[发明专利]一种双核苯并咪唑离子盐及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及咪唑类化合物，具体属于一种双核苯并咪唑离子盐及其制备方法和应用。

背景技术

离子熔融盐，作为一种新型的绿色材料，是一类熔点低于200℃的由有机阳离子和无机阴离子组成的化合物。在1992年，Wilkes等合成了第一个对水和空气都稳定的离子化合物1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，离子盐的研究和应用受到广泛关注，大量含有不同体积阳离子和阴离子的离子盐相继被合成。尤其是最近15年，在有机合成和绿色化学需求的刺激下，离子盐因其热稳定性、化学稳定性、不可燃性、低蒸汽压、以及对有机、无机化合物的溶解可调控等优异特性，在化学合成、催化、太阳能电池以及分析化学等研究领域不断有研究报道。在众多离子盐中，咪唑类离子盐以其良好的热稳定性、强配位能力、高极性及宽的电化学窗口和良好的催化活性成为最常被研究的一种。苯并咪唑盐作为咪唑盐的衍生物，具有多种优良性质：①抗菌、抗肿瘤活性；②作为配体，与过度金属络合，制备有机反应的高效催化剂；③合成内盐，构建五元杂环化合物。然而，对其合成的报道却相对较少，而且仅局限于单核的苯并咪唑盐。本发明提供一类未见文献报道的双核苯并咪唑离子盐，合成简单、整个反应过程条件温和、后处理简单易行、产率高、产品纯度好。将所得双核苯并咪唑离子盐与醋酸钯组合，在溴苯与丙烯酸丁酯的Heck反应中，表现出良好的促进反应的特性。该类化合物可作反应介质，与金属催化剂协同作用，促进有机碳-碳偶合的反应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双核苯并咪唑离子盐及其制备方法，以及双核苯并咪唑离子盐在C-C偶联中的应用。

本发明提供的一种双核苯并咪唑离子盐，其分子结构式如下：

式中(CH₂)n代表不同碳数的烷基链,n＝2～12。

采用的合成路线如下：

双核苯并咪唑离子盐的制备方法，步骤包括：

A.N-苄基苯并咪唑的合成

在反应容器中加入苯并咪唑、氢氧化钠溶液和相转移催化剂，室温搅拌下滴加苄基氯，滴加完毕后将反应液体升温至回流；反应结束后，冷却反应液至室温，抽滤，将滤饼加水和乙酸乙酯，转移至分液漏斗，分出有机相；经无水硫酸钠干燥后，旋蒸除去有机溶剂，得粗产物；将粗产物重结晶，得N-苄基苯并咪唑；

B.双核苯并咪唑离子盐的合成

在盛有甲苯的反应容器中加入N-苄基苯并咪唑和二溴代烃，在氮气保护下，将反应体系升温至回流，反应完毕后，冷却至室温，过滤，滤饼经重结晶得产品双核苯并咪唑离子盐。

其中步骤A中所述的苯并咪唑与苄基氯的摩尔比是1:1.1～1.5，NaOH溶液的浓度是30～40％，相转移催化剂是四丁基溴化铵或四丁基氯化铵，反应温度是100～110℃，粗产物重结晶所用溶剂是甲苯。

其中步骤B中所述的N-苄基苯并咪唑与n-二溴代烃的摩尔比是2～2.5:1；所述的重结晶是先用混合溶剂重结晶，再用无水乙醇重结晶；所述的混合溶剂是乙腈、乙酸乙酯和乙醚按体积比1:20～25:5～10的混合液。

本发明的双核苯并咪唑离子盐，可与醋酸钯组合用于Heck反应。在溴苯与丙烯酸丁酯的Heck反应中，表现出良好的反应活性。

有益效果：本发明双核苯并咪唑离子盐具备离子盐的诸多优良特性，如热稳定性、化学稳定性、不可燃性、低蒸汽压及强配位能力。该类化合物可作反应介质，与金属催化剂协同作用，促进有机碳-碳偶合的反应。本发明双核苯并咪唑离子盐合成简单、整个反应过程条件温和、后处理简单易行、产率高、产品纯度好。

具体实施方式

本发明通过以下实施例进一步详述，但本实施例中所叙述的技术内容是说明性的，不应用于局限本发明的保护范围。本发明所包含的其它双核苯并咪唑盐(n＝5,7-12)的制备方法同实例3，本发明实例不再一一叙述。

实施例1

N-苄基苯并咪唑的合成: