專利名稱：N-烷基取代的咔唑衍生物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種咔唑的衍生物，尤其是涉及N-烷基取代的咔唑衍生物。本 發(fā)明還涉及該味唑衍生物的制備方法。
背景技術(shù)：
味唑是染料、香料、醫(yī)藥等產(chǎn)品的中間體，咔唑及其衍生物是一類雜環(huán)芳 香化合物，有些味唑衍生物還是很好的有機(jī)光導(dǎo)材料。有很多的其他咔唑衍生 物和同系物正在開(kāi)發(fā)中，主要用于合成新型農(nóng)藥和醫(yī)藥，如醫(yī)藥和農(nóng)藥中間體 1，2， 3，9-四氫-9-甲基-4-氧代味哇、四氫味哇、農(nóng)藥中間體1，2，3，6-四硝基味 唑、醫(yī)藥中間體9-味唑乙酸、農(nóng)藥和光電材料中間體3，6-二溴咔唑等。
N-烷基取代的咔唑衍生物作為精細(xì)化學(xué)品的中間體，在偶氮染料、光電照 相材料、醫(yī)藥、橡膠制劑等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。N-甲基咔唑主要用于獸藥和 飼料卡巴氧的合成，卡巴氧是抗菌藥，能使生豬增重，提高飼料轉(zhuǎn)化率；4-羥 基味唑是重要的降血壓治療藥物卡維地洛的起始原料；N-乙基味唑是合成染料 硫化還原蘭GNX及顏料永固紫RL的中間體，永固紫RL是一種具有二嗪結(jié)構(gòu)的 高級(jí)紫色有機(jī)顏料，是目前公認(rèn)的最優(yōu)質(zhì)紫色顏料，廣泛用于塑料、涂料、印 花、色漿、油墨及皮革的著色劑。以N-烷基取代的味唑衍生物作為單體的聚合 物具有卓越的導(dǎo)熱、導(dǎo)電、離子交換和其他物理性能，由于其具有半導(dǎo)體和光 導(dǎo)性能，還可以作為電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物的原料使用。例如最早由N-乙烯基味唑聚 合得到的聚N-乙烯基味唑用作耐熱性高頻電絕緣材料，具有良好的耐熱性和化 學(xué)穩(wěn)定性，高軟化點(diǎn)、低介電損失和良好的光導(dǎo)能力，用于電子照相用的感光 體。
味唑本身就是一個(gè)共軛體系，它與鹵苯，鹵芐及芐鹵的取代物進(jìn)行N-垸基 化反應(yīng)，在N上引入苯基或苯甲基，又可以形成一個(gè)大的共軛體系。共軛體系 越大，則其作為光電材料的效果越好。當(dāng)在咔唑環(huán)上也引入鹵素元素時(shí)，它又具有藥理作用。故由其結(jié)構(gòu)可以推測(cè)出，咔唑的N-烷基取代衍生物具有藥理和 能作為光電材料的作用，對(duì)其進(jìn)行研究具有重大的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種N-烷基取代的咔唑衍生物。提供上述N-烷基取代 的咔唑衍生物的制備方法，是本發(fā)明的另一發(fā)明目的。
本發(fā)明提供的N-烷基取代的咔唑衍生物具有以下結(jié)構(gòu)通式(I):
(I)
其中，R表示氫、鹵素或C1 C3的烷基。
本發(fā)明N-烷基取代的咔唑衍生物的制備方法是以3，6-二溴咔唑?yàn)樵?，?br> 通式(n)表示的化合物為烷基化試劑，經(jīng)傅-克烷基化反應(yīng)制備通式(i)表示的
N-烷基取代的咔唑衍生物。
CH7X'
R
(II)
其中，R表示氫、鹵素或C1 C3的烷基； X表示鹵素。
本發(fā)明N-烷基取代的咔唑衍生物的具體制備方法是
將3, 6-二溴味哇溶解在K0H的DMF溶液中，攪拌下滴加通式(II)表示的化 合物的DMF溶液，于10 8(TC反應(yīng)4~18h，制備得到通式(I)表示的N-烷基取 代的味唑衍生物，化學(xué)反應(yīng)方程式如下
CH,X
Br、
Br
+ HX其中，3，6-二溴味唑通式(I)表示的N-烷基取代的味唑衍生物K0H的物 質(zhì)的量比為1 : 1~5 : 5~30。
具體地，本發(fā)明提供的N-烷基取代的咔唑衍生物可以是3,6-二溴-9-(4-溴 節(jié)基)-味唑、3，6-二溴-9-節(jié)基-味唑、3，6-二溴-9-(4-甲基節(jié)基)-味唑等，它 們的化學(xué)結(jié)構(gòu)式分別為
3,6-二溴-9-(4-溴節(jié)基)-味唑3, 6-二溴-9-節(jié)基-味唑 3, 6-二溴-9-(4-甲基節(jié)基)-味唑
可以應(yīng)用于醫(yī)藥、光電照相材料等領(lǐng)域。
其中，3，6-二溴-9-(4-溴節(jié)基)-味唑?yàn)榘咨槧罹w，熔點(diǎn)204 205。C， 不溶于水、冰醋酸，易溶于氯仿，加熱微溶于無(wú)水乙醇。3,6-二溴-9-節(jié)基-味 唑?yàn)榘咨槧罹w，熔點(diǎn)154~156°C，不溶于水，易溶于無(wú)水乙醇、氯仿和冰 醋酸。3，6-二溴-9- (4-甲基芐基)-咔唑?yàn)榘咨z狀晶體，熔點(diǎn)200 20rC， 不溶于水，易溶于無(wú)水乙醇、氯仿和冰醋酸。
本發(fā)明以3,6-二溴咔唑?yàn)橹饕?，?jīng)傅-克烷基化反應(yīng)制備出一系列的 N-烷基取代的咔唑衍生物，具有制備過(guò)程簡(jiǎn)單，收率高的特點(diǎn)，該衍生物系列 是農(nóng)藥、醫(yī)藥、光電材料的重要中間體。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
在裝有攪拌器的三口燒瓶中加入2. 0gKOH和15mL匿F,室溫?cái)嚢?0min,加 入0. 5g(1.5隱o1)3，6 二溴味唑,繼續(xù)攪拌40min。將0. 375g (1. 5mmo1)對(duì)溴溴 節(jié)溶解在8mL畫F中，攪拌下由恒壓漏斗緩慢加入到三口燒瓶中。滴完后，將反 應(yīng)混合物在室溫下反應(yīng)4h,倒入冷水中，生成大量的白色沉淀。將沉淀靜置過(guò) 濾，用冷水洗滌數(shù)次，直至PH呈中性，抽濾得到白色粉末狀粗產(chǎn)品。在粗產(chǎn)品中加入氯仿和乙醇，攪拌并加熱至固體全部溶解，自然冷卻后析出晶體，減壓
抽濾，干燥，得到3,6-二溴-9- (4-溴芐基)-咔唑白色針狀晶體0.50g,收率 66. 3%。
將產(chǎn)物以KBr壓片，釆用Analec傅立葉紅外光譜儀進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，并與3， 6-二溴-9- (4-溴節(jié)基)-味唑的標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行比對(duì)，分析結(jié)果如下
840cm-'處的吸收是C-N鍵的伸縮振動(dòng)；1440. 08cm-:處的吸收峰是亞甲基-012 的特征吸收譜帶。3100cnf1 3000cnf'之間的三個(gè)特征吸收帶是苯環(huán)的C-H鍵伸 縮振動(dòng)v,; 1600cnf1、 1471. 59cn^和1450cnf1的三個(gè)特征吸收帶是苯環(huán)的骨架 振動(dòng)v^; 806. 19cm—'及750. 26cm—1處的強(qiáng)吸收峰是苯環(huán)的C-H鍵面外彎曲振動(dòng) 5=c ; 840cnf1處的吸收峰證明在苯環(huán)上有對(duì)位二元取代。570cnT1、 510.09 cm—1 處的吸收帶表明有C-Br鍵的伸縮振動(dòng)。1350. 65cm-工和1320. Olcm-工是叔芳胺的 C-N鍵伸縮振動(dòng)吸收vCN; 1640cm—\ 1485. 09，_1和1442. 30cm—'是咔唑基中苯環(huán) 的特征吸收帶；806. 19cm-工和750. 26cm-1同樣也是咔唑基中芳環(huán)的C-H鍵面外彎 曲振動(dòng)。
以上分析證實(shí)，得到的產(chǎn)物的確是3，6-二溴-9- (4-溴芐基)-咔唑。 實(shí)施例2
在裝有攪拌器的三口燒瓶中加入2. OgKOH和15mL腿F，室溫?cái)嚢?0min，加 入0. 5g(1. 5隱o1) 3, 6 二溴味唑，繼續(xù)攪拌40min。將0. 375g (1. 5mmo1)對(duì)溴溴 節(jié)溶解在8mLDMF中，攪拌下由恒壓漏斗緩慢加入到三口燒瓶中。滴完后，將反 應(yīng)混合物在4(TC下反應(yīng)6h,倒入冷水中，生成大量的白色沉淀。將沉淀靜置過(guò) 濾，用冷水洗滌數(shù)次，直至PH呈中性，抽濾得到白色粉末狀粗產(chǎn)品。在粗產(chǎn)品 中加入氯仿和乙醇，攪拌并加熱至固體全部溶解，自然冷卻后析出晶體，減壓 抽濾，干燥，得到3，6-二溴-9- (4-溴芐基)-咔唑白色針狀晶體0.57g,收率 75. 2%。
實(shí)施例3在裝有攪拌器的三口燒瓶中加入2.0gKOH和15mLDMF,室溫?cái)嚢?0min,加 入0. 5g(1. 5mmo1)3, 6 二溴味唑，繼續(xù)攪拌4Qmin。將0. 375g (1. 5mmo1)對(duì)溴溴 節(jié)溶解在8mLDMF中，攪拌下由恒壓漏斗緩慢加入到三口燒瓶中。滴完后，將反 應(yīng)混合物在室溫下反應(yīng)16h，倒入冷水中，生成大量的白色沉淀。將沉淀靜置過(guò) 濾，用冷水洗滌數(shù)次，直至pH呈中性，抽濾得到白色粉末狀粗產(chǎn)品。在粗產(chǎn)品 中加入氯仿和乙醇，攪拌并加熱至固體全部溶解，自然冷卻后析出晶體，減壓 抽濾，干燥，得到3,6-二溴-9- (4-溴芐基)-咔唑白色針狀晶體0.64g,收率 84. 4%。
實(shí)施例4
在裝有攪拌器的三口燒瓶中加入2. OgKOH和16mLDMF,室溫?cái)嚢?0min，加 入O. 5g(1.5匪o1)3, 6二溴味唑，繼續(xù)攪拌40min。將0. 19g (1. 5mmo1)氯節(jié)溶解 在18mL固F中，攪拌下由恒壓漏斗緩慢加入到三口燒瓶中。滴完后，將反應(yīng)混 合物在室溫下反應(yīng)4h,倒入冷水中，生成大量白色沉淀。將沉淀靜置過(guò)濾，用 冷水洗滌數(shù)次，直至PH呈中性，抽濾得到白色粉末狀粗產(chǎn)品。在粗產(chǎn)品中加入 氯仿和乙醇，攪拌并加熱至固體全部溶解，自然冷卻后析出晶體，減壓抽濾并 干燥，得到3， 6-二溴-9-芐基-咔唑白色針狀晶體0. 27g，收率42. 5%。
將產(chǎn)物以KBr壓片，釆用Analec傅立葉紅外光譜儀進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，并與3， 6-
二溴_9-芐基-咔唑的標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行比對(duì)，分析結(jié)果如下
2920cm—工處的吸收帶是亞甲基-CH2中C-H鍵的不對(duì)稱伸縮振動(dòng)；l471. Mcirf1 處的吸收帶是亞甲基-CH2中C-H鍵的對(duì)稱伸縮振動(dòng)；1471.59cm—'處的吸收帶是 亞甲基-012的特征吸收帶，表明亞甲基的存在。3100cm—^ 3000cm—工之間的三個(gè) 吸收帶是苯環(huán)的C-H鍵伸縮振動(dòng)v 1590. OlccT1、 1500cnr1、 1431.08 cnf1三 個(gè)吸收帶是苯環(huán)的特征吸收帶；752. 18cm-〗及725. 26cm—i是苯環(huán)的C-H鍵面外彎 曲振動(dòng)，表明苯環(huán)的存在。1300cm—1和1320cm—i是叔芳胺的C-N鍵伸縮振動(dòng)吸收 vCN; 1640cm—\ 1495. 09cm—》1452. 30cm-'是味喳基苯環(huán)的特征吸收帶;796. 55cm_1
7和720. 12cm-i同樣也是味唑基中芳環(huán)的C-H鍵面外彎曲振動(dòng)，表明味哇基的存 在。560 cm—工尖而強(qiáng)的吸收峰表明在味唑環(huán)上引入了溴原子。
以上分析證實(shí)，得到的產(chǎn)物的確是3，6-二溴-9-節(jié)基-味唑。
實(shí)施例5
在裝有攪拌器的三口燒瓶中加入2. 0gKOH和16mLDMF,室溫?cái)嚢?0min,加 入O. 5g(1. 5mmol)3，6二溴味唑，繼續(xù)攪拌4Gmin。將0. 19g (1. 5隱o1)對(duì)溴溴節(jié) 溶解在18mLDMF中，攪拌下由恒壓漏斗緩慢加入到三口燒瓶中。滴完后，將反 應(yīng)混合物在4(TC下反應(yīng)10h,倒入冷水中，生成大量的白色沉淀。將沉淀靜置 過(guò)濾，用冷水洗滌數(shù)次，直至pH呈中性，抽濾得到白色粉末狀粗產(chǎn)品。在粗產(chǎn) 品中加入氯仿和乙醇，攪拌并加熱至固體全部溶解，自然冷卻后析出晶體，減 壓抽濾，干燥，得到3，6-二溴-9-節(jié)基-味唑白色針狀晶體O. 50g，收率78. 4%。
實(shí)施例6
在裝有攪拌器的三口燒瓶中加入2. GgKOH和16mLDMF,室溫?cái)嚢?0min,加 入0. 5g(1. 5mmo1) 3, 6 二溴味唑，繼續(xù)攪拌40min。將0. 19g (1. 5mmo1)對(duì)溴溴^ 溶解在18mLDMF中，攪拌下由恒壓漏斗緩慢加入到三口燒瓶中。滴完后，將反 應(yīng)混合物在3(TC下反應(yīng)8h，倒入冷水中，生成大量的白色沉淀。將沉淀靜置過(guò) 濾，用冷水洗滌數(shù)次，直至PH呈中性，抽濾得到白色粉末狀粗產(chǎn)品。在粗產(chǎn)品 中加入氯仿和乙醇，攪拌并加熱至固體全部溶解，自然冷卻后析出晶體，減壓 抽濾，干燥，得到3，6-二溴-9-芐基-咔唑白色針狀晶體O. 51g，收率80. 4%。
實(shí)施例7
在裝有攪拌器的三口燒瓶中加入2. 0gKOH和15mLDMF,室溫?cái)嚢?0min,加 入0. 5g(1. 5mmo1) 3， 6 二溴味唑，繼續(xù)攪拌2Qmin。將0. 324g (1. 5mmo1)對(duì)甲基 氯節(jié)溶解在5mLDMF中，攪拌下由恒壓漏斗緩慢加入到三口燒瓶中。滴完后，將 反應(yīng)混合物在室溫下反應(yīng)4h,倒入冷水中，生成白色牛奶狀物，靜置過(guò)夜，減 壓抽濾，用冷水洗滌數(shù)次，直至pH呈中性，抽濾得到白色粉末狀粗產(chǎn)品。將粗產(chǎn)品先用乙醇洗滌，再升溫下緩慢加入三氯甲烷并攪拌至固體全部溶解，自然
冷卻，析出白色絮狀物，減壓抽濾，得到3,6-二溴-9- (4-甲基芐基)-咔唑白 色晶體O. 32g，收率49. 2%。
將產(chǎn)物以KBr壓片，釆用Analec傅立葉紅外光譜儀進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，并與3， 6-二溴-9- (4-甲基節(jié)基)-咔唑的標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行比對(duì)，分析結(jié)果如下
1471. 59cm—i處的強(qiáng)吸收峰是亞甲基-CH廠的剪式振動(dòng)，是亞甲基-012的特征 吸收帶，證明有亞甲基存在；2960cm—工及U870cri^處出現(xiàn)吸收帶，是C-H鍵的 不對(duì)稱伸縮振動(dòng)，是甲基比較典型的吸收帶，1380cm-i~ 1360cm-工處出現(xiàn)C-H鍵 的彎曲振動(dòng)，表明有甲基存在；3000cm—L 2800cm—'之間的三個(gè)吸收峰是C-H伸 縮振動(dòng)，證明分子中同時(shí)存在CH3和CH2。 1445.51cm—\ 1500cm—\ 1600cm—'附近 出現(xiàn)的三個(gè)吸收峰是芳環(huán)骨架振動(dòng)，1500cm—i處的峰強(qiáng)度大于1600cr^處的峰強(qiáng) 度，且3030cm-工處有吸收峰，1020cm-\ 1200cm-1出現(xiàn)吸收峰，這些都確定有苯 環(huán)存在。788. 38cm—、 808. 12cm—1處有吸收峰，表明苯環(huán)上是對(duì)位二元取代。700 cm—L 750cm—之間的三個(gè)吸收峰是苯環(huán)上C-H面外彎曲振動(dòng)5 ,，也可是咔唑基 上C-H鍵面外彎曲振動(dòng)5 =CH，表明味唑基的存在。1320cnf1， 1360cm—'處的兩個(gè) 吸收峰是叔芳胺的C-N鍵伸縮振動(dòng)吸收VcN。 570cm-工處的強(qiáng)吸收峰是C-Br的特 征吸收帶。
以上分析證實(shí)，得到的產(chǎn)物的確是3，6-二溴-9- (4-甲基節(jié)基)-咔唑。 實(shí)施例8
在裝有攪拌器的三口燒瓶中加入2. 0gKOH和15mLDMF，室溫?cái)嚢?min，加 入0. 5g(1. 5mmo1) 3, 6 二溴味唑，繼續(xù)攪拌20min。將0. 324g (1. 5mmo1)對(duì)甲基 氯節(jié)溶解在5mLDMF中，攪拌下由恒壓漏斗緩慢加入到三口燒瓶中。滴完后，將 反應(yīng)混合物在4(TC下反應(yīng)12h,停止反應(yīng)，將反應(yīng)液倒入冷水中，生成白色牛 奶狀物，靜置過(guò)夜，減壓抽濾，用冷水洗滌數(shù)次，直至PH呈中性，抽濾得到白 色粉末狀粗產(chǎn)品。將粗產(chǎn)品先用乙醇洗滌，再升溫下緩慢加入三氯甲垸并攪拌至固體剛好全部溶解，自然冷卻，析出白色絮狀物，減壓抽濾，得到3,6-二溴
-9- (4-甲基芐基)-咔唑白色晶體O. 55g,收率83.4%。 實(shí)施例9
在裝有攪拌器的三口燒瓶中加入2. 0gKOH和15mLDMF，室溫?cái)嚢?0min,加 入0. 5g(1.5隨o1)3，6 二溴咔唑,繼續(xù)攪拌20min。將0. 324g (1. 5mmo1)對(duì)甲基 氯芐溶解在5mLDMF中，攪拌下由恒壓漏斗緩慢加入到三口燒瓶中。滴完后，將 反應(yīng)混合物在S0。C下反應(yīng)sh，倒入冷水中，生成白色牛奶狀物，靜置過(guò)夜，減 壓抽濾，用冷水洗滌數(shù)次，直至pH呈中性，抽濾得到白色粉末狀粗產(chǎn)品。將粗 產(chǎn)品先用乙醇洗滌，再升溫下緩慢加入三氯甲烷并攪拌至固體全部溶解，自然 冷卻，析出白色絮狀物，減壓抽濾，得到3，6-二溴-9- (4-甲基節(jié)基)-味唑白 色晶體O. 57g,收率86.5%。
權(quán)利要求
1、一種N-烷基取代的咔唑衍生物，具有以下結(jié)構(gòu)通式(I)其中，R表示氫、鹵素或C1～C3的烷基。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的N-烷基取代的咔唑衍生物，其特征是所述的N-烷基取代的咔唑衍生物是3，6-二溴-9-(4-溴芐基)-咔唑、3, 6-二溴-9-芐基-咔 哇、3, 6-二溴-9-(4-甲基節(jié)基)-味唑。
3、 權(quán)利要求1所述N-烷基取代的咔唑衍生物的制備方法，是以3，6-二溴 味唑?yàn)樵?，以通?II)表示的化合物為烷基化試劑，經(jīng)傅-克垸基化反應(yīng)制備 通式(I)表示的N-烷基取代的味唑衍生物。<formula>formula see original document page 2</formula>(II)其中，R表示氫、鹵素或C1 C3的烷基； X表示卣素。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的N-烷基取代的咔唑衍生物的制備方法，其特征是 將3, 6-二溴味哇溶解在KOH的DMF溶液中，攪拌下滴加通式(II)表示的化合物 的DMF溶液，于10 8(TC反應(yīng)4~18h，制備得到通式(I)表示的N-烷基取代的 味唑衍生物。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的N-烷基取代的味唑衍生物的制備方法，其特征是 3， 6-二溴味唑通式(I)表示的N-烷基取代的咔唑衍生物KOH的物質(zhì)的量比為 1 : 1 ~ 5 : 5 — 30。
全文摘要
一種由結(jié)構(gòu)通式(I)表示的N-烷基取代的咔唑衍生物，其中，R表示氫、鹵素或C1～C3的烷基。是以3，6-二溴咔唑?yàn)樵?，以通?II)表示的化合物為烷基化試劑，經(jīng)傅-克烷基化反應(yīng)制備得到。其中，R表示氫、鹵素或C1～C3的烷基；X表示鹵素。該衍生物可以應(yīng)用于醫(yī)藥、光電照相材料等領(lǐng)域，是農(nóng)藥、醫(yī)藥、光電材料的重要中間體。
文檔編號(hào)C07D209/88GK101531627SQ20091007411
公開(kāi)日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2009年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月8日
發(fā)明者崔建蘭, 梅 段, 王立敏, 門吉英 申請(qǐng)人:中北大學(xué)