一种苯并噁唑的芳基化方法技术

本发明专利技术涉及一种苯并噁唑的芳基化方法，包括以下步骤：惰性气体的保护下，将苯并噁唑、芳基/杂芳基对甲苯磺酸酯、催化剂氮杂环卡宾‑钯络合物、碱性物质、反应溶剂混合，在80～150℃反应12～24h得到反应液，然后反应液经后处理得到产物，即得到2‑芳基苯并噁唑。本发明专利技术公开的一种苯并噁唑的芳基化方法发展了新颖的催化体系，催化剂稳定、易得，能使稳定、价格低廉的芳基/杂芳基对甲苯磺酸酯参与反应，具有反应操作简单、成本低廉、产物收率和纯度高等诸多优点,具有良好的研究价值和工业应用产景。

Arylation of benzoxazole

The invention relates to an arylation method of benzoxazole, which comprises the following steps: under the protection of inert gas, benzoxazole, aryl/heteroaryl p-toluene sulfonate, catalyst azacyclic carbene palladium complex, alkaline substance and reaction solvent are mixed, and the reaction solution is obtained by reaction at 80-150 C for 12-24 hours, and then the reaction solution is passed through After treatment, the product was obtained, and the 2 aryl benzoxazole was obtained. The arylation method of benzoxazole disclosed in the invention develops a novel catalytic system. The catalyst is stable and easy to obtain. The stable and inexpensive aryl/heteroaryl p-toluenesulfonate can be involved in the reaction. It has many advantages, such as simple operation, low cost, high yield and purity of the product, and has good research price. Values and industrial applications.

【技术实现步骤摘要】
一种苯并噁唑的芳基化方法
本专利技术涉及一种苯并噁唑的芳基化方法，属于有机化学合成领域。
技术介绍
由于2-芳基苯并噁唑独特的生物和物理性质，其在合成上是一种重要的骨架。而且它们还是一些天然产物、具有药物活性分子和功能材料的重要骨架。因此，发展高效的方法，合成此类化合物，具有非常重要的现实意义。近年来，过渡金属催化杂环化合物的C-H键直接官能团化，由于步骤简洁、原料易得，引起了大家的广泛关注，并取得了长足的进展。毫无疑问地，过去几年中，通过C-H键直接官能团化合成2-芳基苯并噁唑也得到了一定的发展。公开报导中的芳基化试剂包括芳基卤代物、酚衍生物、芳基亚磺酸钠、芳基金属试剂等等。在这些芳基化试剂中，芳基磺酸酯是一类吸引化学工作者关注的、可行的芳基化试剂。例如，这类试剂能通过价廉、易得的酚和磺酰氯通过简洁的操作合成。另外，这类试剂相对于广泛使用的芳基三氟甲磺酸酯而言，合成上更容易操作，并且价格更加低廉。然而，芳基磺酸酯在合成中的活性较低，因此相对来说，需要更加苛刻的反应条件。在已知公开的文献中，无一例外都需要采用价格昂贵、不易获取、对空气敏感、富电子、大位阻的叔膦配体，才能使芳基磺酸酯成功应用于2-苯并噁唑的合成中。但是上述这些原因，导致在2-苯并噁唑的合成中存在反应操作不易的缺点，直接导致合成成本偏高，进而限制了其应用价值。基于以上原因，探索稳定、易得、高效的催化剂，以价格低廉、易操作的芳基磺酸酯为原料，合成2-芳基苯并噁唑，仍具有很大的研究发展空间，这也正是本专利技术得以完成的基础和动力所在。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服上述合成2-芳基苯并噁唑中的诸多缺陷，本专利技术提供了一种苯并噁唑的芳基化方法。技术方案：一种苯并噁唑的芳基化方法，包括以下步骤：惰性气体的保护下，将式(1)所示苯并噁唑、式(2)所示芳基/杂芳基对甲苯磺酸酯、催化剂氮杂环卡宾-钯络合物、碱性物质、反应溶剂混合，在80～150℃反应12～24h得到反应液，然后反应液经后处理得到产物，即得到如式(3)所示2-芳基苯并噁唑，其中：式(1)所示苯并噁唑、式(2)所示芳基/杂芳基对甲苯磺酸酯、催化剂氮杂环卡宾-钯络合物、碱性物质的物质的量之比为1：(1～10)：(0.001～0.1)：(1～5)，优选1：(5～8)：(0.05～0.1)：(2～3)；所述反应溶剂的体积用量以式(1)所示苯并噁唑的质量计，其比例为5～10mL/g；式(1)、(2)、(3)中，R1为氢、C1～C5烷基、C1～C5烷氧基、卤素中的至少一种；R2为氢、C1～C5烷基、C1～C5烷氧基、C1～C5烯基、卤素中的一种；Ar表示C5～C10芳基或C5～C10杂芳基。进一步，式(1)中，R1可位于苯并噁唑骨架的4-位、5-位、6-位或7-位，苯并噁唑骨架的编号顺序如下：更进一步地，优选所述的式(1)所示苯并噁唑选自下列式(1a)～(1e)所示化合物之一：进一步，式(2)中，R2可位于芳环或杂芳环上l号碳的邻位、间位或对位。更进一步地，优选所述的式(2)所示芳基/杂芳基对甲苯磺酸酯选自下列式(2a)～(2i)所示化合物之一：进一步地，碱性物质为叔丁醇锂。进一步地，反应溶剂为四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、二氧六环、甲苯、二甲苯任意一种或两种以上任意比例的混合溶剂，优选为甲苯或二甲苯。进一步地，反应液的后处理为结晶、重结晶、柱色谱提纯、萃取等中的任何一种处理手段或多种处理手段的组合。更进一步地，按照如下方法进行后处理：反应结束后，将反应液自然冷却至室温(20～30℃)，然后用旋转蒸发仪除去反应液中的反应溶剂，残留物进行常规柱色谱分离纯化，以300～400目硅胶为柱填料，以石油醚或体积比300～100：1的石油醚与乙酸乙酯混合液为洗脱剂进行梯度洗脱，柱层析过程中使用TLC跟踪监测，收集含目标化合物的洗脱液，蒸除溶剂并干燥，即得到如式(3)所示2-芳基苯并噁唑。进一步地，催化剂氮杂环卡宾-钯络合物为如式(4)～(23)所示的络合物中一种，式(4)～(23)的结构式如下：有益效果：本专利技术公开的一种苯并噁唑的芳基化方法具有以下有益效果：以氮杂环卡宾-钯络合物为催化剂，在碱性物质存在下，式(1)所示苯并噁唑与式(2)所示芳基/杂芳基对甲苯磺酸酯发生C-H键直接官能团化反应，得到相应的2-芳基苯并噁唑类化合物。所述方法中，发展了新颖的催化体系，催化剂稳定、易得，能使稳定、价格低廉的芳基/杂芳基对甲苯磺酸酯参与反应，具有反应操作简单、成本低廉、产物收率和纯度高等诸多优点，是合成2-芳基苯并噁唑类化合物的一种新方法，为该类化合物的合成提供了新的路线，具有良好的研究价值和工业应用产景。具体实施方式：下面对本专利技术的具体实施方式详细说明。下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。本专利技术所述合成方法中，室温为20～30℃。实施例1一种苯并噁唑的芳基化方法，包括以下步骤：惰性气体的保护下，将苯并噁唑1a、对甲苯磺酸酯2a、氮杂环卡宾-钯络合物4、叔丁醇锂、甲苯混合，在120℃反应12h得到反应液，然后反应液经后处理得到产物，即得到2-芳基苯并噁唑3a，其中：苯并噁唑1a、对甲苯磺酸酯2a、氮杂环卡宾-钯络合物4、叔丁醇锂的物质的量之比为1：7：0.05：3.5；甲苯的体积用量以苯并噁唑1a的质量计，其比例为5mL/g。进一步地，反应液的后处理为柱色谱提纯。更进一步地，按照如下方法进行后处理：反应结束后，将反应液自然冷却至室温(20～30℃)，然后用旋转蒸发仪除去反应液中的反应溶剂，残留物进行常规柱色谱分离纯化，以300目硅胶为柱填料，以石油醚为洗脱剂进行梯度洗脱，柱层析过程中使用TLC跟踪监测，收集含目标化合物的洗脱液，蒸除溶剂并干燥，即得到2-芳基苯并噁唑3a,其产率为16％。所有产率为分离纯化后产物的产率。对2-芳基苯并噁唑3a进行核磁共振检测，其结果如下：Compound3a:lightyellowsolid.1HNMR(500MHz,CDCl3,TMS)δ8.26-8.24(m,2H),7.78-7.76(m,1H),7.57-7.56(m,1H),7.51-7.50(m,3H),7.35-7.33(m,2H).13CNMR(125MHz,CDCl3)δ163.0,150.7,142.1,131.4,128.8,127.6,127.2,125.0,124.5,120.0,110.5.实施例2～7实施例2～7与实施例1大致相同，区别仅仅是碱性物质的用量不同、反应溶剂的种类不同，具体如下表所示：实施例8一种苯并噁唑的芳基化方法，包括以下步骤：惰性气体保护下，将苯并噁唑1a、芳基/杂芳基对甲苯磺酸酯2(此实施例为对甲苯磺酸酯2a)、氮杂环卡宾-钯络合物4、叔丁醇锂、甲苯混合，在130℃反应12h得到反应液，然后反应液经后处理得到产物，即得到2-芳基苯并噁唑3a，其产率为66％，其中：苯并噁唑1a、芳基/杂芳基对甲苯磺酸酯2、氮杂环卡宾-钯络合物4、叔丁醇锂的物质的量之比为1：10：0.1：5；甲苯的体积用量以苯并噁唑1a的质量计，其比例为10mL/g。进一步地，反应液的后处理为柱色谱提纯。更进一步地，按照如下方法进行后处理：反应结束后，将反应液自然冷却至室温(20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种苯并噁唑的芳基化方法，其特征在于，包括以下步骤：惰性气体的保护下，将式(1)所示苯并噁唑、式(2)所示芳基/杂芳基对甲苯磺酸酯、催化剂氮杂环卡宾‑钯络合物、碱性物质、反应溶剂混合，在80～150℃反应12～24h得到反应液，然后反应液经后处理得到产物，即得到如式(3)所示2‑芳基苯并噁唑，其中：式(1)所示苯并噁唑、式(2)所示芳基/杂芳基对甲苯磺酸酯、催化剂氮杂环卡宾‑钯络合物、碱性物质的物质的量之比为1：(1～10)：(0.001～0.1)：(1～5)，优选1：(5～8)：(0.05～0.1)：(2～3)；所述反应溶剂的体积用量以式(1)所示苯并噁唑的质量计，其比例为5～10mL/g；

【技术特征摘要】
1.一种苯并噁唑的芳基化方法，其特征在于，包括以下步骤：惰性气体的保护下，将式(1)所示苯并噁唑、式(2)所示芳基/杂芳基对甲苯磺酸酯、催化剂氮杂环卡宾-钯络合物、碱性物质、反应溶剂混合，在80～150℃反应12～24h得到反应液，然后反应液经后处理得到产物，即得到如式(3)所示2-芳基苯并噁唑，其中：式(1)所示苯并噁唑、式(2)所示芳基/杂芳基对甲苯磺酸酯、催化剂氮杂环卡宾-钯络合物、碱性物质的物质的量之比为1：(1～10)：(0.001～0.1)：(1～5)，优选1：(5～8)：(0.05～0.1)：(2～3)；所述反应溶剂的体积用量以式(1)所示苯并噁唑的质量计，其比例为5～10mL/g；式(1)、(2)、(3)中，R1为氢、C1～C5烷基、C1～C5烷氧基、卤素中的至少一种；R2为氢、C1～C5烷基、C1～C5烷氧基、C1～C5烯基、卤素中的一种；Ar表示C5～C10芳基或C5～C10杂芳基。2.根据权利要求1中所述的一种苯并噁唑的芳基化方法，其特征在于，式(1)中，R1可位于苯并噁唑骨架的4-位、5-位、6-位或7-位，苯并噁唑骨架的编号顺序如下：3.根据权利要求2中所述的一种苯并噁唑的芳基化方法，其特征在于，优选所述的式(1)所示苯并噁唑选自下列式(1a)～(1e)所示化合物之一：4.根据权利要求1中所述的一种苯并噁唑的芳基化方法，其特征在于，式(2)中，R2可位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵黎雄，刘青鲜，郑宛莹，毛叶婷，陆建梅，
申请(专利权)人：温州大学苍南研究院，
类型：发明
国别省市：浙江,33