[发明专利]可溶性功能咔唑衍生物及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种可溶性功能咔唑衍生物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)在惰性气体保护下，以3，6-二溴咔唑和可溶性烷基、烷氧基或者氟取代的苯基硼酸酯作为反应原料，通过钯催化Suzuki偶联反应在咔唑3，6位同时接入烷基，烷氧基或者氟原子取代的苯基，得到的3，6位修饰的可溶性咔唑衍生物；3，6-二溴咔唑与可溶性烷基、烷氧基、或者氟取代的苯基硼酸酯的摩尔比为1∶2～1∶3；反应温度为70～110℃，反应时间为8～36h，钯催化Suzuki偶联反应的催化剂为四三苯基膦合钯，四三苯基膦合钯与3，6-二溴咔唑摩尔比1∶100～3∶100；

(2)在惰性气体保护下，步骤(1)得到的3，6位修饰的可溶性咔唑衍生物与对二溴苯通过一价铜盐催化Ullmann偶联反应得到3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑溴化物；3，6位修饰的可溶性咔唑衍生物与对二溴苯的摩尔比为1∶1～1∶3；反应温度为140～170℃，反应时间为12～36h，一价铜盐催化Ullmann偶联反应的催化剂为碘化亚铜，碘化亚铜与3，6位修饰的可溶性咔唑衍生物的摩尔比3∶100～5∶100；

(3)在惰性气体保护下，以步骤(2)得到的3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑溴化物与3，6-二芳基-N-苯基咔唑硼酸酯通过钯催化Suzuki偶联反应引入刚性基团Ar，得到目标产物可溶性功能咔唑衍生物；3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑溴化物与3，6-二芳基-N-苯基咔唑硼酸酯的摩尔比为1∶1；反应温度为70～110℃，反应时间为8～36h，所述的钯催化Suzuki偶联反应的催化剂为四三苯基膦合钯；四三苯基膦合钯与3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑溴化物摩尔比1∶100～3∶100；

所述的咔唑衍生物具有如下化学结构式：

其中R₁～R₅为烷基，烷氧基，氟原子或者氢原子，R₁～R₅不同为氢原子；Ar为芳烃或者 芳烃衍生物；

所述的芳烃或者芳烃衍生物为如下结构式(1)～(3)中的一种；

所述式(1)中R₁～R₅为含碳数为1-20的烷基，烷氧基，氟原子或者氢原子；所述式(2)或式(3)中，R₁为含碳数为1-20的烷基，烷氧基，氟原子或者氢原子。

2.一种可溶性功能咔唑衍生物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)在惰性气体保护下，以3，6-二溴咔唑和可溶性烷基、烷氧基、或者氟取代的苯基硼酸酯作为反应原料，通过钯催化Suzuki偶联反应在咔唑3，6位同时接入烷基，烷氧基或者氟原子取代的苯基，得到的3，6位修饰的可溶性咔唑衍生物；3，6-二溴咔唑与可溶性烷基、烷氧基、或者氟取代的苯基硼酸酯的摩尔比为1∶2～1∶3；反应温度为70～110℃，反应时间为8～36h，钯催化Suzuki偶联反应的催化剂为四三苯基膦合钯，四三苯基膦合钯与3，6-二溴咔唑摩尔比1∶100～3∶100；

(2)在惰性气体保护下，步骤(1)得到的3，6位修饰的可溶性咔唑衍生物与对二溴苯通过一价铜盐催化Ullmann偶联反应得到3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑溴化物；3，6位修饰的可溶性咔唑衍生物与对二溴苯的摩尔比为1∶1～1∶3；反应温度为140～170℃，反应时间为12～36h，一价铜盐催化Ullmann偶联反应的催化剂为碘化亚铜，碘化亚铜与3，6位修饰的可溶性咔唑衍生物的摩尔比3∶100～5∶100；

(3)在惰性气体保护下和液氮/异丙醇浴下，步骤(2)得到的3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑溴化物在丁基锂和4，4，5，5-四甲基-1，3，2-异丙醇基硼酸酯作用下继而反应生成3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑的硼酸酯；3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑溴化物与丁基锂的摩尔比为1∶1～2∶3，与4，4，5，5-四甲基-1，3，2-异丙醇基硼酸酯的摩尔比为1∶2～1∶3；反应时间为12～24h；

(4)在惰性气体保护下以步骤(3)所得3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑的硼酸酯与3，6-二芳基-N-对溴苯基咔唑通过钯催化Suzuki偶联反应引入刚性基团Ar，得到目标产物可溶性功能咔唑衍生物；3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑硼酸酯与3，6-二芳基-N-对溴苯 基咔唑的摩尔比为1∶1；反应温度为70～110℃，反应时间为8～36h，所述的钯催化Suzuki偶联反应的催化剂为四三苯基膦合钯；四三苯基膦合钯与3，6位修饰的可溶性-N-苯基咔唑的硼酸酯的摩尔比为1∶100～3∶100；所述的咔唑衍生物具有如下化学结构式：

其中R₁～R₅为烷基，烷氧基，氟原子或者氢原子，R₁～R₅不同为氢原子；Ar为芳烃或者芳烃衍生物；

所述的芳烃或者芳烃衍生物为如下结构式(1)～(3)中的一种；

所述式(1)中R₁～R₅为含碳数为1-20的烷基，烷氧基，氟原子或者氢原子；所述式(2)或式(3)中，R₁为含碳数为1-20的烷基，烷氧基，氟原子或者氢原子。