CN110078707A - 一种2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)-8-羟基喹啉的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及有机合成技术领域，为解决现有2‑(1H‑苯并[d]咪唑‑2‑基)‑8‑羟基喹啉的合成方法产率低、会产生对环境有害物质的问题，提供了一种2‑(1H‑苯并[d]咪唑‑2‑基)‑8‑羟基喹啉的合成方法，将8‑羟基喹啉‑2‑甲醛和邻苯二胺溶于溶剂中，加入分子筛，搅拌并加热反应，反应完全后冷却至室温，加入乙酸乙酯稀释；所得有机相经水洗、干燥、过滤旋蒸、洗涤后，得到2‑(1H‑苯并[d]咪唑‑2‑基)‑8‑羟基喹啉。本发明反应体系不会产生对环境有害的物质，绿色环保，产率更高，对材料科学和分子生物学研究领域及其工业化发展具有重要意义。

Description

一种2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)-8-羟基喹啉的合成方法
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)-8-羟基喹啉的合成方法。
背景技术
2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)-8-羟基喹啉(化合物1)是一类应用于材料化学领域中，被用作荧光化学计量器的化合物。由于其各类衍生物对汞离子的检测具有高灵敏度和高选择性的特点，使其成为了化学计量器研究方向的重要中间体。另外由于该化合物能与锌离子形成络合物，其在有机发光二极管(OLED)材料方面以及高灵敏度DNA探针研究领域都有潜在的应用前景。2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)-8-羟基喹啉的结构式如式1：
虽然应用前景广泛，但是2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)-8-羟基喹啉的合成方法却鲜有文献报道。仅有文献(Inorganica Chimica Acta2013，394，569-575)用2-甲基-8-羟基喹啉与邻苯二胺在连二亚硫酸钠的作用下反应24小时，以36％的收率得到该化合物(反应方法I)。该方法由于产率过低，且所用试剂连二亚硫酸钠容易在反应及后处理时产生二氧化硫等有毒气体，对环境有害，不易于工业生产。反应方法I如下所示：
发明内容
本发明为了克服现有2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)-8-羟基喹啉的合成方法产率低、会产生对环境有害物质的问题，提供了一种操作简单、绿色环保、产率高的2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)-8-羟基喹啉的合成方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)-8-羟基喹啉的合成方法，将8-羟基喹啉-2-甲醛和邻苯二胺溶于溶剂中，加入分子筛，搅拌并加热反应，反应完全后冷却至室温，加入乙酸乙酯稀释；所得有机相经水洗、干燥、过滤、旋蒸、洗涤后，得到2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)-8-羟基喹啉。
本发明按照以下反应方法II的化学方程式进行：
本发明以8-羟基喹啉-2-甲醛和邻苯二胺为原料，仅使用催化量的常规脱水用的分子筛，无需其它反应试剂即可达到良好的反应效果。该方法避免了现有技术中使用连二亚硫酸钠造成的环境污染问题，并且显著提高了产率。
作为优选，所得有机相用饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，然后过滤旋蒸，粗品经氯仿洗涤后得到2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)-8-羟基喹啉。
作为优选，加热反应的温度控制在90～110℃，加热反应时间控制在2～4小时。该温度范围内反应较为完全且副产物较少，当反应温度低于90℃，体系中会有较多原料反应不完全，转化率较低；当反应温度高于110℃，体系中会产生较多副产物。因此，必须严格控制反应温度，才能够得到较高的产品收率。
作为优选，所述分子筛的使用量控制在不多于8-羟基喹啉-2-甲醛质量的1/20。分子筛在本发明中的作用明显，可以有效促进8-羟基喹啉-2-甲醛和邻苯二胺的脱水缩合反应，使反应效率显著提高。虽然该方法即使不加分子筛也能得到产物，但是所需反应时间过长，且产率很低。加入相当于原料8-羟基喹啉-2-甲醛质量1/20的分子筛已足够使反应在较短的时间内完成，且收率较高，而过多的使用分子筛则造成不必要的浪费。
作为优选，所述溶剂选自二甲基亚砜，N，N-二甲基甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺中的一种。上述三种溶剂均可以完成该反应，但是本申请发明人曾使用N，N-二甲基甲酰胺作为溶剂，发现反应液的颜色很容易变深，形成较多副产物，使得纯化过程较为困难。而N，N-二甲基乙酰胺的性质与N，N-二甲基甲酰胺类似，所以优先选用二甲基亚砜。
因此，本发明具有如下有益效果：反应体系不会产生对环境有害的物质，绿色环保，产率更高(48.2～87.3％)，对材料科学和分子生物学研究领域及其工业化发展具有重要意义。
附图说明
图1是是实施例1制得的产物的核磁共振1H谱图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
在本发明中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
实施例1
参照反应方法II，按照以下步骤制备2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)-8-羟基喹啉
将8-羟基喹啉-2-甲醛(13.6g，78.6mmol)和邻苯二胺(8.5g，78.6mmol)溶于二甲基亚砜(63mL，经分子筛干燥)，然后加入分子筛(680mg)。反应液搅拌并加热至100℃反应3小时，冷却至室温，加入乙酸乙酯稀释。所得有机相用饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，再经过滤旋蒸后得到的粗品用氯仿洗涤，得到的黄色固体即为2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)-8-羟基喹啉(17.9g，产率：87.3％)。
该实施例所得产物的核磁共振1H谱图如图1所示：1H NMR(400MHz，DMSO-d6，ppm)：δ13.31(s，1H)，9.87(s，1H)，8.50(d，J＝8.4Hz，1H)，8.39(d，J＝8.8Hz，1H)，7.78(d，J＝8.0Hz，1H)，7.67(d，J＝8.0Hz，1H)，7.55-7.47(m，2H)，7.36-7.25(m，2H)，7.19(d，J＝7.2Hz，1H)。
实施例2
参照反应方法II，按照以下步骤制备2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)-8-羟基喹啉
将8-羟基喹啉-2-甲醛(1.73g，10mmol)和邻苯二胺(1.08g，10mmol)溶于二甲基亚砜(10mL，经分子筛干燥)，然后加入分子筛(87mg)。反应液搅拌并加热至90℃反应4小时，冷却至室温，加入乙酸乙酯稀释。所得有机相用饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，再经过滤旋蒸后得到的粗品用氯仿洗涤，得到的黄色固体即为2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)-8-羟基喹啉(1.26g，产率：48.2％)。
实施例3
参照反应方法II，按照以下步骤制备2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)-8-羟基喹啉
将8-羟基喹啉-2-甲醛(1.73g，10mmol)和邻苯二胺(1.08g，10mmol)溶于二甲基亚砜(10mL，经分子筛干燥)，然后加入分子筛(87mg)。反应液搅拌并加热至110℃反应2小时，冷却至室温，加入乙酸乙酯稀释。所得有机相用饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，再经过滤旋蒸后得到的粗品用氯仿洗涤，得到的黄色固体即为2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)-8-羟基喹啉(1.53g，产率：58.6％)。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于，加热反应的温度为80℃，反应时间为4小时，其余工艺完全相同。所得产物的产率为30.2％，且最终反应体系中会有较多原料反应不完全。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于，加热反应的温度为120℃，反应时间为2小时，其余工艺完全相同。所得产物的产率为38.9％，体系中产生多种副产物，且难以分离纯化。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (4)

1.一种2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)-8-羟基喹啉的合成方法，其特征在于，将8-羟基喹啉-2-甲醛和邻苯二胺溶于溶剂中，加入分子筛，搅拌并加热反应，反应完全后冷却至室温，加入乙酸乙酯稀释；所得有机相经水洗、干燥、过滤、旋蒸、洗涤后，得到2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)-8-羟基喹啉。
2.根据权利要求1所述的一种2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)-8-羟基喹啉的合成方法，其特征在于，加热反应的温度控制在90～110℃，加热反应时间控制在2～4小时。
3.根据权利要求1所述的一种2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)-8-羟基喹啉的合成方法，其特征在于，所述分子筛的使用量控制在不多于8-羟基喹啉-2-甲醛质量的1/20。
4.根据权利要求1所述的一种2-(1H-苯并[d]咪唑-2-基)-8-羟基喹啉的合成方法，其特征在于，所述溶剂选自二甲基亚砜，N，N-二甲基甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺中的一种。
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CN101558040A (zh) * 2006-12-14 2009-10-14 拜耳先灵医药股份有限公司 用作蛋白激酶抑制剂的二氢吡啶衍生物
KR20150140978A (ko) * 2014-06-09 2015-12-17 고려대학교 산학협력단 호기성 산화법을 이용한 벤즈이미다졸의 합성방법

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