一种由甲基酮、苄胺与碘化铵经[2+1+1+1]环化合成咪唑衍生物的方法技术

本发明专利技术公开了一种在碘化铵和K2S2O8存在下，在DMSO溶剂中，甲基酮、苄胺和碘化铵之间的[2+1+1+1]环化制备咪唑的方法，在该环化反应中，两分子的苯乙酮提供了3个碳原子到产物咪唑环中，苄胺和铵盐各提供了一个氮原子到产物咪唑环中。产物咪唑分子中，1位氮原子及连接的苄基来自原料苄胺，3位氮原子由无机铵盐提供，原料甲基酮提供2，4，5位的三个碳原子及2，5位碳原子上连接的取代基。该方法对大多数的甲基酮衍生物都能适用。该制备咪唑的方法原料来源广泛易得，绿色环保，价格低廉，操作简单，有利于工业化生产。于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种由甲基酮、苄胺与碘化铵经[2+1+1+1]环化合成咪唑衍生物的方法


[0001]本专利技术涉及一种咪唑衍生物的制备方法，特别涉及一种在碘化铵和K2S2O8存在下，在DMSO溶剂中，甲基酮和苄胺反应生成咪唑的方法，属于有机合成领域。

技术介绍

[0002]咪唑结构单元广泛存在于天然产物和药物分子中，如酮康唑、依托咪酯、右美托咪定、益康唑、尼罗替尼等。此外，咪唑类化合物也广泛运用在功能材料和催化剂中。因此，咪唑类化合物的合成已经吸引了广大科研工作者的关注。Radziszewski反应是合成咪唑类化合物最经典的方法。该方法使用1,2
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二羰基化合物，氨和醛为原料，通过[2+1+1+1]环化合成咪唑化合物。该反应需要特定结构的底物，极大地限制了其广泛运用。因此，通过简单易得的底物环化合成咪唑类化合物已经得到了化学工作者的重视。
[0003]酮和胺类化合物作为最常见的反应原料，被广泛用于各种环化反应中。近年来，酮和胺参与的环化反应来合成咪唑类化合物已经吸引了化学家的大量关注。2016年，文献报道了一种分子碘介导的甲基酮、芳香胺和对甲苯磺酰基甲基异氰化物之间的[2+1+1+1]环化反应，合成了1,2,5
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三取代咪唑。在该反应中，一分子甲基酮作为C2供体，一分子甲基酮作为C1供体，苯胺作为N1供体，对甲苯磺酰基甲基异氰化物作为N1供体。但是原料对甲苯磺酰基甲基异氰化物不是普通材料，并且脂肪胺不适用于该反应。
[0004][0005]近年来，酮和脂肪胺的环化用来合成咪唑类化合物的研究也得到了发展。2017年，文献报道了一种亚硝酸钠促进的甲基酮和苄胺之间的[2+2+1]环化反应。该反应以氧气作为氧化剂，苯甲腈作为溶剂，80℃下合成了1,2,4
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三取代咪唑。在该反应中，甲基酮作为C2供体，一分子苄胺作为C1N1供体，一分子苄胺作为N1供体。然而芳香胺不适用于该反应。
[0006][0007]2018年，文献报道了以Cu(OTf)2和I2为催化剂，查尔酮和苄胺为原料，甲苯为溶剂，通过[2+2+1]环化反应合成了1,2,4
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三取代咪唑。在该反应中，查尔酮作为C2供体，一分子苄胺作为C1N1供体，一分子苄胺作为N1供体。但是芳香胺不适用于该反应。
[0008][0009]同年，文献报道了一种在KHCO3存在下，以氧气为氧化剂，通过硫促进的酮和脂肪胺之间的[2+2+1]环化合成四取代咪唑的反应。在该反应中，酮作为C2供体，一分子脂肪胺作为C1N1供体，一分子脂肪胺作为N1供体。低沸点的脂肪族胺不适合该反应，如乙胺。同时芳香胺也不适用于该反应。
[0010][0011]2018年，文献还报道了一种甲基酮和胺之间的[2+2+1]环化反应。该反应通过电化学氧化法合成了1,2,4
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三取代咪唑。在该反应中，甲基酮作为C2供体，脂肪胺作为C1N1供体，另一分子胺作为N1供体。在上述酮和脂肪胺环化合成咪唑的反应中，所有反应都是从一分子酮和两分子胺开始的，形成的产物是1,2,4
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三取代咪唑或四取代的咪唑。
[0012][0013]上述各种通过小分子环化合成咪唑的方法，或者存在原料来源困难，或者使用有毒的溶剂，或者反应条件不适合工业生产，或者反应本身存在某些无法克服局限性，例如：对原料的结构有特殊要求，反应收率低等缺陷。

技术实现思路

[0014]针对现有从小分子环化合成咪唑的方法存在的使用原料难得到、反应条件苛刻以及反应兼容性不好的缺陷，本专利技术的目的是在于提供一种以K2S2O8为氧化剂，DMSO为溶剂，甲基酮、苄胺和铵盐之间的[2+1+1+1]环化一锅高产率合成咪唑的方法，该方法原料来源广泛易得，绿色环保，价格低廉，操作简单，有利于工业化生产。
[0015]为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种以K2S2O8为氧化剂，DMSO为溶剂，甲基酮、苄胺和铵盐之间的[2+1+1+1]环化区域选择性合成咪唑的反应，这种方法中，产物咪唑分子中1位氮原子及连接的苄基来自原料苄胺，3位氮原子由无机铵盐提供，原料甲基酮提供2，4，5位的三个碳原子及2，5位碳原子上连接的取代基。该方法对大多数的甲基酮衍生物都能适用。
[0016]所述甲基酮具有式1结构：
[0017][0018]所述咪唑衍生物具有式2结构：
[0019][0020]式1中R为芳环或含叔碳原子的烃基。芳环可以是苯基、萘、呋喃、吡咯、噻吩、吡啶、喹啉或者它们的取代衍生物。芳环上的取代基可以包含1～3个取代基，最好是包含一个取代基。取代基的位置不限，可以为邻位、间位或对位。取代基可以选自苯、甲基、乙基、丙基、异丙基、异丁基、叔丁基、氟、氯、溴、氨基、二甲氨基、三氟甲基、烷氧基、甲硫基或甲氧甲酰基、乙氧酰基。
[0021]实验发现，该反应需要无机铵盐和碘离子的同时存在，优选的无机盐是NH4I；反应溶剂为DMSO，反应过程中DMSO既作为溶剂，又作为氧化剂；过二硫酸盐对反应产物的生成也是必需的，优选的过二硫酸盐是K2S2O8。
[0022]甲基酮、苄胺、碘化铵、K2S2O8的摩尔比例影响反应收率，优选的比例为2:1:2:1。
[0023]优选的方案，所述反应的条件为：在空气或氧气气氛下，于80～160℃温度下，反应20～120min。较优选的方案，所述反应的条件为：在空气气氛下，于140℃温度下，反应60min。
[0024]本专利技术提出的合成咪唑的方法，反应方程式如下：
[0025][0026]上述反应的反应原理可以通过苯乙酮与苯乙胺反应生成(1
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苄基
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苯基咪唑
‑2‑
基)苯基甲酮(1)化合物予以说明：首先碘离子被K2S2O8氧化成碘单质。随后苯乙酮在碘单质的作用下生成了α
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碘代苯乙酮A。α
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碘代苯乙酮A在DMSO的作用下进一步通过Kornblum氧化生成苯甲酰甲醛B。苯甲酰甲醛B分别与苄胺和铵盐反应生成亚胺C1和亚胺C2。随后亚胺C1和亚胺C2环化形成D，D通过芳构化脱水形成了最终产物(1
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苄基
‑5‑
苯基咪唑
‑2‑
基)苯基甲酮(1)。
[0027]中间体A、B、C1、C2、D都能从反应体系中检测到，并且分别从中间体A和C，或者B和C作为原料开始，在反应条件下都能得到产物。
[0028][0029]当甲基酮的另一个取代基有α
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氢时，无法得到目标产物。
[0030]相对于现有的合成方法和技术，本专利技术具有以下优点和效果：
[0031]1)本专利技术首次提出了甲基酮与苯胺和无机铵合成咪唑的反应；
[0032]2)本专利技术采用简单且常见的甲基酮、苯胺、无机铵和溶剂DMSO都是常用化学品，原料来源广，成本低，满足工业生产要求；
[0033]3)本专利技术的反应过程反应时间短，产物收率高，适合工业生产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由甲基酮、苄胺与碘化铵经[2+1+1+1]环化合成咪唑衍生物的方法，其特征在于：在碘化铵和K2S2O8存在下，在DMSO溶剂中，甲基酮和苄胺反应生成咪唑，产物咪唑分子中，1位氮原子及连接的苄基来自原料苄胺，3位氮原子由无机铵盐提供，原料甲基酮提供2，4，5位的三个碳原子及2，5位碳原子上连接的取代基；所述甲基酮具有式1结构：所述咪唑衍生物具有式2结构：式1中R为芳环或含叔碳原子的烃基。芳环可以是苯基、萘、呋喃、吡咯、噻吩、吡啶、喹啉或者它们的取代衍生物。芳环上的取代基可以包含1～3个取代基，最好是包含一个取代基。取代基的位置不限，可以为邻位、间位或对位。取代基可以选自苯、甲基、乙基、丙基、异...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭灿城，杨统林，郭欣，
申请(专利权)人：长沙资材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：