新型苯并咪唑类化合物的合成.doc
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58中山大学化学与化学工程学院,广东广州510275:以邻苯二胺为原料合成了8种2-苯并咪唑衍生物。用四丁基溴化铵作相转移催化剂,在50%NaOH59和丁酮中再将其进行烷基化反应,制备出26种2-芳基-1-烷基苯并咪唑类衍生物,并通过1H-NMR、13C-NM、MS和熔点等技术进行表征。化合物2ebΦ91和2eeΦ73有很强的荧光发射性能。光电材料,咪唑,烷基化咪唑衍生物广泛应用于有机材料,纺织品的抗菌成分1和增白剂23,照明材料4-6,电致发光材料7-8,光致发光材料9-10。同时,这类化合物拥有多种生物活性11-13。文献报道的苯并咪唑化合物的合成主要是在HCl和多聚磷酸PPA等酸性溶剂中环化反应生成,这类反应通常温度高时间长。近年来有文献报道采用微波辐射合成这类化合物,反应时间明显缩短,操作更简便。以PPA作催化剂和溶剂采用分段式微波辐射方法,反应时间为6-10min,比传统的合成方法明显缩短。由于苯并咪唑这类化合物有着较大的共轭结构,溶解性能差,限制了它们的应用。通过引入一些烷基、羧基等可克服上述缺点。咪唑衍生物的烷基化,多是使用强碱14-15,如NaH、金属钾、钠等。这种反应不易操作,因为反应溶剂必须绝对干燥,钠或钾不易称取。我们发现咪唑衍生物的烷基化在50%的NaOH水溶液中,使用四丁基溴化铵TBAB作相转移催化剂,反应顺利、产率高、后处理简单。合成路线和化合物的结构如图-1所示。1实验部分1.1仪器与试剂核磁共振仪Mercury-Plus300美国VARIAN,氘代CDCl3和氘代DMSO为溶剂;岛津UV-1601型紫外光谱仪和岛津RF-5301PC荧光分光光度计;Galanz微波炉2450MHz,功率0-750W可调;熔点测定用毛细管法温度计未较正。所用试剂均为市售化学纯或分析纯。1.22-芳基苯并咪唑类化合物的合成通法1.2.1化合物1a-1c合成通法取邻苯二胺40.8nmol,芳香酸20mmol和4N盐酸28mL于100mL烧瓶中回流72h,冷却后倒入100mL水中,搅拌、抽滤。固体先用5%HCl洗涤,再用5%NaOH洗涤。干燥后即为产品。26-二苯并咪唑-2’-基吡啶1a:黑褐色固体,产率50.2%,m.p.300℃。44’-二苯并咪唑-2”-基联苯1b:黑色固体,产率36.8%,m.p.300℃。25-二苯并咪唑-2’-基吡啶1c:土黄色固体,产率30.5%,m.p.300℃。1.2.2化合物1d-1g合成通法在50mL烧杯中,按照反应式量配比加入羧酸和邻苯二胺,然后加入多聚磷酸1mmol羧酸加2mLPPA,搅拌均匀后放入微波炉中,在功率为130-150W时反应1-4min,此时羧酸和邻苯二胺全部溶解。然后用功率400-450W间歇式辐射1min停1min辐射6-10次,此时反应液60PPAM.WOOOOOONH2NH2PPAM.WArCNArNHNArCHOOORX50NaOHTBABButanonerefluxn12ArHO2CCO2HPPAM.WArHO2CCO2H4NHClArNNnR1:1aArN1bAr21cArN1dAr1eAr1fAr1gAr1hAr.2:2aaREthyl;2abRn-Butyl;2acRn-Pentyl;2adRn-Dedocyl;2aeRbenzyl;2baRn-Butyl2bbRn-Pentyl2bcRn-Dedocyl2caREthyl2cbRn-Butyl2ccRn-Pentyl2cdRn-Dedocyl2daREthyl2dbRn-Dedocyl2dcRBenzyl2eaREthyl2ebRn-Butyl2ecRn-Pentyl2edRBenzyl2eeRn-Dedocyl2faRn-Butyl2fbRn-Pentyl2gaRn-Butyl2gbRt-Butyl2gcRn-Dedocyl2haRn-Butyl.1Figure1Thesyntheticrouteofimidazolecompounds为墨绿色。将反应液倒入冰水中1mLPPA约5mL冰水,抽滤。固体分别用酸、碱和醇洗涤,干燥后即为产物。12-二苯并咪唑-2’-基苯1d:黑褐色固体,m.p.300℃,产率48.3%。14-二苯并咪唑-2’-基苯1e:褐色固体,m.p.300℃,产率75.4%。1245-四苯并咪唑-2’-基苯1f:黑色固体,m.p.300℃,产率93.0%。2-菲基苯并咪唑1g:绿色固体,m.p.199-200℃分解,产率50.4%。1.2.3化合物1h的合成取邻苯二胺40.8mmol,芘醛20mmol和无水乙醇50mL于100mL烧瓶中,氮气保护下回流12h。反应后蒸干溶剂,固体用乙酸乙酯重结晶得产品。1-芘基苯并咪唑1h黄褐色固体,m.p.219-220℃,产率60.1%。1.