CuI催化1－氨基苯并咪唑类化合物的合成

2014-10-12茹婷婷丁晓岩

吉林建筑大学学报 2014年5期

茹婷婷丁晓岩

(1:吉林建筑大学基础科学部，长春 130118;2:通化市东昌区江东乡中心小学，通化 134000)

0 引言

1－氨基苯并咪唑类化合物具有优异的生物活性和药理活性，因此在医药杂环化合物中具有广泛的应用价值［1］.如可作为利尿剂、抗高血压药、抗菌剂和肌肉松弛剂等.除此之外，该类化合物在农药［2］、光敏摄影材料、化工染料等方面也有广泛的应用价值.最常见的合成该类化合物的方法［3－4］是以邻硝基苯肼为反应原料，发生酰化、还原、酰化、环和四步反应后得到该类化合物，但此方法反应步骤多、原料不易得、产率较低，故需要发展一种经济而又高效的新合成方法.本文介绍了一种CuI催化邻卤芳酰胺类化合物和叔丁氧羰基肼发生芳基胺化反应后再环化合成1－氨基苯并咪唑类化合物的新方法.

1 实验部分

1.1 试剂和实验仪器

异丙醇(AR);二碳酸二叔丁酯(AR);二氯甲烷;无水硫酸钠;CuI;碳酸钾;

VARIAN UNITY－500MHz核磁共振仪(内标TMS，溶剂CDCl3);MAGNA—IR 560型红外光谱仪(KBr压片法);Agilient 1100 LCMsD型质谱仪;GSA－0.25型250ml高压反应釜;PE－2400自动元素分析仪;电天平;旋片式真空泵;三用紫外线分析仪;旋转蒸发仪;79－l型磁力加热搅拌器;高效薄层板;柱层析分离柱.

1.2 实验过程

图1 叔丁氧羰基肼的合成

1.2.1 叔丁氧羰基肼的合成(见图1)取一只250mL三颈烧瓶，干燥后加入40mL异丙醇，冰水浴冷却下加入水合肼(18.0g，30.0mmol)，搅拌下用恒压滴液漏斗加入二碳酸二叔丁酯(21.8g，0.1mol)和10mL异丙醇的混合液，全部滴加完毕后在室温下继续反应2h.反应完毕后将反应液减压浓缩得到白色固体.粗产物溶于二氯甲烷除去不溶的油状物，有机相用无水硫酸钠进行干燥，将无水硫酸钠过滤除去，减压蒸馏除去滤液，所得粗产物经石油醚重结晶后得到叔丁氧羰基肼1(11.2g)，计算其产率约为80%.

1.2.2 1－氨基苯并咪唑类化合物的合成(见图2)

图2 1－氨基苯并咪唑类化合物的合成

取一只50mL圆底烧瓶，向其中加入反应底物2a(0.5mmol)、叔丁氧羰基肼1(0.6mmol)、催化剂CuI(0.1mol)和碳酸钾(2.0mol)，以DMSO为反应溶剂，在氩气保护下反应，采用TCL监测反应直至反应底物消失，反应约需24h，在酸化条件下使所得粗产物环化，所得环化产物经柱层析分离提纯后得到1－氨基苯并咪唑类化合物3，计算其产率约为75%.

2 结果与讨论

2.1 不同的酸对环化反应的影响

由表1可知，当发生偶联反应之后，立即向反应体系中加入酸性试剂，可发生环化反应得到环化产物.但不同酸性物质对该反应有较大的影响.当采用三氟乙酸时，反应温度控制在50℃，得到环化产物的产量约为80%.而向反应体系中加入冰醋酸可以得到约90%的环化产物.加入浓盐酸或40%的硫酸后，该反应得到环化产物的产率较低.因此，最优化的反应条件是:控制反应温度为50℃，向反应体系中加入约2mL冰醋酸，该反应约10h反应完毕.

表1 不同的酸对环化反应的影响

表2 不同溶剂对反应的影响

2.2 不同溶剂对反应的影响

如表2所示，对所选溶剂进行了筛选，由于极性非质子性溶剂对反应物的溶解性较好，所以当选用二甲基亚砜和四氢呋喃为反应溶剂时，反应都能得到较高的产率，而当选用非极性溶剂二氧杂环己烷和甲苯时，由于对反应物的溶解性不强，导致了产率偏低.因此，本实验中采用了极性非质子性溶剂二甲基亚砜为反应溶剂.

2.3 表征与分析

叔丁氧羰基肼1的结构表征及谱图(见图3 和图 4):1H NMR(400MHz，CDCl3)∶δ6.07(s，1H)，3.98(s，2H)，1.37(s，9H);13C NMR(100MHz，CDCl3)δ151.62，78.31，28.65;ESI－ HRMS∶m/z［M+H］+calcd for C5H13N2O2∶133.089 8，found 133.089 4.

图3 叔丁氧羰基肼1的1H NMR谱图

图4 叔丁氧羰基肼1的13C NMR谱图

1－氨基苯并咪唑3的结构表征及谱图(见图5和图6):1H NMR(400MHz，DMSO):δ11.07(s，1H)，7.98(d，J=8.0Hz，1H)，7.37 － 7.49(m，3H)，1.44(s，9H);13CNMR(100MHz，CDCl3)153.62，140.69(q，J=38.0Hz)，137.78，134，69，126.60，124.51，120.99，117.24(q，J=269.90Hz)，109.69，83.69，27.65;ESIHRMS:m/z［M+H］+calcdforC13H15F3N3O2:302.103 8，found 302.104 6.