無取代或四取代的n-酰基-咔唑類化合物及其合成方法

專利名稱：無取代或四取代的n-?；?咔唑類化合物及其合成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無取代或四取代的N-酰基-咔唑類化合物及其合成方 法，屬有機化合物及其合成的技術領域。咔唑類化合物(Carbazole derivatives)是 一類重要的雜環(huán)化合物。 這類化合物具有優(yōu)異的光物理性能、電子性能和生物活性。關于咔唑 類化合物的合成己有文獻報道。但N-?；嗳〈沁蝾惢衔锛捌?合成方法的報道很少，而且局限于合成單取代或無取代的N-酰基咔 唑類化合物。例如Buchwald等報道了鈀、銅催化的N-酯基-3-取代咔 唑類化合物的合成(Tsang，W.C.P.; Zheng, N.; Buchwald, S. L. 爿w. C/ e附.2005， /27, 14560); Nozaki等報道了鈀催化的多取代咔唑 類化合物合成(Nozaki， K.; Takahashi， K.; Hiyama， T.; Tang, H.-Z.; Fujiki， M.; Yamaguchi, S.; Tamao， K.C/ ew. 2003, 42,2051)。但上述合成方法存在明顯的缺點不能在環(huán)上引入更多的取代基，原料難以合成或使用昂貴的催化劑等。發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提出一種無取代或四取代的N-酰基-咔唑類化合 物，其特征在于，該化合物具有以下結構其中，R1、 R2、 R3、 R4=H、 d.2o的垸基或芳基或三甲基硅基，R、d-20 的烷基、烷氧基或芳基。本發(fā)明的另一 目的是提供所述的無取代或四取代的N-?；?咔唑 類化合物的合成方法，為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案背景技術，用銅鹽作催化劑，在配體和無機 堿存在下，合成無取代或四取代的N-?；?咔唑類化合物。該方法有 原料簡單易得，催化劑廉價和收率高等優(yōu)點。 現(xiàn)詳細說明本發(fā)明的技術方案。一種無取代或四取代的N-?；?昨唑類化合物的合成方法，其特 征在于，室溫和氮氣保護下向標準Schlenk管中依次加入二碘代物和 酰胺或氨基酯、有機溶劑、催化劑、配體和無機堿，形成反應體系， 將二碘代物、酰胺或氨基酯、有機溶劑、催化劑、配體、無機堿的摩 爾比為1:1-2:47-94:0.05-0.2:0.05-0.2:1-2，反應體系在U0。C和氮氣 保護下，回流48h，經分離提純，得到無取代或四取代的N-?；?咔 唑類化合物，收率47-85%，所述的二碘代物為2，2'-二碘代二聯(lián)苯或 2，2'-二碘代-4,4'，5，5'-四甲氧基二聯(lián)苯、2,2'-二碘代-4，4，，5,5'-四甲基 二聯(lián)苯，所述的酰胺或氨基酯為4-氨基苯甲酰胺、4-甲氧基苯甲酰胺、 戊酰胺、氨基甲酸乙酯或苯甲酰胺，所述的催化劑為銅鹽CuI、CuBr、 CuCN或乙酸銅，所述的無機堿為K2C03、 Cs2C03或Na2C03，所述 的配體為N,N，-二甲基-l， 2-乙二胺、N，N，-二甲基環(huán)己基-l， 2-二胺 或1， 10-菲咯啉，所述的有機溶劑為甲苯、二甲苯或1， 4-二氧六環(huán)。以下是與上述合成有關的反應簡式2， 2'-二碘代二連苯類衍生物與酰胺或氨基酯在銅鹽催化劑存在 下的偶聯(lián)-環(huán)化反應Rl R2 。 Rl R2其中，1^、112、113、114= H、d-2o的烷基或芳基或三甲基硅基，R5 = C,. 的烷基、烷氧基或芳基；所述的芳基是苯基、萘基或蒽基。 與背景技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、 二碘代物易于得到，酰胺和氨基酯價格低廉。2、 所用銅鹽和無機堿在空氣中穩(wěn)定，價格低廉。配體，有機溶劑銅鹽，無機堿3、 可以方便地合成無取代和四取代的咔唑類化合物。4、 可以高轉化率、高選擇性地合成此類化合物。5、 普適性好。芳基、烷基、烷氧基取代的二碘代物或芳基、烷 基取代酰胺或氨基酯都可以很好地反應?，F(xiàn)通過實施例進一步說明本發(fā)明的技術方案。所有的實施例均按 照上文中"發(fā)明內容"所述的合成方法進行操作，每個實施例僅羅列關 鍵的技術參數(shù)。實施例一無取代N-?；?咔唑類化合物4-氨基苯基-(9//-咔 唑-9-基)酮二碘代物、酰胺、有機溶劑、催化劑、配體和無機堿分別選用2,2'-二碘代二聯(lián)苯、4-氨基苯甲酰胺、甲苯、Cul、 N,N'-二甲基-l， 2-乙二胺和K2C03，原料的用量為2,2'-二碘代二聯(lián)苯1.0 mmol、 4-氨基苯甲酰胺1.0 mmol、甲苯5ml、 CuI0.05mmo1、 N,N'-二甲基-l， 2-乙二胺0.05 mmol、 K2C031.0 mmol， 二碘代物酰胺有機溶劑催 化劑配體無機堿的摩爾比為1:1:47:0.05:0.05:1，得無取代N-?；?咔唑類化合物4-氨基苯基-(9//-咔唑-9-基)酮，收率65%。 'H NMR (CDC13, Me4Si) S 4.11 (s， 2H)， 6.61-6.64 (d, ■/ = 12Hz， 2H)， 7.18-7.27 (m, 4H)， 7.53-7.55 (d, / = 8Hz, 4H)， 7.96 (s, 2H); 13C 畫R (CDC13, Me4Si) S 114.06, 115.38, 119.76, 122.67， 124.31, 125.55 126.42, 132.27， 139.49， 150.98, 169.22. HRMS計算值for C19H14N20 286.1106，實測值286.1119 (EI).實施例二無取代N-?；沁?-甲氧基苯基-(9iZ-咔唑-9-基)具體實施方式
Q的合成。二碘代物、酰胺、有機溶劑、催化劑、配體和無機堿分別選用2,2'-二碘代二聯(lián)苯、4-甲氧基苯甲酰胺、甲苯、CuBr、 N,N'-二甲基-l， 2-乙二胺和Na2C03，在室溫和氮氣保護下向標準Schlenk管中依次加 入1.0 mmol2,2'-二碘代二聯(lián)苯、1.5mmol 4-甲氧基苯甲酰胺、甲苯 8ml、 0.13 mmol CuBr、 0.13mmo1 N,N，誦二甲基-1 ， 2-乙二胺、1.5mmo1 Na2C03，反應體系在110°C和氮氣保護下回流48h， 二碘代物酰胺 有機溶劑催化劑配體:無機堿的摩爾比為1:1.5:75:0.13:0.13:1.5，得 4-甲氧基苯基-(9//-咔唑-9-基)酮，收率84%。'H畫R (CDC13， Me4Si) 5 3.78 (s， 3H), 6.86-6.88 (d， / = 8Hz, 2H)， 7.23-7.27 (m, 4H)， 7.45-7.47 (m， 2H), 7.59 (d， / = 12Hz, 2H)， 7.89-7.97 (m, 2H);13C畫R (CDC13, Me4Si) S 55.41, 113.99， 115.43, 119.74， 122.95， 125.67， 126.49， 127.42， 131.67, 139.25， 163.11， 168.98. HRMS calcd for C20H15NO2 301.1103, found 301.1111.實施例三無取代N-?；沁?-丁基-(9H-咔唑-9-基)酮0Bu 的合成。二碘代物、酰胺、有機溶劑、催化劑、配體和無機堿分別選用2,2'-二碘代二聯(lián)苯、戊酰胺、甲苯、Cul、 N，N，-二甲基環(huán)己基-l, 2-二胺 和K2C03,在室溫和氮氣保護下向標準Schlenk管中依次加入1.0 mmol 2,2'-二碘代二聯(lián)苯、2.0 mmol戊酰胺、甲苯10ml、0,2 mmol Cul、 0.2 mmol N，N，-二甲基環(huán)己基-1， 2-二胺、2.0 mmol Cs2C03，反應體 系在110 eC和氮氣保護下回流48h， 二碘代物酰胺有機溶劑催化 劑配體無機堿的摩爾比為1:2:94:0.2:0.2:2，得4-丁基-(9//-咔唑-9-基)酮，收率85% 。'H NMR (CDC13, Me4Si) 5 0.92(t, >/ = 8Hz, 3H)， 1.40-1.53(m, 2H)， 1.79-1.83(m, 2H)， 3.00(t， J = 8Hz, 2H)， 7.26(t， J = 8Hz, 2H), 7.36(t, J =8Hz, 2H)， 7.86(d， / = 8Hz， 2H), 8.09(d， ■/ = 8Hz， 2H); 13C NMR (CDC13， Me4Si) S 13.94， 22.35， 26.71， 38.83， 116.37， 119.72, 123.43， 126.33， 127.22, 138.52， 173.30. H固S calcd for Cl7H17NO 251.1310, found 251.1321.實施例四四取代N-?；沁?，3，6,7-四甲氧基-9H-咔唑-9-基 酸乙酯一O、 "、二碘代物、氨基酯、有機溶劑、催化劑、配體和無機堿分別選用2，2'-二碘代-4，4，，5，5，-四甲氧基二聯(lián)苯、氨基甲酸乙酯、二甲苯、CuCl、 N，N'-二甲基-l， 2-乙二胺和K2C03，在室溫和氮氣保護下向標準 Schlenk管中依次加入1.0 mmol 2,2'-二碘代-4,4，，5,5，-四甲氧基二聯(lián) 苯、2.0 mmol氨基甲酸乙酯、二甲苯5ml、 0.2 mmol Cul、 0.2 mmol N,N，-二甲基-l， 2-乙二胺、1.8 mmol K2C03，反應體系在110。C和 氮氣保護下回流48h， 二碘代物氨基酯:有機溶劑催化劑:配體無 機堿的摩爾比為1:2:47:0.2:0.2:1.8，，得2，3，6，7-四甲氧基-9H-咔唑-9-基酸乙酯，收率47% 。NMR (CDCb, Me4Si) S 1.46(t, J = 7.2Hz， 3H), 3.88(s， 6H), 3.90(s, 6H)， 4.42(q， J = 7.2Hz, 2H)， 7.06(s, 2H)， 7.70(s, 2H); 13C NMR (CDC13 Me4Si) S 14.19， 55.88， 55.99， 62.67, 100.07， 100.33， 118.17， 131.79， 146.08, 147.78， 151.98. HRMS calcd for C19H2iN06 359.1369, found實施例五四取代N-?；沁?，3，6，7-四甲氧基-9H-咔唑-9-基丁基酮的合成。的合成。二碘代物、酰胺、有機溶劑、催化劑、配體和無機堿分別選用2，2'-二碘代-4,4，，5，5，-四甲氧基二聯(lián)苯、戊酰胺、甲苯、CuCN、 N，N，-二甲 基-1， 2-乙二胺和K2C03，在室溫和氮氣保護下向標準Schlenk管中 依次加入1.0 mmol 2,2'-二碘代-4，4',5,5'-四甲氧基二聯(lián)苯、2.0 mmol 戊酰胺、甲苯5ml、 0.2 mmol CuCN、 0.2 mmol N，N，-二甲基-1 ， 2-乙 二胺、2.0 mmol K2C03，反應體系在110 °C和氮氣保護下回流48h， 二碘代物酰胺有機溶劑催化齊U :配體無機堿的摩爾比為 1:2:47:0.2:0.2:2，得2,3，6，7-四甲氧基-9H-咔唑-9-基丁基酮，收率55 % 。&畫R (CDC13, Me4Si) S 0.95(t, J = 7.2Hz, 3H)， 1.43-1.46(m, 2H)， 1.77-1.82(m， 2H)， 2.86(t, / = 7.2Hz, 2H)， 3.88(s， 6H), 3.91(s， 6H), 7.07(s， 2H)， 7.59(s， 2H); 13C畫R (CDC13, Me4Si) S 13.67， 22.15, 26.29, 38.13, 55.79， 55.91, 100.18, 100.57, 118.75， 131.83， 146.09， 147.51， 172.18. HRMS calcd for C2lH25N05 371.1733， found 371.1729. 實施例六四取代N-?；沁?,3，6，7-四甲基-9H-咔唑-9-基苯基酮Ph 的合成。二碘代物、酰胺、有機溶劑、催化劑、配體和無機堿分別選用2,2'-二碘代-4，4'，5，5'-四甲基二聯(lián)苯、苯甲酰胺、二甲苯、Cul、 1， 10-菲 咯啉和K2C03,在室溫和氮氣保護下向標準Schlenk管中依次加入1.0 mmol 2，2'-二碘代-4,4',5,5，-四甲基二聯(lián)苯、2.0 mmol苯甲酰胺、二甲 苯5ml、 0.2 mmol Cul、 0.2 mmol 1 ， 10-菲咯啉、2.0 mmol K2C03， 反應體系在110 °C和氮氣保護下回流48h， 二碘代物酰胺有機溶劑催化劑配體無機堿的摩爾比為1:2:47:0.2:0.2:2，得2,3，6，7-四甲基 -9H-咔唑-9-基苯基酮，收率73%。實施例七四取代N-?；沁?,3,6，7-四甲基-9H-咔唑-9-基酸乙酯二碘代物、氨基酯、有機溶劑、催化劑、配體和無機堿分別選用2,2'-二碘代-4，4，，5,5，-四甲基二聯(lián)苯、氨基甲酸乙酯、1， 4-二氧六環(huán)、乙 酸銅、N,N，-二甲基-1， 2-乙二胺和K2C03，在室溫和氮氣保護下向標 準Schlenk管中依次加入1.0 mmol 2,2'-二碘代-4，4，，5,5，-四甲基二聯(lián) 苯、2.0 mmol氨基甲酸乙酯、1， 4-二氧六環(huán)5ml、 0.2mmol乙酸銅、 0.2 mmol N,N，-二甲基-1， 2-乙二胺、2.0 mmol K2C03，反應體系在 110°(:和氮氣保護下回流48h， 二碘代物氨基酯:有機溶劑催化劑: 配體無機堿的摩爾比為1:2:47:0.2:0.2:2，得2，3，6，7-四甲基-9H-咔唑 -9-基酸乙酯，收率73%。
權利要求
1、一種無取代或四取代的N-?；?咔唑類化合物，其特征在于，該化合物具有以下結構id="icf0001" file="S2008100357846C00011.gif" wi="38" he="25" top= "42" left = "85" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>其中，R1、R2、R3、R4＝H、C1-20的烷基或芳基或三甲基硅基，R5＝C1-20的烷基、烷氧基或芳基。
2、權利要求1所述的無取代或四取代的N-?；?咔唑類化合物的 合成方法，其特征在于，室溫和氮氣保護下向標準Schlenk管中依次 加入二碘代物和酰胺或氨基酯、有機溶劑、催化劑、配體和無機堿， 形成反應體系，將二碘代物、酰胺或氨基酯、有機溶劑、催化劑、配 體、無機堿的摩爾比為1:1-2:47-94:0.05-0.2:0.05-0.2:1-2，反應體系 在IIO'C和氮氣保護下，回流48h，經分離提純，得到無取代或四取 代的N-?；?咔唑類化合物，收率47-85%，所述的二碘代物為2,2'-二碘代二聯(lián)苯或2,2'-二碘代-4,4',5,5'-四甲氧基二聯(lián)苯、2,2'-二碘代 -4，4'，5,5'-四甲基二聯(lián)苯，所述的酰胺或氨基酯為4-氨基苯甲酰胺、 4-甲氧基苯甲酰胺、戊酰胺、氨基甲酸乙酯或苯甲酰胺，所述的催化 劑為銅鹽Cul、 CuBr、 CuCN或乙酸銅，所述的無機堿為K2C03、 Cs2C03或Na2C03，所述的配體為N,N，-二甲基-l， 2-乙二胺、N,N，-二甲基環(huán)己基-1， 2-二胺或l， 10-菲咯啉，所述的有機溶劑為甲苯、 二甲苯或1， 4-二氧六環(huán)。
全文摘要
無取代或四取代的N-酰基-咔唑類化合物及其合成方法，屬有機化合物及其合成的技術領域。該化合物如右式下結構，其中，R¹、R²、R³、R⁴＝H、C_1-20的烷基或芳基或三甲基硅基，R⁵＝C_1-20的烷基、烷氧基或芳基。以二碘代物和酰胺或氨基酯為原料，用銅鹽作催化劑，在配體和無機堿存在下，合成無取代或四取代的N-酰基-咔唑類化合物。該方法有原料簡單易得，催化劑廉價和收率高等優(yōu)點。
文檔編號C07D209/00GK101260074SQ20081003578
公開日2008年9月10日 申請日期2008年4月9日 優(yōu)先權日2008年4月9日
發(fā)明者張慧敏, 李艷忠, 楊靜宇, 袁基衛(wèi) 申請人:華東師范大學