CN104030968B - 一种制备n-羧甲基咔唑的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制备N-羧甲基咔唑的方法,通过直接将入咔唑、氯乙酸钾,N,N-二甲基甲酰胺三者混合后加热并在加热中将pH值调节至8-9,后将反应液冷却并调节至强酸性,后将溶液加入水中获得产物;本发明以咔唑和氯乙酸钾为原料,一步合成得到产品,反应时间短,反应过程简单,易于操作,且原料转化率非常高,得到产品的产率达到95%以上,这种新的设计思路为N-羧甲基咔唑的合成提供了更多的应用空间。
Description
技术领域
本发明属于化学合成领域,具涉及一种制备N-羧甲基咔唑的方法。
背景技术
咔唑及其衍生物广泛地存在于煤、石油、碳黑和柴油尾气等物质中,在城市的尘埃中普遍含有这种物质。这些化合物作为二给体,易与π受体形成特殊性能的电荷转移配合物,作为一类新型光电材料,近年来引起人们的重视。
咔唑及其衍生物分子是一类重要的有机电致发光功能材料,N-给电子基咔唑衍生物可作为OLED材料空穴传输层,而N-吸电子基咔唑衍生物则可应用于OLED材料空穴阻挡层材料。因此研究N-取代的咔唑衍生物具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的缺点,提供一种制备N-羧甲基咔唑的方法,具有反应时间短,合成步骤简单,反应过程操作简便,后处理简单,产物产率高的优点。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:包括以下步骤:
1)向器皿中以摩尔比1:(1~1.3):(10-15)的比例加入咔唑、氯乙酸钾,N,N-二甲基甲酰胺;
2)加热烧瓶,并调节pH值至8-9,加热至25℃-80℃后搅拌,同时伴随反应监测;
3)经监测到反应结束后将烧瓶冷却至室温,后将烧瓶中的溶液pH值调节至2~3;
4)将步骤3)获得的溶液倒入水中,待白色固体析出后对其进行抽滤,冲洗后干燥;
5)将干燥后的产物进行重结晶,最终得到N-羧甲基咔唑。
所述的器皿为三口烧瓶。
所述的步骤2)调节pH值的方式为,向溶液中滴加三乙胺。
所述的步骤2)中搅拌时的溶液温度为60℃。
所述的步骤2)中的监测为TLC监测。
所述的TLC监测时使用的展开剂为乙酸乙酯和石油醚以体积比为1:3混合后的溶液。
所述的步骤3)中调节pH值的试剂为浓HCl,质量浓度为37.5%。
所述的步骤5)中进行重结晶时所用的溶剂为无水乙醇。
本发明具有以下的有益效果:相比较现有技术,本发明通过直接将入咔唑、氯乙酸钾,N,N-二甲基甲酰胺三者混合后加热并在加热中将pH值调节至8-9,后将反应液冷却并调节至强酸性,后将溶液加入水中获得产物;本发明以咔唑和氯乙酸钾为原料,一步合成得到产品,相比较原来经两步合成,大幅缩短了反应时间,且反应过程简单,易于操作,由于一步合成得到了产品从而原料转化率非常高,且产品的最高产率能够达到97%,这种新的设计思路为N-羧甲基咔唑的合成提供了更多的应用空间。
附图说明
图1是本发明制得的N-羧甲基咔唑的红外谱图;
具体实施方式
下面结合附图,对本发明作进一步详细说明。
一种制备N-羧甲基咔唑的方法:包括以下步骤:
1)向三口烧瓶中以摩尔比1:(1~1.3):(10-15)的比例加入咔唑、氯乙酸钾,N,N-二甲基甲酰胺;
2)加热烧瓶,并向溶液中滴加三乙胺调节pH值至8-9,加热至25℃-80℃,优选的60℃后搅拌,同时伴随TLC监测,且TLC监测时使用的展开剂为乙酸乙酯和石油醚以体积比为1:3混合后的溶液;
3)经监测到反应结束后将三口烧瓶冷却至室温,后滴加浓HCl将烧瓶中的溶液pH值调节至2~3;
4)将步骤3)获得的溶液倒入水中,待白色固体析出后对其进行抽滤,冲洗后干燥;
5)将干燥后的产物进行重结晶,且进行重结晶时所用的溶剂为无水乙醇,最终得到N-羧甲基咔唑。
本发明以咔唑、氯乙酸钾为原料,反应生成一种N-羧甲基咔唑,其反应方程式如式(1)所示。
本发明所制备N-羧甲基咔唑的结构式如式(2)所示:
下面将结合本发明较佳的实施例对本发明做进一步详细说明。
具体实施例
实施例1:
1)向干燥的250mL三口烧瓶中加入0.005mol咔唑,0.005mol氯乙酸钾,0.05molN,N-二甲基甲酰胺;
2)加热烧瓶,并向溶液中滴加三乙胺调节pH值至8,加热至25℃后搅拌,同时伴随TLC监测,且TLC监测时使用的展开剂为乙酸乙酯和石油醚以体积比为1:3混合后的溶液;
3)经监测到反应结束后将三口烧瓶冷却至室温,后滴加浓HCl将烧瓶中的溶液pH值调节至2;
4)将步骤3)获得的溶液倒入水中,待白色固体析出后对其进行抽滤,冲洗后干燥;
5)将干燥后的产物使用无水乙醇溶液进行重结晶,最终得到N-羧甲基咔唑。
经称量和计算得出产率为87%,m.p:184-186℃。
实施例2:
1)向250mL的三口烧瓶中加入0.006mol咔唑,0.0066mol氯乙酸钾,0.078molN,N-二甲基甲酰胺;
2)加热烧瓶,并向溶液中滴加三乙胺调节pH值至8.3,加热至40℃后搅拌,同时伴随TLC监测,且TLC监测时使用的展开剂为乙酸乙酯和石油醚以体积比为1:3混合后的溶液;
3)经监测到反应结束后将三口烧瓶冷却至室温,后滴加浓HCl将烧瓶中的溶液pH值调节至2.3;
4)将步骤3)获得的溶液倒入水中,待白色固体析出后对其进行抽滤,冲洗后干燥;
5)将干燥后的产物使用无水乙醇溶液进行重结晶,最终得到N-羧甲基咔唑。
经称量和计算得出产率为92%,m.p:184-186℃。
实施例3:
1)向250mL的三口烧瓶中加入0.006mol咔唑,0.0072mol氯乙酸钾,0.084molN,N-二甲基甲酰胺;
2)加热烧瓶,并向溶液中滴加三乙胺调节pH值至8.7,加热至60℃,同时伴随TLC监测,且TLC监测时使用的展开剂为乙酸乙酯和石油醚以体积比为1:3混合后的溶液;
3)经监测到反应结束后将三口烧瓶冷却至室温,后滴加浓HCl将烧瓶中的溶液pH值调节至2.8;
4)将步骤3)获得的溶液倒入水中,待白色固体析出后对其进行抽滤,冲洗后干燥;
5)将干燥后的产物使用无水乙醇溶液进行重结晶,最终得到N-羧甲基咔唑。
经称量和计算得出产率为97%,m.p:184-186℃。
实施例4:
1)向250mL的三口烧瓶中加入0.005mol咔唑,0.0065mol氯乙酸钾,0.0075molN,N-二甲基甲酰胺;
2)加热烧瓶,并向溶液中滴加三乙胺调节pH值至9,加热至80℃,同时伴随TLC监测,且TLC监测时使用的展开剂为乙酸乙酯和石油醚以体积比为1:3混合后的溶液;
3)经监测到反应结束后将三口烧瓶冷却至室温,后滴加浓HCl将烧瓶中的溶液pH值调节至3;
4)将步骤3)获得的溶液倒入水中,待白色固体析出后对其进行抽滤,冲洗后干燥;
5)将干燥后的产物使用无水乙醇溶液进行重结晶处理,最终得到N-羧甲基咔唑。
经称量和计算得出产率为97%,m.p:184-186℃。
图1是本发明制得的N-羧甲基咔唑的红外谱图,从图中可以看出3417.23cm-1为-OH的吸收峰,3049.97cm-1为不饱和C-H的吸收峰,2920.11cm-1、2850.44cm-1为不饱和C-H的吸收峰。1782.67cm-1为-COOH的吸收峰,1603.68cm-1,1451.32cm-1为苯环伸缩振动峰。由以上信息可以说明生成了N-羧甲基咔唑。
Claims (6)
1.一种制备N-羧甲基咔唑的方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)向器皿中以摩尔比1:(1~1.3):(10-15)的比例加入咔唑、氯乙酸钾,N,N-二甲基甲酰胺;
2)加热烧瓶,并调节pH值至8-9,加热至60℃-80℃后搅拌,同时伴随反应监测;监测为TLC监测;
3)经监测到反应结束后将烧瓶冷却至室温,后将烧瓶中的溶液pH值调节至2~3;
4)将步骤3)获得的溶液倒入水中,待白色固体析出后对其进行抽滤,冲洗后干燥;
5)将干燥后的产物进行重结晶,最终得到N-羧甲基咔唑;重结晶时所用的溶剂为无水乙醇。
2.根据权利要求1所述的一种制备N-羧甲基咔唑的方法,其特征在于:所述的器皿为三口烧瓶。
3.根据权利要求1所述的一种制备N-羧甲基咔唑的方法,其特征在于:所述的步骤2)调节pH值的方式为,向溶液中滴加三乙胺。
4.根据权利要求1所述的一种制备N-羧甲基咔唑的方法,其特征在于:所述的步骤2)中搅拌时的溶液温度为60℃。
5.根据权利要求1所述的一种制备N-羧甲基咔唑的方法,其特征在于:所述的TLC监测时使用的展开剂为乙酸乙酯和石油醚以体积比为1:3混合后的溶液。
6.根据权利要求1所述的一种制备N-羧甲基咔唑的方法,其特征在于:所述的步骤3)中调节pH值的试剂为浓HCl,质量浓度为37.5%。
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