一种4-溴咔唑的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种4‑溴咔唑的制备方法，属于有机化学合成领域。本发明专利技术所述方法包括如下步骤：(1)1,3‑环己二酮和苯胺进行缩合反应制得3‑苯胺‑环己烯‑2‑酮；(2)所述3‑苯胺‑环己烯‑2‑酮经环化反应制得1,2,3,9‑四氢咔唑‑4‑酮；(3)所述1,2,3,9‑四氢咔唑‑4‑酮经还原制得4‑羟基‑1,2,3,9‑四氢咔唑；(4)所述4‑羟基‑1,2,3,9‑四氢咔唑经溴代反应制得4‑溴‑1,2,3,9‑四氢咔唑；(5)所述4‑溴‑1,2,3,9‑四氢咔唑经脱氢反应制得所述4‑溴咔唑。本发明专利技术所述方法的反应原材料廉价易得、反应操作简单、副反应少，收率高；且制得的4‑溴咔唑纯度高，可以用于OLED光电材料、医药等领域，是一种重要的咔唑类中间体。

A preparation method of 4 carbazole bromide

The invention discloses a preparation method of 4 carbazole bromide, which belongs to the field of organic chemical synthesis. The method of the invention comprises the following steps: (1) and 1,3 5-hexanedione aniline ring condensation reaction was 3 aniline cyclohexene 2 ketone; (2) the 3 aniline cyclohexene 2 ketone via cyclization reaction of 1,2,3,9 four hydrogen carbazole 4 ketone; (3) the 1,2,3,9 four hydrogen 4 carbazole ketone via reduction was 4 1,2,3,9 four hydroxyl hydrogen carbazole; (4) the 4 1,2,3,9 four hydroxyl hydrogen carbazole by bromination reaction to prepare 4 1,2,3,9 four hydrogen bromide carbazole; (5) the 4 1,2,3,9 four carbazole bromide hydrogen through the dehydrogenation reaction produced by the 4 carbazole bromide. The reaction of raw materials by the method of the invention is cheap and easy to get, the reaction has the advantages of simple operation, less side reaction, the yield is high; and the prepared 4 carbazole bromide with high purity, can be used for OLED photoelectric materials, medicine and other fields, is an important intermediate of carbazole.

【技术实现步骤摘要】
一种4-溴咔唑的制备方法
本专利技术涉及有机化学合成领域，具体涉及一种4-溴咔唑的制备方法。
技术介绍
咔唑类衍生物是一大类具有广泛用途的中间体。其具有良好的光电性能，以咔唑为原料制备的其他衍生物广泛运用于OLED光电材料、医药、染料和农药等领域。咔唑上不同取代基位置的卤代物通过不同的方法制备获得。目前3-溴咔唑、2-溴咔唑、1-溴咔唑等咔唑类衍生物已经被广泛的报道。其衍生物被广泛运用于OLED光电材料、医药、染料和农药等领域。其合成方法大都是经过直接溴代、卡多根关环或者费歇尔吲哚法合成得到。4-溴咔唑及其衍生物的制备方法报道较少，大都是经过邻硝基苯硼酸和邻溴碘苯进行Suzuki偶联后，再在亚磷酸三乙酯或者三苯基膦高温作用下环化得到。原料价格昂贵，其中亚磷酸三乙酯气味较大、用三苯基膦进行环化制备时过程中会产生大量的三苯基氧磷等副产物，且由于产品在高温进行，最终产品颜色较深、纯化较为困难。此外，中国申请CN103936656A公开了一种合成4-溴咔唑的方法，该方法以领溴苯硼酸为原料，经过Suzuki反应得2-溴-2’-硝基联苯；然后2-溴-2’-硝基联苯以亚磷酸三苯酯为还原剂合成产物4-溴咔唑。其同样存在关环过程中产生大量三苯基膦副产物和纯化困难的问题。目前需对4-溴咔唑的生产工艺进行改进，以期满足日益增长的产品需求。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种反应条件温和、后处理纯化简单、收率高、成本低的4-溴咔唑的制备新方法。本专利技术所述4-溴咔唑的制备方法，其合成路线如下：所述方法包括如下步骤：(1)1,3-环己二酮和苯胺进行缩合反应制得3-苯胺-环己烯-2-酮；(2)所述3-苯胺-环己烯-2-酮经环化反应制得1,2,3,9-四氢咔唑-4-酮；(3)所述1,2,3,9-四氢咔唑-4-酮经还原制得4-羟基-1,2,3,9-四氢咔唑；(4)所述4-羟基-1,2,3,9-四氢咔唑经溴代反应制得4-溴-1,2,3,9-四氢咔唑；(5)所述4-溴-1,2,3,9-四氢咔唑经脱氢反应制得所述4-溴咔唑。本专利技术所述的制备方法，各步骤的反应条件(如反应温度，溶剂的选择，产物的分离等)可采用本领域的常规可用手段，满足能够实现上述反应历程制得4-溴咔唑即可。仅为了进一步提高制备路线的质量，更好地实现专利技术目的，本专利技术对所述制备方法的具体条件进行了如下优化：本专利技术所述的方法，步骤(1)中，所述1,3-环己二酮和所述苯胺的理想摩尔投料比为1:0.9-1.05，优选为1:1。在该投料比下，两种原料均能够充分反应，具有转化率高，无其他多余杂质的优点。本专利技术所述的方法，步骤(1)中所述缩合反应使用的催化剂为金属氧化物；优选所述金属氧化物为氧化铝、氧化镁或氧化钙中的一种；更优选为氧化铝。其中，所述催化剂的理想摩尔用量为苯胺：催化剂＝1:0.1-0.2。本专利技术所述的方法，步骤(1)中所述缩合反应在溶剂中进行；所述溶剂优选为甲苯，所述溶剂的理想用量为苯胺:溶剂＝1g:5-15mL。本专利技术所述的方法，步骤(1)中所述缩合反应的反应温度为100-120℃；优选为108-110℃。优选地，步骤(1)中还包括中间产物的分离，具体为：将所述缩合反应得到的有机层经水洗至中性，然后干燥、浓缩，得所述3-苯胺-环己烯-2-酮；该分离步骤能够去除机械杂质及催化剂，有利于下一步反应的充分进行。本专利技术所述的方法，步骤(2)中所述环化反应在钯催化剂及无机碱的存在下进行；其中，所述钯催化剂为醋酸钯、1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯或三(二亚苄基丙酮)二钯中的一种；优选为醋酸钯；所述无机碱为碳酸钾、碳酸钠或碳酸铯中的一种；优选为碳酸钾。优选地，所述钯催化剂的理想摩尔用量为3-苯胺-环己烯-2-酮：钯催化剂(摩尔比)＝1:0.01-1，更优选1:0.02。和/或，所述无机碱的理想用量为3-苯胺-环己烯-2-酮:无机碱(摩尔比)＝1:2-3，优选为1:2。本专利技术所述的方法，步骤(2)中所述环化反应在溶剂中进行，所述溶剂为DMF、N,N-二甲基乙酰胺或NMP；优选为DMF。其中，所述溶剂的理想用量为3-苯胺-环己烯-2-酮:溶剂＝1g:5-15mL。本专利技术所述的方法，步骤(2)中所述环化反应的理想反应温度为80-140℃；优选为80-100℃。优选地，步骤(2)中还包括中间产物的分离，具体为：将所述环化反应制得的产物过硅胶柱，然后将有机相水洗、干燥，得所述1,2,3,9-四氢咔唑-4-酮；该纯化步骤能够去除机械杂质和催化剂，有利于下步反应的进行。本专利技术所述的方法，步骤(3)中，所述1,2,3,9-四氢咔唑-4-酮与硼氢化钠进行还原反应；所述硼氢化钠的摩尔用量为1,2,3,9-四氢咔唑-4-酮：硼氢化钠(摩尔比)＝1:1-3，优选为1:2。本专利技术所述的方法，步骤(3)中，所述还原反应在溶剂中进行，优选溶剂的用量为1,2,3,9-四氢咔唑-4-酮:溶剂＝1g:5-20mL；更优选所述溶剂为四氢呋喃。本专利技术所述的方法，步骤(3)中所述还原反应的理想反应温度为0-50℃；优选为10-25℃。优选地，步骤(3)中还包括中间产物的分离，具体为：加水将所述还原反应淬灭，将所得产物用二氯甲烷提取，水洗、干燥，得所述4-羟基-1,2,3,9-四氢咔唑。本专利技术所述的方法，步骤(4)中所述溴代反应采用的溴化试剂为氢溴酸或三溴氧磷；优选为氢溴酸；所述溴化试剂的用量为4-羟基-1,2,3,9-四氢咔唑:溴化试剂＝1:1-1.1。更理想地，当所述溴化试剂为氢溴酸时，其以溶液形式存在，氢溴酸溶液的合适浓度为30％-60％，优选为48％。本专利技术所述的方法，步骤(4)中所述溴代反应在催化剂的催化下进行，优选所述催化剂为溴化铁。最优选地，所述催化剂的用量为1,2,3,9-四氢咔唑-4-酮：溴化铁(摩尔比)＝1:0.1-0.5。本专利技术所述的方法，步骤(4)中所述溴代反应的反应温度为-20-50℃；优选为10～20℃。优选地，步骤(4)中还包括中间产物的分离，具体为：水洗所述溴代反应得到的有机相，干燥、浓缩，得所述4-溴-1,2,3,9-四氢咔唑。本专利技术所述的制备方法，步骤(5)中，所述4-溴-1,2,3,9-四氢咔唑在四氯苯醌的存在下进行脱氢反应；优选所述4-溴-1,2,3,9-四氢咔唑和四氯苯醌的摩尔比为＝1:2-4；其中，四氯苯醌的用途为脱氢剂，该四氯苯醌价格低廉具有良好的溶解性，使得该反应具有高转化率、后处理简单易行。本专利技术所述的制备方法，步骤(5)中所述脱氢反应在溶剂中进行，优选所述溶剂的用量为4-溴-1,2,3,9-四氢咔唑:溶剂＝1g:5-20mL；更优选所述溶剂为甲苯。该溶剂下反应转化率较高、后处理简单，溶剂便于回收套用。本专利技术所述的制备方法，步骤(5)中所述脱氢反应的反应温度为90-130℃；优选为100-110℃。优选地，步骤(5)中还包括产物的分离步骤，具体为：水洗所述脱氢反应得到的有机相，干燥后，过硅胶柱，然后重结晶，即得所述4-溴咔唑。优选地，上述步骤(1)-(5)均在惰性气体保护下进行；所述惰性气体优选为氮气。优选地，本专利技术所述4-溴咔唑的制备方法包括在惰性气体保护下的如下步骤：(1)1,3-环己二酮和苯胺在金属氧化物的存在下在甲苯中进行缩合反应，制得3-苯胺-环己烯-2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种4‑溴咔唑的制备方法，其特征在于，合成路线如下：

【技术特征摘要】
1.一种4-溴咔唑的制备方法，其特征在于，合成路线如下：所述方法包括如下步骤：(1)1,3-环己二酮和苯胺进行缩合反应制得3-苯胺-环己烯-2-酮；(2)所述3-苯胺-环己烯-2-酮经环化反应制得1,2,3,9-四氢咔唑-4-酮；(3)所述1,2,3,9-四氢咔唑-4-酮经还原制得4-羟基-1,2,3,9-四氢咔唑；(4)所述4-羟基-1,2,3,9-四氢咔唑经溴代反应制得4-溴-1,2,3,9-四氢咔唑；(5)所述4-溴-1,2,3,9-四氢咔唑经脱氢反应制得所述4-溴咔唑。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述1,3-环己二酮和所述苯胺的摩尔投料比为1:0.9-1.05，优选为1:1。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述缩合反应使用的催化剂为金属氧化物；优选所述金属氧化物为氧化铝、氧化镁或氧化钙中的一种。4.根据权利要求1－3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述环化反应在钯催化剂及无机碱的存在下进行；优选所述钯催化剂为醋酸钯、1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯或三(二亚苄基丙酮)二钯中的一种；和/或，所述无机碱为碳酸钾、碳酸钠或碳酸铯中的一种。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述钯催化剂的摩尔用量为3-苯胺-环己烯-2-酮：钯催化剂＝1:0.01-1；和/或，所述无机碱的摩尔用量为3-苯胺-环己烯-2-酮：无机碱＝1:2-3。6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述1,2,3,9-四氢咔唑-4-酮与硼氢化钠进行还原反应；优选所述硼氢化钠的用量为1,2,3,9-四氢咔唑-4-酮:硼氢化钠＝1:1-3，优选为1:2。7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述还原反应在溶剂中进行，优选溶剂的用量为1,2,3,9-四氢咔唑-4-酮：溶剂＝1g:5-20mL；更优选所述溶剂为四氢呋喃。8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述溴代反应采用的溴化试剂为氢溴酸或三溴...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓师勇，田会强，姜天孟，谭小玉，戴雄，高立龙，张海威，张强，苏学辉，
申请(专利权)人：北京八亿时空液晶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11