2,3-二取代苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶类化合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种2,3‑二取代苯并咪唑并[1,2‑a]嘧啶类化合物及其制备方法和应用，所述化合物的结构式为

2,3- two substituted benzimidazo [1,2-a] pyrimidine compounds and their preparation methods and Applications

The invention discloses a 2,3 substituted two benzimidazo [1,2 pyrimidine a] pyrimidine compound and a preparation method and application thereof.

【技术实现步骤摘要】
2,3-二取代苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶类化合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种2,3-二取代苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶类化合物，以及一锅法合成该化合物的方法和该化合物在检测Fe3+中的应用。
技术介绍
铁是地壳中含量居于第二的金属元素，作为生物体中必不可少的微量元素，它参与氧的运输和贮存、细胞色素和多种金属酶的合成、具有增强机体免疫功能等非常重要的生理作用。虽然含量为之甚少却与维持生命活动和健康有着千丝万缕的联系。生物体内铁的含量相比正常水平或高或低时都会造成很多生理过程紊乱，继而引发某些疾病，例如贫血、肝脏和肾功能损害、心脏病以及糖尿病等。因此，如何及时有效监控和分析检测生物体内及环境中铁离子的含量具有非常重要的价值和现实意义。苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶类化合物是一种重要的有机合成结构，被广泛应用于药物分子和功能材料的合成中。目前，合成该类化合物的方法有缩合反应、环加成反应、串联环化反应等。相比于反应步骤较多，原料需要进一步合成、反应中间体纯化麻烦来说，多组分一锅法由于具有原料商品化无需制备、一锅法合成、无需中间体分离、简化反应操作等特点，在苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶类化合物的制备中扮演了十分重要的角色。近年来，利用不同反应来制备取代苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶类化合物的方法被相继建立和报道，主要包括：1、环加成反应2009年Algul等人以2-氨基苯并咪唑和二羰基化合物为原料，在PPA(多聚磷酸)作用下，以甲苯为溶剂回流1～2h，以不错的收率制备了2,4-二取代或2,3,4-三取代苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶类化合物(Cent.Eur.J.Chem.,2009,7,337.)。但此方法中二羰基化合物底物适用范围有限。2、串联环化反应2010年Majumder等人以炔、异腈、胺为底物，在Ti(NMe2)2(dpma)的催化下，在甲苯中110℃加热搅拌反应24～48h得到中间体后，再与苯甲脒盐酸盐在叔戊醇中150℃反应24h，最终得到2,3-取代和3,4-二取代苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶类化合物的混合物(Tetrahedron,2010,66,3152.)。该方法反应条件苛刻，产率较低。3、缩合反应2000年，Zaydi等人以2-氨基苯并咪唑和2-苯甲酰基-3-(二甲基氨基)丙烯腈在哌啶和乙醇作用下以中等收率得到2-芳基-3-氰基苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶类化合物(JournalofChemicalResearch,2000,173,13)。该方法原料需要进一步制备，产率不高。综上所述，现有文献报道合成多为常规的2,4-二取代苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶类化合物，且这些化合物的方法或多或少都存在这样或那样不足，或原料需要进一步合成，或底物适用范围有限或反应条件苛刻、步骤长等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种2,3-二取代苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶类化合物，并为该类化合物提供一种原料便宜易得、操作简便的制备方法，同时为该化合物提供一种新的用途。为实现上述目的，本专利技术所采用的2,3-二取代苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶类化合物的结构式如下所示：式中R代表苯基、C1～C4烷基取代苯基、C1～C4烷氧基取代苯基、卤代苯基、氰基取代苯基、噻吩基、萘基中的任意一种，优选R代表苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、3-甲氧基苯基、2-氯苯基、3-氯苯基、4-氯苯基、3-溴苯基、3-氰基苯基、噻吩基、萘基中的任意一种。上述2,3-二取代苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶类化合物的合成方法为：将2-氨基苯并咪唑、芳香醛、丙炔酸、铜类催化剂、碱性添加剂加入无水溶剂中，在惰性气体保护下60～120℃搅拌反应6～24小时，分液萃取，纯化，得到2,3-二取代苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶类化合物。上述制备方法中，优选2-氨基苯并咪唑与芳香醛、丙炔酸、铜类催化剂、碱性添加剂的摩尔为1:1～1.5:1～1.5:0.05～0.2:1～1.5，其中所述的芳香醛为R-CHO。上述的铜类催化剂优选氯化亚铜、溴化亚铜、碘化亚铜、氯化铜、溴化铜、醋酸铜、三氟甲磺酸铜、乙酰丙酮铜中的任意一种。上述的碱性添加剂优选碳酸铯、碳酸钾、氢氧化钾、磷酸钾、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯、三乙胺中的任意一种。上述的无水溶剂优选无水甲苯、无水乙腈、无水乙醇、无水二甲亚砜、无水N,N-二甲基甲酰胺、无水四氢呋喃中的任意一种。本专利技术2,3-二取代苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶类化合物在荧光检测Fe3+中的用途，具体检测方法为：将2,3-二取代苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶类化合物加入四氢呋喃中，配制成浓度为8×10-5mol/L的四氢呋喃溶液，然后加入金属离子溶液，采用荧光光谱仪检测体系的荧光强度，根据荧光强度的变化即可选择性识别检测Fe3+。本专利技术以芳香醛、2-氨基苯并咪唑、丙炔酸为底物，加入铜类催化剂、碱性添加剂和无水溶剂进行一锅法反应合成了一系列2,3-二取代苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶类化合物。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术化合物的合成原料商品化，便宜易得；一锅法合成，无需分离中间体，简化操作；底物适用范围较广，可以应用于带有不同芳香族取代基2,3-二取代苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶类化合物的合成。2、本专利技术化合物具有荧光性能，可用于选择性荧光检测低浓度Fe3+。附图说明图1是实施例1、2、3、7、10合成的化合物在二甲亚砜中的紫外吸收曲线。图2是实施例1合成的化合物选择性检测不同阳离子的荧光强度柱状图。图3是实施例1合成的化合物在各种金属离子存在下对Fe3+响应的荧光强度柱状图。图4是实施例1合成的化合物对Fe3+响应在不同阴离子影响下的荧光强度柱状图。图5是实施例1合成的化合物随着Fe3+浓度增加荧光强度的变化。图6是实施例1合成的化合物随着Fe3+浓度增加荧光强度的变化线形图。图7是实施例1、2、3、7、10合成的不同取代基化合物对Fe3+响应的荧光强度柱状图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术的保护范围不仅限于这些实施例。实施例1将2-氨基苯并咪唑(133mg，1mmol)、碘化亚铜(19mg，0.1mmol)、碳酸钾(165mg，1.2mmol)置于密封管中，并在氩气气氛下向密封管中加入无水二甲亚砜(4mL)、苯甲醛(0.21mL，2.1mmol)、丙炔酸(74μL，1.2mmol)，在110℃下搅拌反应12小时，冷却至室温，加入二氯甲烷稀释，依次用蒸馏水、饱和氯化铵水溶液、饱和食盐水洗涤，反萃合并有机相，用无水硫酸钠干燥，浓缩，柱层析分离(淋洗剂是：石油醚与乙酸乙酯体积比为2:1混合液中加入混合液体积1％的三乙胺)，得到2-苯基-3-苄基苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶217mg，产率65％，反应方程式如下：所得产物的表征数据为：1HNMR(400MHz,CDCl3)δ8.35(s,1H),8.00(d,J＝8.0Hz,1H),7.76(d,J＝8.0Hz,1H),7.61(d,J＝5.6Hz,2H),7.54(t,J＝7.4Hz,1H),7.46-7.44(m,3H),7.34(t,J＝7.6Hz,1H),7.32-7.22(m,3H),7.06(d,J＝7.2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种2,3‑二取代苯并咪唑并[1,2‑a]嘧啶类化合物，其特征在于该化合物的结构式如下所示：

【技术特征摘要】
1.一种2,3-二取代苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶类化合物，其特征在于该化合物的结构式如下所示：式中R代表苯基、C1～C4烷基取代苯基、C1～C4烷氧基取代苯基、卤代苯基、氰基取代苯基、噻吩基、萘基中的任意一种。2.根据权利要求1所述的2,3-二取代苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶类化合物，其特征在于：所述的R代表苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、3-甲氧基苯基、2-氯苯基、3-氯苯基、4-氯苯基、3-溴苯基、3-氰基苯基、噻吩基、萘基中的任意一种。3.一种权利要求1所述的2,3-二取代苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶类化合物的合成方法，其特征在于：将2-氨基苯并咪唑、芳香醛、丙炔酸、铜类催化剂、碱性添加剂加入无水溶剂中，在惰性气体保护下60～120℃搅拌反应6～24小时，分液萃取，纯化，得到2,3-二取代苯并咪唑并[1,2-a]嘧啶类化合物；上述2-氨基苯并咪唑与芳香醛、丙炔酸、铜类催化剂、碱性添加...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琦，雒欢，吴佳荣，柴永海，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61