一种咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物、制备方法及其在变色粉中应用技术

本发明专利技术公开了一种咪唑并[1,2‑α]吡啶衍生物，结构如式I所示：

A derivative of imidazo [1,2-alpha] pyridine, its preparation method and application in chromotropic powder

The invention discloses an imidazo [1,2 a] pyridine derivative with the structure shown in formula I.

【技术实现步骤摘要】
一种咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物、制备方法及其在变色粉中应用
本专利技术属于有机合成
，具体涉及一种咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物、制备方法及其在荧光染料、变色粉和生物试剂方面的应用。
技术介绍
菲[9',10':4,5]咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物是一类重要的芳香族化合物。目前已经发现这些化合物可用于电致发光器件或者其他应用中。类似的共轭多芳烃也同样得到广泛研究，因为它们不同寻常的π-体系已用于生物探针、功能染色材料、有机发光二极管、光捕获阵列和有机电子器件(Wong,H.N.C.etal.；AsianJ.Org.Chem.2017,6,1876-1884)。菲[9',10':4,5]咪唑并[1,2-α]吡啶骨架是一类在材料学领域具有重要用途的分子。分子呈现杂环共轭芳烃的特点，因此不论在溶液里还是在固态下，都具有特殊的荧光性质，已经被应用于活体细胞成像研究(GrykoD.T.etal.；J.Photochem.Photobiol.,C,2016,28,116-137.)。菲[9',10':4,5]咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物的合成比较复杂，一般是经过多步合成法得到，譬如可以由2-([1,1'-联苯基])咪唑并[1,2-α]吡啶经过交叉脱氢偶联反应获得。2017年有文献报道以2-([1,1'-联苯基])咪唑并[1,2-α]吡啶为底物，以DMF以及特戊醇作溶剂于140℃下反应，得到菲[9',10':4,5]咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物(Banerji,B.etal.；Org.Biomol.Chem.,2017,15,4130-4134)，并显示了潜在的光学性质，在有机发光二极管(OLED)材料中得到了应用。另外中科院大连化学物理研究所的李兴伟研究员、河南师范大学的范学森教授和郑州大学的宋毛平教授等相继报道了2-芳基咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物与二苯乙炔反应，在不同过渡金属催化剂(Ru,Pd)催化下关环芳香共轭化反应(Li,X.etal.；J.Org.Chem.2015,80,3471-3479；Fan,X.etal.；J.Org.Chem.2015,80,7508-7518；Song,M.-P.etal.；Tetrahedron2015,71,8200-8207.)。目前，2-芳基咪唑并[1,2-α]吡啶的8号位进行苯基取代，实现8-苯基取代的8-苯基菲[9',10':4,5]咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物还没有文献报道。尤其是利用过渡金属活化碳碘(C-I)键实现串联反应-多芳基化反应和脱氢偶联反应，一锅法高效高收率合成咪唑并[1,2-α]吡啶共轭杂环芳烃衍生物在化学合成方面具有一定的挑战；由于该类化合物的共轭扩大化，有望是一类有潜在应用的有机色素类化合物，在荧光染料和颜料、变色粉中间体、分子探针和生物试剂方面具有光明的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构新颖的咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物，具有蓝色荧光，可以用作潜在的有机功能色素材料。本专利技术的另一个目的是提供一种所述结构新颖的咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物的制备方法。本专利技术的再一个目的是提供一种所述咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物用作有机功能材料的用途。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术的第一个方面提供了一种结构新颖的咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物，结构如式I所示：式I中，R1、R2、R3各自独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、卤素取代烷基、卤素取代烷氧基、芳基、取代芳基。本专利技术优选的化合物为，式I中，R1、R2、R3各自独立地选自氢、卤素、甲基、甲氧基、三氟甲基、三氟甲氧基、叔丁基、苯基、苯氧基。本专利技术最优选的化合物为以下结构的一种：上面给出的通式I的定义中，汇集所用术语一般定义如下：术语烷基是指含1至7个碳原子的直链或支链饱和脂肪烃基团，例如：甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、甲硫基、乙硫基、三氟甲基等。术语烷氧基是指烷基末端连有氧原子的基团，例如：甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、三氟甲氧基、苯氧基等。术语芳基指单、二或三环烃化合物，其中至少一个环为芳香环，每个环含最多7个碳原子，例如，苯基、苯氧基、萘基、蒽基、联苯基或茚基。术语卤素是指氟、氯、溴、碘。本专利技术的另一个方面提供了一种所述咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物的制备方法，包括以下步骤：将1当量的2-(苯基类)咪唑并[1,2-α]吡啶类化合物II和10％当量的催化剂混合，加入适宜的溶剂，然后加入3当量的芳基碘类化合物III和2当量的碱，温度为60～130℃条件下反应1～48h，冷却至室温，萃取，旋干溶剂，柱层析分离提纯，得到式I所示化合物咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物。所述催化剂为醋酸钯、三氟醋酸钯、四(三苯基膦)钯、二(三苯基膦)二氯化钯、醋酸酮、三氟甲磺酸铜中的至少一种。所述溶剂为醋酸、六氟异丙醇、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种。所述碱为磷酸氢二钾。所述2-(苯基类)咪唑并[1,2-α]吡啶类化合物II选自2-苯基咪唑并[1,2-α]吡啶、2-(4-氟苯基)咪唑并[1,2-α]吡啶、2-(4-氯苯基)咪唑并[1,2-α]吡啶、2-(4-溴苯基)咪唑并[1,2-α]吡啶、2-(对甲苯基)咪唑并[1,2-α]吡啶、2-(4-甲氧基苯基)咪唑并[1,2-α]吡啶、2-(1,1’-联苯)咪唑并[1,2-α]吡啶、2-(4-三氟甲基苯基)咪唑并[1,2-α]吡啶、2-(4-叔丁基苯基)咪唑并[1,2-α]吡啶、7-甲基-2-苯基咪唑并[1,2-α]吡啶、2-(4-溴苯基)-7-甲基咪唑并[1,2-α]吡啶、2-苯基-7-三氟甲基咪唑并[1,2-α]吡啶、7-氯-2-苯基咪唑并[1,2-α]吡啶、7-甲氧基-2-苯基咪唑并[1,2-α]吡啶、7-甲氧基-2-对甲苯基咪唑并[1,2-α]吡啶、7-甲基-2-对甲苯基咪唑并[1,2-α]吡啶、7-氯-2-对甲苯基咪唑并[1,2-α]吡啶。所述化合物III为以下结构中的一种：所述2-(苯基类)咪唑并[1,2-α]吡啶类化合物II的制备方法包括以下步骤：1当量的苯乙酮衍生物V溶于20mL的溶剂DCM中，加入1当量的液溴，室温下搅拌，待液溴颜色褪去，旋干，柱层析(PE/EA＝20:1)分离得到化合物α-溴代苯乙酮衍生物IV。将得到的化合物α-溴代苯乙酮衍生物IV溶于20mL的溶剂乙醇中，加入等当量的2-氨基吡啶衍生物，加热回流，TLC监测反应，待反应完全后，用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤，二氯甲烷萃取，旋干，柱层析(PE/EA＝2:1)分离得到2-(苯基类)咪唑并[1,2-α]吡啶类化合物II。所述苯乙酮衍生物V中R3为氢、氟、氯、溴、甲基、甲氧基、苯基、三氟甲基、叔丁基。所述2-氨基吡啶衍生物中R1为氢、甲基、三氟甲基、氯、甲氧基。本专利技术的第三个方面提供了一种所述咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物用作有机功能材料的用途。由于采用上述技术方案，本专利技术具有以下优点和有益效果：本专利技术提供的结构新颖的咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物的制备方法简单，无毒无害，咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物在溶液和固相中都具有蓝色荧光，可以用作潜在的有机功能色素材料、荧光材料和电子信息材料。本专利技术提供的结构新颖的咪唑并[1,2-α]吡啶衍本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种咪唑并[1,2‑α]吡啶衍生物，其特征在于：结构如式I所示：

【技术特征摘要】
1.一种咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物，其特征在于：结构如式I所示：式I中，R1、R2、R3各自独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧基、卤素取代烷基、卤素取代烷氧基、芳基、取代芳基。2.根据权利要求1所述的咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物，其特征在于：式I中，R1、R2、R3各自独立地选自氢、卤素、甲基、甲氧基、三氟甲基、三氟甲氧基、叔丁基、苯基、苯氧基。3.根据权利要求2所述的咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物，其特征在于：所述咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物为以下结构的一种：4.一种权利要求1至3任一项所述的咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将1当量的2-(苯基类)咪唑并[1,2-α]吡啶类化合物II和10％当量的催化剂混合，加入适宜的溶剂，然后加入3当量的芳基碘类化合物III和2当量的碱，温度为60～130℃条件下反应1～48h，冷却至室温，萃取，旋干溶剂，柱层析分离提纯，得到式I所示化合物咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物。5.根据权利要求4所述的咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物的制备方法，其特征在于：所述催化剂为醋酸钯、三氟醋酸钯、四(三苯基膦)钯、二(三苯基膦)二氯化钯、醋酸酮、三氟甲磺酸铜中的至少一种。6.根据权利要求4所述的咪唑并[1,2-α]吡啶衍生物的制备方法，其特征在于：所述溶剂为醋酸、六氟异丙醇、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种；所述碱为磷酸氢二钾；所述2-(苯基类)咪唑并[1,2-α]吡啶类化合物II选自2-苯基咪唑并[1,2-α]吡啶、2-(4-氟苯基)咪唑并[1,2-α]吡啶、2-(4-氯苯基)咪唑并[1,2-α]吡啶、2-(4-溴苯基)咪唑并[1,2-α]吡啶、2-(对甲苯基)咪唑并[1,2-α]吡啶、2-(4-甲氧基苯基)...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩建伟，甘家安，程毅，
申请(专利权)人：上海甘田光学材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31