CN111057010B - 一种铜催化合成苯并咪唑类化合物的方法 - Google Patents

一种铜催化合成苯并咪唑类化合物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种铜催化合成苯并咪唑类化合物的方法，该方法为：将邻苯二胺、苯甲醇或取代苯甲醇溶于有机溶剂中，并加入铜催化剂，之后在室温下反应3‑6小时，经分离纯化即得到苯并咪唑类化合物。与现有技术相比，本发明合成工艺简单绿色，具有优良的选择性和较高产率，且具有广泛的底物范围，在药物合成、天然产物等的合成中有很大的应用潜力。

Description

一种铜催化合成苯并咪唑类化合物的方法
技术领域
本发明属于合成化学技术领域，涉及一种铜催化合成苯并咪唑类化合物的方法。
背景技术
苯并咪唑及其衍生物是天然药物、农药和抗病毒药物的重要结构单元，它们的合成一直是化学工作者的研究热点。
苯并咪唑及其衍生物的传统合成方法有两种：一是通过羧酸衍生物与邻苯二胺关环反应实现，该方法通常需要在高温高压及强酸催化剂条件下才能完成，并采用微波辅助对反应进行促进；二是先制备苯并咪唑的亚胺中间体，再经氧化环化反应实现，该方法常需使用金属氧化剂。
随着绿色合成化学和原子经济的发展，如何更加高效地实现苯并咪唑及其衍生物的合成已引起人们的广泛重视。因此，利用简单原料，开发出简单、高效、绿色地合成苯并咪唑及其衍生物的方法，具有非常重要的研究意义。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种铜催化合成苯并咪唑类化合物的方法，具有广泛的底物范围，在药物合成、天然产物等的合成中有很大的应用潜力。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种铜催化合成苯并咪唑类化合物的方法，该方法为：将邻苯二胺、苯甲醇或取代苯甲醇溶于有机溶剂中，并加入铜催化剂，之后在室温下反应3-6小时，经分离纯化即得到所述的苯并咪唑类化合物。
进一步地，所述的取代苯甲醇包括4-甲基苯甲醇、4-甲氧基苯甲醇、4-氯苯甲醇、4-氟苯甲醇、4-硝基苯甲醇、3-硝基苯甲醇或2-羟基苯甲醇中的一种。
进一步地，所述的有机溶剂包括二甲亚砜(DMSO)或N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的一种。
进一步地，所述的铜催化剂包括CuSO4、Cu(NO3)2或Cu(acac)2中的一种。
进一步地，所述的邻苯二胺、苯甲醇或取代苯甲醇、铜催化剂的摩尔比为1.0:(1.0-1.2):(0.01-0.03)。
进一步地，所述的邻苯二胺、苯甲醇或取代苯甲醇、铜催化剂的摩尔比为1.0:(1.0-1.2):0.02。
进一步地，每1mL有机溶剂中加入0.04-0.06mmol邻苯二胺。
进一步地，每1mL有机溶剂中加入0.05mmol邻苯二胺。
进一步地，所述的分离纯化过程为：反应结束后浓缩反应液，再进行柱层析分离。
本发明在铜催化剂存在的条件下，将邻苯二胺、苯甲醇或含取代基的苯甲醇溶于有机溶剂中，室温敞口反应3-6小时，分离纯化后即得苯并咪唑或苯并咪唑衍生物。本发明合成工艺简单绿色，具有优良的选择性和较高产率，且具有广泛的底物范围，在药物合成、天然产物等的合成中有很大的应用潜力。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)本发明中合成方法简单绿色，使用廉价易得原料邻苯二胺和苯甲醇类化合物。
2)本发明中反应条件温和，在室温敞口反应就可高产率得到相应产物。
3)本发明使用廉价且性质稳定二价铜盐催化剂，催化效果好。
4)本发明具有很好的底物普适性，从而更好地便于应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1：
Figure BDA0002260998820000021
在反应管中依次加入邻苯二胺(1.0mmol)、苯甲醇(1.0mmol)、CuSO4(0.02mmol)、再加入溶剂DMSO 2mL，室温敞口反应5小时，反应结束后浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为92％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ8.07-8.05(m,2H),7.66-7.50(m,2H),7.48-7.47(m,3H),7.29-7.26(m,2H)。HRMS理论值C13H10N2(M)+：194.0844,实际测量值：194.0846。
实施例2：
Figure BDA0002260998820000031
在反应管中依次加入邻苯二胺(1.0mmol)、4-甲基苯甲醇(1.2mmol)、Cu(NO3)2(0.02mmol)、再加入溶剂DMSO 2mL，室温敞口反应6小时，反应结束后浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为96％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ12.82(s,1H),8.08-8.06(d,2H),7.65-7.63(m,1H),7.52-7.50(d,1H),7.38-7.32(dd,2H),7.22-7.16(m,2H),2.39(s,3H)。HRMS理论值C14H12N2(M)+：208.1000,实际测量值：207.9997。
实施例3：
Figure BDA0002260998820000032
在反应管中依次加入邻苯二胺(1.0mmol)、4-甲氧基苯甲醇(1.2mmol)、Cu(acac)2(0.02mmol)、再加入溶剂DMF 2mL，室温敞口反应3小时，反应结束后浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为91％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ3.84(s,3H),7.10-7.13(m,2H),7.16-7.18(m,2H),7.57(b,2H),8.11-8.14(b,2H),12.74(s,1H)。HRMS理论值C14H12N2O2(M)+：224.0950,实际测量值：224.0955。
实施例4：
Figure BDA0002260998820000033
在反应管中依次加入邻苯二胺(1.0mmol)、4-氯苯甲醇(1.2mmol)、Cu(acac)2(0.02mmol)、再加入溶剂DMSO 2mL，室温敞口反应6小时，反应结束后浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为96％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ12.93(s,1H),8.17-8.12(dd,2H),7.63-7.48(m,4H),7.21-7.13(m,2H)。HRMS理论值C13H9ClN2(M)+：228.0454,实际测量值：228.0456。
实施例5：
Figure BDA0002260998820000041
在反应管中依次加入邻苯二胺(1.0mmol)、4-氟苯甲醇(1.2mmol)、Cu(acac)2(0.02mmol)、再加入溶剂DMSO 2mL，室温敞口反应6小时，反应结束后浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为95％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ8.25-8.21(m,2H),7.67-7.66(m,1H),7.54-7.53(m,1H),7.43-7.41(m,2H),7.39-7.20(m,2H)。HRMS理论值C13H9FN2(M)+：212.0750,实际测量值：212.0753。
实施例6：
Figure BDA0002260998820000042
在反应管中依次加入邻苯二胺(1.0mmol)、4-硝基苯甲醇(1.2mmol)、Cu(acac)2(0.02mmol)、再加入溶剂DMSO 2mL，室温敞口反应6小时，反应结束后浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为90％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ13.34(s,1H),8.47-8.37(m,4H),7.75-7.61(m,1H),7.59-7.30(m,1H),7.28-7.23(m,2H)。HRMS理论值C13H9N3O2(M)+：239.0695,实际测量值：239.0699。
实施例7：
Figure BDA0002260998820000043
在反应管中依次加入邻苯二胺(1.0mmol)、3-硝基苯甲醇(1.2mmol)、Cu(acac)2(0.02mmol)、再加入溶剂DMSO 2mL，室温敞口反应6小时，反应结束后浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为91％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ13.29(s,1H),9.02-9.01(m,1H),8.95-8.8.60(d,1H),8.35-8.32(m,1H),7.88-7.71(m,1H),7.60-7.58(m,1H),7.30-7.28(d,1H),7.27-7.23(m,2H)。HRMS理论值C13H9N3O2(M)+：239.0695,实际测量值：239.0698。
实施例8：
Figure BDA0002260998820000044
在反应管中依次加入邻苯二胺(1.0mmol)、2-羟基苯甲醇(1.2mmol)、Cu(acac)2(0.02mmol)、再加入溶剂DMSO 2mL，室温敞口反应6小时，反应结束后浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为95％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ13.21(s,1H),13.17(s,1H),8.07-8.05(m,1H),7.74-7.60(m,1H),7.41-7.31(m,1H),7.29-7.25(m,1H),7.06-7.04(m,2H),7.03-7.01(m,2H)。HRMS理论值C13H10N2O(M)+：210.0793,实际测量值：210.0796。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种铜催化合成苯并咪唑类化合物的方法，其特征在于，该方法为：将邻苯二胺、苯甲醇或取代苯甲醇溶于有机溶剂中，并加入铜催化剂，之后在室温下反应3-6小时，经分离纯化即得到所述的苯并咪唑类化合物；
所述的取代苯甲醇选自4-甲基苯甲醇、4-甲氧基苯甲醇、4-氯苯甲醇、4-氟苯甲醇、4-硝基苯甲醇、3-硝基苯甲醇或2-羟基苯甲醇中的一种；
所述的有机溶剂选自二甲亚砜或N,N-二甲基甲酰胺中的一种；
所述的铜催化剂选自CuSO4、Cu(NO3)2或Cu(acac)2中的一种；
所述的邻苯二胺、苯甲醇或取代苯甲醇、铜催化剂的摩尔比为1.0:(1.0-1.2):(0.01-0.03)。
2.根据权利要求1所述的一种铜催化合成苯并咪唑类化合物的方法，其特征在于，所述的邻苯二胺、苯甲醇或取代苯甲醇、铜催化剂的摩尔比为1.0:(1.0-1.2):0.02。
3.根据权利要求1所述的一种铜催化合成苯并咪唑类化合物的方法，其特征在于，每1mL有机溶剂中加入0.04-0.06mmol邻苯二胺。
4.根据权利要求3所述的一种铜催化合成苯并咪唑类化合物的方法，其特征在于，每1mL有机溶剂中加入0.05mmol邻苯二胺。
5.根据权利要求1所述的一种铜催化合成苯并咪唑类化合物的方法，其特征在于，所述的分离纯化过程为：反应结束后浓缩反应液，再进行柱层析分离。
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