法，其特征在于，所述分离纯 化方法选自洗涤、过滤、萃取、重结晶、蒸馏、柱层析、薄层色谱、冷冻干燥中的至少一种。
【专利摘要】本发明属于有机化学领域，具体涉及一种2-取代咔唑类化合物的制备方法。该制备方法，原料来源广泛，反应操作和后处理简便，产率较高，应用范围较广，有利于工业化生产。
【IPC分类】C07D209/88, C07D209/86
【公开号】CN105061296
【申请号】CN201510486546
【发明人】邵严亮, 蔡星伟, 陈丰收, 陆圣瑜, 黄翠萍, 赵玉媛
【申请人】张家港江苏科技大学产业技术研究院, 张家港米西斯光电材料有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月10日