[发明专利]咔唑及其衍生物的合成方法

说明书

本发明公开了一种咔唑及其衍生物的合成方法，该合成方法经过N取代反应、乙烯基化反应、脱去R₂基团及烯烃闭环复分解反应得到咔唑及其衍生物。本发明所述咔唑及其衍生物的合成方法，可以根据原料吲哚环上的取代基合成各种咔唑的衍生物，并且咔唑的N上没有取代基，可以根据需要作为中间体进行下一步合成。同时本发明使用来源丰富的原料合成咔唑及其衍生物，满足咔唑及其衍生物巨大的需求量要求。另外，本发明的合成路线简单，反应条件易控制并且容易实现，产物收率高，具有很强的实用性。

技术领域

本发明涉及有机合成领域，特别涉及一种咔唑及其衍生物的合成方法。

背景技术

咔唑又名二苯并吡咯，天然的存在于煤焦油中，是一种重要的有机合成中间体和化工原料。其传统用途是用于合成染料和颜料，例如：用于生产硫化染料海昌蓝、四溴海昌蓝和永固紫RL等。最新的研究发现，在咔唑分子特定位置引入各种取代基团或官能团对咔唑进行化学修饰，可以获得多类结构新颖的咔唑衍生物，目前已有多个被当作药物或药物中间体加以开发，如3-乙酰氨基咔唑、溴代咔唑和4-羟基咔唑显示出一定的生物活性，因此，它们在医药领域的应用也备受关注。此外，咔唑及其衍生物具有强给电子性，使它们具有良好的空穴传输能力，在有机分子电子器件领域有着广泛的应用。例如，聚N-乙烯基咔唑就是一种良好的导电聚合物，被广泛用于静电复印和激光打印等行业。在新一代显示器-有机电致发光二极管(OLED)中，含咔唑核的聚合物也发挥着重要的作用。

咔唑主要是从煤焦油中提出获得。近年来，随着研究和生产需求的不断增长，对咔唑及其衍生物的需求量呈逐年上升的趋势，传统方法合成的化合物虽然比较经济，但是产品单一，不能满足多样性需要。1980年以前，我国的咔唑年提取量仅200吨/年，其中100吨被用于生产海昌蓝，100吨出口到日本用于合成N-乙烯基咔唑和聚N-乙烯基咔唑。九十年代以后，我国兴起了生产有机颜料永固紫RL的热潮，咔唑的用量随之增加，故提取量也随之增加。目前，我国永固紫RL的年产量已增长到3000吨/年，对咔唑需求量越来越大。

因此，发展合成咔唑的简便方法，使其能大规模应用于工业，对于以咔唑为核心的医药、染料、化工颜料、光电导体和感光材料等领域的发展具有重大意义。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明的发明目的是提供一种咔唑及其衍生物的合成方法，该方法简便，能丰富合成的咔唑及其衍生物种类，并且大规模应用于工业。

所述技术方案如下：

一种咔唑及其衍生物的合成方法，其步骤包括：

S1.合成结构如式(1)所示的化合物：

S2.将结构如式(1)所示的化合物与X-R₂进行N取代反应，得到结构如式(2)所示的化合物：

S3.将结构如式(2)所示的化合物进行乙烯基化反应得到结构如式(3)所示的化合物：

S4.将结构如式(3)所示的化合物脱去R₂基团，得到结构如式(4)所示的化合物:

S5.将结构如式(4)所示的化合物进行烯烃闭环复分解反应，得到结构如式(5)所示的咔唑及其衍生物：

其中，其中，R₁选自氢、卤素、烷基、烷氧基、苄氧基、苯基、氨基、二甲胺基，三氟甲基；

R₂为嘧啶基或具有取代基的嘧啶基；

X为Cl、Br中的一种。