一种N-R基咔唑单甲酰化衍生物的合成方法技术

一种Ｎ－Ｒ基咔唑单甲酰化衍生物的合成方法，它涉及Ｎ－Ｒ基咔唑甲酰化衍生物的合成方法。本发明专利技术解决了现有合成Ｎ－烷基咔唑单甲酰化衍生物的产率较低、选择性较差的问题。本发明专利技术的合成方法通过以下步骤实现：一、按重量百分比称取原料：Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺，氧氯化磷，Ｎ－Ｒ基咔唑，氯代甲烷；二、利用Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺和氧氯化磷配制甲酰化剂；三、将Ｎ－Ｒ基咔唑溶解于氯代甲烷中，然后加入甲酰化剂合成粗产品，再提纯分离得Ｎ－Ｒ基咔唑单甲酰化衍生物。本发明专利技术的合成方法简单高效、选择性好，适于Ｎ－Ｒ基咔唑单甲酰化衍生物的制备和生产。本发明专利技术合成Ｎ－Ｒ基咔唑单甲酰化衍生物的产率可达８５％以上，比现有合成方法的产率有了较大的提高了，合成单甲酰化衍生物的选择性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及N-R基咔唑甲酰化衍生物的合成方法。技术背景近年来，随着光学材料的不断发展，咔唑及其衍生物由于具有较大的^-电子共轭体系和较强的分子内电子转移特性，作为有机非线性材料因其非线 性系数大、响应速度快、易剪裁等特点在信息的传输、存储、光计算等方面 展现出良好的应用前景。因此，寻找如何提高咔唑及其衍生物修饰特性的方 法一直是研究的热点。特别是以咔唑为母体进行分子设计，合成新的咔唑衍生 物，用于新型光电材料的制备研究倍受关注。由于N-垸基咔唑的3位和6位 可以分别或者同时甲酰化，所形成的C^醛基修饰性强，可以与磷叶立德在 碱性条件下形成双键并可连接大兀-电子共轭体系，是一类很有应用前景的咔 唑酰基类衍生物，同时也是制备具有特定结构的大兀-电子共轭体系和分子内 电子转移特性化合物的重要中间体。而N-垸基咔唑单甲酰化衍生物与杂环盐 反应得到的含D-Ti-A型电子共轭体系的化合物具有较高的双光子吸收截面和 荧光量子产率等性质(参考文献梁英红,钟增培，李娜.具有双光子吸收的咔 唑类分子的设计、合成及光谱特性.有机化学，2004 ,24 (12): 1577 1582)，所 以寻找产率高、选择性好的N-垸基咔唑的单甲酰化方法具有很重要的应用意 义。目前，N-烷基咔唑单甲酰化衍生物的合成釆用Vilsmeier(维尔斯梅尔)反 应，这种方法是将N-垸基咔唑溶于甲酰化反应的溶剂1， 2-二氯乙烷中，滴 加至甲酰化试剂(N,N-二甲基甲酰胺DMF和氧氯化磷POCl3混合液)，反应 获得N-垸基咔唑单甲酰化衍生物。该方法的主要缺点是在单甲酰化反应的同 时，伴随着双甲酰化咔唑衍生物的形成，使单甲酰化产率(一般在40%-65%) 难以进一步提高，即单甲酰化反应的选择性受到限制，因此影响了该方法的 应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有合成N-烷基咔唑单甲酰化衍生物的产率较低、选择性较差的问题，本专利技术提供了一种N-R基咔唑单甲酰化衍生物的合成方法。本专利技术的一种N-R基咔唑单甲酰化衍生物的合成方法，是通过以下步骤实现的 一、按重量百分比分别称取如下原料3。/。 10。/。的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、 6。/。 18。/。的氧氯化磷(POCl3)、 0.5。/。 5。/。的N-R基咔唑和70%~90% 的氯代甲垸(CHxCly，其中x， y均为正整数，且x+y二4)，其中，上述原料 总量为100%; 二、将N,N-二甲基甲酰胺冷却，然后在600~1000r/min的搅 拌速率下以5 8滴/min的速率将氧氯化磷滴加至N,N-二甲基甲酰胺中得两者 的混合物，滴加完毕后将混合物升温至室温，然后继续搅拌反应得到甲酰化 剂；三、将N-R基咔唑溶解于氯代甲垸(CHxCly，其中x， y均为正整数， ix+y=4)中，然后再向其中以20 25滴/min的速率加入步骤二得到的甲酰 化剂，滴加完毕后，在200 500r/min的搅拌速率下，加热至40°C~80°C，再 保温回流反应10 20h后冷却至室温，然后将上述反应液倒入冰水混合物中， 再用二氯甲烷萃取f导到粗产品，然后再利用柱层析分离粗产品得到N-R基咔 唑单甲酰化衍生物。本专利技术的N-R基咔唑单甲酰化衍生物的合成方法采用氯代甲垸(CHxCly， 其中x， y均为正整数，且x+y=4)作为反应溶剂，氯代甲垸的沸点低，在 4(TC 8(TC范围内，使得合成过程中反应温度低，从而抑制了由于高温对双 甲酰化产物的转化，有利于控制单甲酰化产物的合成。本专利技术高效实用地合 成了 3-甲酰基-N-R基咔唑衍生物，可使单甲酰化咔唑衍生物的产率提高到 85%以上(现有产率一般在40%~65%)，从而提高了N-R基咔唑单甲酰化衍 生物的选择性。本专利技术的合成方法具有简单高效，反应条件易于控制，对反应设备无特 殊要求，选择性好的优点，适于N-R基咔唑单甲酰化衍生物的制备和生产。 本专利技术合成的N-R基咔唑单甲酰化衍生物的分子结构式如下，其中，R为d—8烷基或者苄基。本专利技术的N-R基咔唑单甲酰化衍生物是一种具有很好修饰性的化合物，是制 备许多新型发光材料和双光子吸收材料的重要中间体，有广泛的应用前景。本专利技术的合成方法的反应式如下所示DMF,PC)a'CHxCly.CHO其中，R为d.s垸基或者苄基，CHxCly中x， y均为正整数，且x+y-4。 附图说明图1是具体实施方式九得到的3-甲酰基-N-乙基咔唑的红外光谱谱图；图2是具体实施方式九得到的3-甲酰基-N -乙基咔唑的^核磁共振谱图； 图3是具体实施方式九得到的3-甲酰基-N -乙基咔唑的反相色谱-电喷雾-质 谱(LC-ESI-MS)谱图；图4是具体实施方式十得到的3-甲酰基-N-正丁基咔 唑的红外光谱谱图；图5是具体实施方式十得到的3-甲酰基-N-正丁基咔唑的 &核磁共振谱图；图6是具体实施方式十得到的3-甲酰基-N-正丁基咔唑的 反相色谱-电喷雾-质谱(LC-ESI-MS)谱图；图7是具体实施方式十一得到 的3-甲酰基-N-苄咔唑的红外光谱谱图；图8是具体实施方式十一得到的3-甲酰基-N-苄基咔唑的iH核磁共振谱图；图9是具体实施方式十一得到的3-甲酰基-N-节基咔唑的反相色谱-电喷雾-质谱(LC-ESI-MS)谱图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步说明，但不应以此限制本专利技术 的保护范围。具体实施方式一本实施方式一种N-R基咔唑单甲酰化衍生物的合成方 法，是通过以下步骤实现的 一、按重量百分比分别称取如下原料3% 10%的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、 6。/。 180/。的氧氯化磷(POCl3)、 0.5% 5%的N-R5基咔唑和70Q/。 90。/。的氯代甲垸(CHxCly，其中x， y均为正整数，ix+y=4)， 其中，上述原料总量为100%; 二、将N，N-二甲基甲酰胺冷却，然后在 600 1000r/min的搅拌速率下以5~8滴/min的速率将氧氯化磷滴加至N,N-二 甲基甲酰胺中得两者的混合物，滴加完毕后将混合物升温至室温，然后继续 搅拌反应得到甲酰化剂；三、将N-R基咔唑溶解于氯代甲垸中，然后再向其 中以20 25滴/min的速率加入步骤二得到的甲酰化剂，滴加完毕后，在 200 500r/min的搅拌速率下，加热至40。C 80。C ，再保温回流反应10~20h后 冷却至室温，然后将上述反应液倒入冰水混合物中，再用二氯甲烷萃取得到 粗产品，然后再利用柱层析分离粗产品得到N-R基咔唑单甲酰化衍生物。本实施方式的合成方法简单高效、反应条件易于控制、对反应设备无特 殊要求、选择性好，适于N-R基咔唑单甲酰化衍生物的制备和生产。N-R基 咔唑单甲酰化衍生物的产率提高到85%以上(现有产率一般在40% 65%)，选择性提高。具体实施方式二本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中N-R 基昨唑中R为d-8烷基或者节基。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一中 氯代甲烷为一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷或者四氯甲烷。其它步骤及参数 与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四本实施方式与具体实施方式一、二或三不同的是步骤 二中将N,N-二甲基甲酰胺冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｎ－Ｒ基咔唑单甲酰化衍生物的合成方法，其特征在于Ｎ－Ｒ基咔唑单甲酰化衍生物的合成方法是通过以下步骤实现的：一、按重量百分比分别称取如下原料：３％～１０％的Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺、６％～１８％的氧氯化磷、０．５％～５％的Ｎ－Ｒ基咔唑和７０％～９０％的氯代甲烷，其中，上述原料总量为１００％；二、将Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺冷却，然后在６００～１０００ｒ／ｍｉｎ的搅拌速率下以５～８滴／ｍｉｎ的速率将氧氯化磷滴加至Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺中得两者的混合物，滴加完毕后将混合物升温至室温，继续搅拌反应得到甲酰化剂；三、将Ｎ－Ｒ基咔唑溶解于氯代甲烷中，然后再向其中以２０～２５滴／ｍｉｎ的速率加入步骤二得到的甲酰化剂，滴加完毕后，在２００～５００ｒ／ｍｉｎ的搅拌速率下，加热至４０℃～８０℃，再保温回流反应１０～２０ｈ后冷却至室温，然后将上述反应液倒入冰水混合物中，再用二氯甲烷萃取得到粗产品，然后再利用柱层析提纯分离粗产品得到Ｎ－Ｒ基咔唑单甲酰化衍生物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴谊群，李亮，贺春英，段武彪，
申请(专利权)人：黑龙江大学，
类型：发明
国别省市：93[]