一种苯并咪唑类柱[5]芳烃N-杂环卡宾配体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种属于有机合成领域，涉及一种苯并咪唑类柱[5]芳烃N

【技术实现步骤摘要】
一种苯并咪唑类柱[5]芳烃N
‑
杂环卡宾配体及其制备方法和应用


[0001]本专利技术公开了属于有机合成
的一种苯并咪唑类柱[5]芳烃N
‑
杂环卡宾配体及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]柱芳烃具有独特的结构优势和优异的识别性能，已成为继冠醚、环糊精、杯芳烃、葫芦脲后的第五代超分子主体。柱[5]芳烃具有10个衍生位点，可根据需要引入多样化功能基团，被广泛应用于有机合成、生物医药、功能材料、分离分析等各个方面。其中，有机配体修饰的柱[5]芳烃，在某些反应中表现出了良好的辅助催化活性，已逐渐成为化学家的研究热点。
[0003]近年来，N
‑
杂环卡宾以其优异的物理、化学性质和良好的选择性吸引了有机合成工作者的广泛关注。N
‑
杂环卡宾本身可以作为催化剂催化有机反应，例如苯偶姻反应或Stetter反应；也可以作为配体，参与并促进某些过渡金属催化的反应，例如Heck偶联或Suzuki偶联。常见的N
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杂环卡宾类型中，咪唑烷类和咪唑类(包括苯并咪唑类)被更多的应用为配体，但目前这几类N
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杂环卡宾类配体种类较少，且往往需要较大的用量，极大的限制了其所应用的反应范围。鉴于苯并咪唑类配体在有机合成中的重要作用，通过高效便捷且条件温和的路线合成一类新型的苯并咪唑类柱[5]芳烃N
‑
杂环卡宾类配体并研究其在反应中表现具有重要的应用价值。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服现有的N
‑
杂环卡宾类配体的种类较少且用量较多等问题，设计合成一类新型的苯并咪唑类N
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杂环卡宾配体并研究其在过渡金属催化反应中的应用。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种高效便捷且条件温和的合成一类苯并咪唑类柱[5]芳烃N
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杂环卡宾配体的方法，并研究了其作为配体参与的苯硼酸与溴苯的Suzuki
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Miyaura偶联反应。所述苯并咪唑类柱[5]芳烃N
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杂环卡宾配体具有式I所示的结构：
[0006][0007]其制备方法如式II所示：
[0008][0009]下面对本专利技术进行分步骤说明，即对上式中的各步骤按照顺序进行一步一步地具体说明。
[0010]第一步骤是柱[5]芳烃S
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I的制备：
[0011]将多聚甲醛放入研钵中，充分碾碎后加入到三口烧瓶，随后将1,1
‑
二溴代对苯二乙醚和磁子加入三口烧瓶中，抽换气将三口烧瓶中的混合物脱气三次后，在氮气环境下加入1,2
‑
二氯乙烷，剧烈搅拌30分钟后向反应体系中加入三氟化硼
·
乙醚，室温反应1小时后加入甲醇淬灭，将体系进行抽滤，滤液经减压蒸发后，反应混合物通过快速柱层析纯化，用二氯甲烷:石油醚＝1:1洗脱，得到相应的柱芳烃S
‑
I。本步骤的反应式如下：
[0012][0013]第二步骤是苯并咪唑类柱[5]芳烃N
‑
杂环卡宾配体I的制备：
[0014]向圆底烧瓶中加入柱[5]芳烃S
‑
I，1
‑
甲基苯并咪唑和磁子，然后加入乙腈并在50℃下反应72小时，停止反应后将溶剂减压蒸发，所得固体用甲基叔丁基醚进行超声溶解30分钟，静置后除去上清液，多次重复上述操作，最终过滤干燥后得到的固体即为苯并咪唑类柱[5]芳烃N
‑
杂环卡宾配体I。本步骤的反应式如下：
[0015][0016]所述第一步骤中1,1
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二溴代对苯二乙醚、多聚甲醛及三氟化硼
·
乙醚的摩尔比为1:2:2。
[0017]所述第二步骤中柱[5]芳烃S
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I和1
‑
甲基苯并咪唑的摩尔比为1:25。
[0018]所述苯并咪唑类柱[5]芳烃N
‑
杂环卡宾配体I的应用为：作为Pd(II)催化剂的配体参与并促进苯硼酸与溴苯的Suzuki
‑
Miyaura偶联反应。
[0019]相较于传统方法，本专利技术的有益效果为：
[0020](1)本专利技术设计合成了一类新型的苯并咪唑类柱[5]芳烃N
‑
杂环卡宾配体，所涉及的配体制备方法具有收率高、可操作性强、合成路线新颖及后处理方便等优点；
[0021](2)本专利技术所涉及的苯并咪唑类柱[5]芳烃N
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杂环卡宾配体能够成功应用于Suzuki
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Miyaura偶联反应，具有用量低，反应高效及操作简便等优点。
附图说明
[0022]图1为实施例1制备的化合物(I)的1H NMR图谱；
具体实施方式
[0023]在本文中通过具体实施例对本专利技术的方法进行说明，但本专利技术并不局限于此，在本专利技术的技术构思范围内，进行任何的修改、等同替换和改进等，均应包括在本专利技术的保护范围之内。
[0024]实施例1：
[0025]本专利技术提供了一种制备苯并咪唑类柱[5]芳烃N
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杂环卡宾配体的方法，按照以下步骤进行:
[0026][0027]第一步骤是柱[5]芳烃S
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I的制备：将0.7g多聚甲醛放入研钵中，充分碾碎后加入到三口烧瓶，随后将3.6g 1,1
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二溴代对苯二乙醚和磁子加入三口烧瓶中，抽换气将三口烧瓶中的混合物脱气三次后，在氮气环境下加入83mL 1,2
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二氯乙烷，剧烈搅拌30分钟后向反应体系中加入2.8mL三氟化硼
·
乙醚，室温反应1h后加入甲醇淬灭，将体系进行抽滤，滤液经减压蒸发后，反应混合物通过快速柱层析纯化，用二氯甲烷:石油醚＝1:1洗脱，得到相应的柱芳烃S
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I。化合物S
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I的产率为62％。该化合物是已知化合物，1H NMR、
13
C NMR与标准谱图一致。
[0028]第二步骤是苯并咪唑类柱[5]芳烃N
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杂环卡宾配体I的制备：向50mL圆底烧瓶中加入0.1g柱[5]芳烃S
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I，0.2g 1
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甲基苯并咪唑和磁子，然后加入1.6mL乙腈并在50℃下反应72h，停止反应后将溶剂减压蒸发，所得固体用甲基叔丁基醚进行超声溶解0.5h，静置后除去上清液，多次重复上述操作，最终过滤干燥后得到的固体即为苯并咪唑类柱[5]芳烃N
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杂环卡宾配体I。化合物I的产率为83％。
[0029]I的核磁数据如下：
[0030]1H NMR(500MHz,DMSO
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d6)δ10.19(s,2H),7.71
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7.59(m,8H),6.69(s,2H),4.57
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4.54(m,8H本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种苯并咪唑类柱[5]芳烃N
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杂环卡宾配体及其制备方法和应用，所述苯并咪唑类柱[5]芳烃N
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杂环卡宾配体具有式I所示的结构：其制备方法按照式II所示步骤进行：第一步骤是柱[5]芳烃S
‑
I的制备：将多聚甲醛放入研钵中，充分碾碎后加入到三口烧瓶，随后将1,1
‑
二溴代对苯二乙醚和磁子加入三口烧瓶中，抽换气将三口烧瓶中的混合物脱气三次后，在氮气环境下加入1,2
‑
二氯乙烷，剧烈搅拌30分钟后向反应体系中加入三氟化硼
·
乙醚，室温反应1小时后加入甲醇淬灭，将体系进行抽滤，滤液经减压蒸发后，反应混合物通过快速柱层析纯化，用二氯甲烷:石油醚＝1:1洗脱，得到相应的柱芳烃S
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I；第二步骤是苯并咪唑类柱[5]芳烃N
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杂环卡宾配体I的制备：向圆底烧瓶中加入柱[5]芳烃S
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I，1
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【专利技术属性】
技术研发人员：司雯，宋然，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：