【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医药化工中间体及相关化学，涉及到一种以苯并咪唑类化合物与三氟乙酸酯类化合物为原料的2-三氟甲基苯并咪唑类化合物的制备方法。
技术介绍
1、含氟烷基有机物，特别是含有三氟甲基的有机分子，具有独特的理化性质或生理活性，被广泛用作药物和功能材料分子。2-三氟甲基苯并咪唑类化合物是一类重要的合成药物或功能分子的骨架结构，在有机合成领域有着非常广泛的应用。自从苯并咪唑类化合物被发现以来，有机化学家们围绕其合成及官能化反应开展了多种多样的研究；2-三氟甲基苯并咪唑类化合物，尤其在医药和农药等合成方面表现出巨大的用途。
2、因而，2-三氟甲基苯并咪唑类化合物的合成是当前的研究热点之一。随着人们对可持续性发展及人类健康的日益关注，具有高效率、低污染、原子经济等特征的绿色化学受到广泛重视；2-三氟甲基苯并咪唑类化合物的高效、绿色的合成方法备受关注。现有技术中常见的2-三氟甲基苯并咪唑类化合物的制备方法为：(1)邻苯二胺与三氟乙酸回流，但是该方法不能用于含碱性基团的三氟甲基苯并咪唑合成，存在底物范围窄、后处理困难、反应条件苛刻、环境污染大等问题。(2)2-卤代苯并咪唑与三氟甲基硅等试剂的偶联反应，该方法存在试剂昂贵、收率低、反应条件苛刻，难以工业化生产。(3)邻苯二胺与六氟乙酰丙酮的环化反应，原料昂贵，且产生的副产物三氟乙酰丙酮难以去除导致产物难以提纯。在目前的研究中，未见苯并咪唑类化合物与三氟乙酸酯类化合物直接碳氢键官能化合成2-三氟甲基苯并咪唑类化合物的相关报道。
技术实现思路>
1、为解决现有技术中存在的问题，本专利技术利用苯并咪唑类化合物与三氟乙酸酯类化合物反应，提供一种选择性和收率高、反应条件温和、原子经济性高、催化效果好的2-三氟甲基苯并咪唑类化合物的合成方法，具有重要意义。该方法使用苯并咪唑类化合物和三氟乙酸酯类化合物为原料，实现了钯催化的苯并咪唑类化合物和三氟乙酸酯类化合物的碳氢键三氟甲基化反应，合成2-三氟甲基苯并咪唑类化合物。该方法具有催化体系简单、选择性好、条件温和、原子经济性好、环境友好、易实现工业化等优点。本专利技术具有较大的应用价值和社会经济效益。
2、本专利技术采用的技术方案为：一类2-三氟甲基苯并咪唑类化合物，该化合物的结构通式如下：
3、
4、其中：r＝氢、c1-6直链或支链烷基、三氟甲基、芳基、氨基、羟基、烷氧基、三氟甲氧基、卤素、硝基、氰基、酰基、烷氧甲酰基中的一种或两种；
5、以苯并咪唑类化合物和三氟乙酸酯类化合物为原料，通过钯催化苯并咪唑类化合物与三氟乙酸酯类化合物的碳氢键官能化、碳氧键断裂脱羰、碳碳键形成等反应历程，合成一系列2-三氟甲基苯并咪唑类化合物，该方法包括以下步骤：
6、合成路线如下：
7、
8、其中：r＝氢、c1-6直链或支链烷基、三氟甲基、芳基、氨基、羟基、烷氧基、三氟甲氧基、卤素、硝基、氰基、酰基、烷氧甲酰基中的一种或两种；r1＝c1-6直链或支链烷基、芳基、苄基。
9、(1)将苯并咪唑类化合物1、钯催化剂、三氟乙酸酯类化合物2、氧化剂、碱和有机溶剂依次加入到反应器中，25～150℃反应4～48h；所述苯并咪唑类化合物与三氟乙酸酯类化合物的摩尔比为1:1～1:5，苯并咪唑类化合物与碱的摩尔比为1:0.5～1:5，苯并咪唑类化合物与钯催化剂的摩尔比为1:0.01～1:0.4；
10、(2)反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，用洗脱剂进行硅胶柱分离，得到2-三氟甲基苯并咪唑类化合物3。
11、苯并咪唑类化合物包括含有氢、c1-6直链或支链烷基、三氟甲基、芳基、氨基、羟基、烷氧基、三氟甲氧基、卤素、硝基、氰基、酰基、烷氧甲酰基的苯并咪唑；三氟乙酸酯类化合物包括三氟乙酸甲酯、三氟乙酸乙酯、三氟乙酸正丙酯、三氟乙酸异丙酯、三氟乙酸正丁酯、三氟乙酸叔丁酯、三氟乙酸正戊酯、三氟乙酸正己酯、三氟乙酸苄酯、三氟乙酸芳酯。苯并咪唑上的r是氢、c1-6直链或支链烷基、芳基、氨基、羟基、烷氧基、卤素、硝基、氰基、酰基、烷氧甲酰基；三氟乙酸酯类化合物中的r1是c1-6直链或支链烷基、芳基、苄基；芳基苯并咪唑类化合物与三氟乙酰胺的摩尔比为1:1～1:5。
12、反应温度范围为25～150℃，优选90～140℃。
13、反应时间范围为4～48h，优选8～24h。
14、所述钯催化剂选自氯化钯、溴化钯、碘化钯、硫酸钯、硝酸钯、乙酸钯、三氟乙酸钯、三氟甲磺酸钯、钯/炭、氢氧化钯/炭、二(乙酰丙酮)钯、二(亚苄叉丙酮)钯、三(亚苄叉丙酮)二钯、二(乙腈)二氯化钯、二(三苯基膦)二氯化钯、四(三苯基膦)钯、二(氰基苯)二氯化钯、二(吡啶)二氯化钯、(1,5-环辛二烯)二氯化钯、(2,2’-联吡啶)二氯化钯。
15、所述的三氟乙酸酯类化合物选自三氟乙酸甲酯、三氟乙酸乙酯、三氟乙酸正丙酯、三氟乙酸异丙酯、三氟乙酸正丁酯、三氟乙酸叔丁酯、三氟乙酸正戊酯、三氟乙酸正己酯、三氟乙酸苄酯、三氟乙酸芳酯。
16、所用氧化剂选自叔丁基过氧化氢、1,4-苯醌、9,10-菲醌、过硫酸钾、过硫酸钠、醋酸银、碳酸银、氧化银、氯化铜、溴化铜、醋酸铜。
17、所用碱选自吡啶、哌啶、哌嗪、四氢吡咯、三乙胺、二异丙基乙基胺、碳酸锂、碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、碳酸铵、碳酸氢钾、碳酸氢钠、碳酸氢铵、甲酸钠、甲酸钾、乙酸钠、乙酸钾、丙酸钠、丙酸钾、特戊酸钠、特戊酸钾、氢氧化钾、氢氧化钠、叔丁醇钾、甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠、乙醇钾、甲酸铵、乙酸铵。
18、有机溶剂的量为1～1000ml，所述有机溶剂选自乙醚、异丙基醚、正丁醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,2-二甲氧基乙烷、1,4-二氧六环、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、环己烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、乙酸乙酯、硝基甲烷、二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、乙腈、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的一种或几种。
19、苯并咪唑类化合物与钯催化剂的摩尔比为1:0.01～1:0.4。
20、苯并咪唑类化合物与氧化剂的摩尔比为1:0.5～1:2。
21、苯并咪唑类化合物与碱的摩尔比为1:0.5～1:5。
22、苯并咪唑类化合物与三氟乙酸酯类化合物的摩尔比为1:1～1:5。
23、本专利技术的有益效果：本专利技术涉及一种基于钯催化碳氢键官能化的2-三氟甲基苯并咪唑类化合物制备方法，具有选择性高、反应条件温和、底物适用范围广、环境友好等优点，具体为：
24、(1)该方法是针对苯并咪唑类化合物与三氟乙酸酯类化合物的碳氢键官能化三氟甲基化反应，现有技术存在原料昂贵、反应收率低、反应条件苛刻等缺点。本申请中，以三氟乙酸酯类化合物为三氟甲基化试剂，经苯并咪唑的碳氢键官能化、碳氧键断裂脱羰、碳碳键形成等过程合成2-三氟甲基苯并咪唑类化合物，具有原料价廉易得、反应体系简单、反应条件温和等优点。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于钯催化碳氢键官能化的2-三氟甲基苯并咪唑类化合物制备方法，以苯并咪唑类化合物为原料，以三氟乙酸酯类化合物为三氟甲基化试剂，通过钯催化制备2-三氟甲基苯并咪唑类化合物，其特征在于，该方法包括以下步骤：合成路线如下：
2.根据权利要求1所述的一种基于钯催化碳氢键官能化的2-三氟甲基苯并咪唑类化合物制备方法，其特征在于：所述苯并咪唑类化合物1选自苯并咪唑、C1-6直链或支链烷基苯并咪唑、三氟甲基苯并咪唑、芳基苯并咪唑、氨基苯并咪唑、羟基苯并咪唑、烷氧基苯并咪唑、三氟甲氧基苯并咪唑、卤素取代苯并咪唑、硝基苯并咪唑、氰基苯并咪唑、酰基苯并咪唑、烷氧甲酰基苯并咪唑。
3.根据权利要求1所述的一种基于钯催化碳氢键官能化的2-三氟甲基苯并咪唑类化合物制备方法，其特征在于：所述三氟乙酸酯类化合物2选自三氟乙酸甲酯、三氟乙酸乙酯、三氟乙酸正丙酯、三氟乙酸异丙酯、三氟乙酸正丁酯、三氟乙酸叔丁酯、三氟乙酸正戊酯、三氟乙酸正己酯、三氟乙酸苄酯、三氟乙酸芳酯。
4.根据权利要求1所述的一种基于钯催化碳氢键官能化的2-三氟甲基苯并咪唑类化合物制备方法，其特征在于
5.根据权利要求书1所述的一种基于钯催化碳氢键官能化的2-三氟甲基苯并咪唑类化合物制备方法，其特征在于：所述氧化剂选自叔丁基过氧化氢、1,4-苯醌、9,10-菲醌、过硫酸钾、过硫酸钠、醋酸银、碳酸银、氧化银、氯化铜、溴化铜、醋酸铜。
6.根据权利要求书1所述的一种基于钯催化碳氢键官能化的2-三氟甲基苯并咪唑类化合物制备方法，其特征在于：所述碱选自吡啶、哌啶、哌嗪、四氢吡咯、三乙胺、二异丙基乙基胺、碳酸锂、碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、碳酸铵、碳酸氢钾、碳酸氢钠、碳酸氢铵、甲酸钠、甲酸钾、乙酸钠、乙酸钾、丙酸钠、丙酸钾、特戊酸钠、特戊酸钾、氢氧化钾、氢氧化钠、叔丁醇钾、甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠、乙醇钾、甲酸铵、乙酸铵。
7.根据权利要求书1所述的一种基于钯催化碳氢键官能化的2-三氟甲基苯并咪唑类化合物制备方法，其特征在于：所述有机溶剂选自乙醚、异丙基醚、正丁醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,2-二甲氧基乙烷、1,4-二氧六环、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、环己烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、乙酸乙酯、硝基甲烷、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的一种或几种。
8.根据权利要求书1所述的一种基于钯催化碳氢键官能化的2-三氟甲基苯并咪唑类化合物制备方法，其特征在于：步骤(1)中反应温度为90～140℃，反应时间为8～24h。
9.根据权利要求1所述的一种基于钯催化碳氢键官能化的2-三氟甲基苯并咪唑类化合物制备方法，其特征在于：
10.根据权利要求1-9任一所述制备方法制得的2-三氟甲基苯并咪唑类化合物的应用，其特征在于：所述2-三氟甲基苯并咪唑类化合物应用于制备医药和农药中。
...【技术特征摘要】
1.一种基于钯催化碳氢键官能化的2-三氟甲基苯并咪唑类化合物制备方法，以苯并咪唑类化合物为原料，以三氟乙酸酯类化合物为三氟甲基化试剂，通过钯催化制备2-三氟甲基苯并咪唑类化合物，其特征在于，该方法包括以下步骤：合成路线如下：
2.根据权利要求1所述的一种基于钯催化碳氢键官能化的2-三氟甲基苯并咪唑类化合物制备方法，其特征在于：所述苯并咪唑类化合物1选自苯并咪唑、c1-6直链或支链烷基苯并咪唑、三氟甲基苯并咪唑、芳基苯并咪唑、氨基苯并咪唑、羟基苯并咪唑、烷氧基苯并咪唑、三氟甲氧基苯并咪唑、卤素取代苯并咪唑、硝基苯并咪唑、氰基苯并咪唑、酰基苯并咪唑、烷氧甲酰基苯并咪唑。
3.根据权利要求1所述的一种基于钯催化碳氢键官能化的2-三氟甲基苯并咪唑类化合物制备方法，其特征在于：所述三氟乙酸酯类化合物2选自三氟乙酸甲酯、三氟乙酸乙酯、三氟乙酸正丙酯、三氟乙酸异丙酯、三氟乙酸正丁酯、三氟乙酸叔丁酯、三氟乙酸正戊酯、三氟乙酸正己酯、三氟乙酸苄酯、三氟乙酸芳酯。
4.根据权利要求1所述的一种基于钯催化碳氢键官能化的2-三氟甲基苯并咪唑类化合物制备方法，其特征在于：所述钯催化剂选自氯化钯、溴化钯、碘化钯、硫酸钯、硝酸钯、乙酸钯、三氟乙酸钯、三氟甲磺酸钯、钯/炭、氢氧化钯/炭、二(乙酰丙酮)钯、二(亚苄叉丙酮)钯、三(亚苄叉丙酮)二钯、二(乙腈)二氯化钯、二(三苯基膦)二氯化钯、四(三苯基膦)钯、二(氰基苯)二氯化钯、二(吡啶)二氯化钯、(1,5-环辛二烯)二氯化钯、(2,2’-联吡啶)二氯化钯。
5.根据权利要求书1所述的一种基于钯催化碳氢键官能化的2-三氟甲基苯并咪唑类化合物制备方法，其特征在于...
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