[发明专利]一种异相催化的2-三氟甲基取代的苯并咪唑化合物的制备方法

说明书

本发明公开了一种异相催化的2‑三氟甲基取代的苯并咪唑化合物的制备方法，包括如下步骤：将铜掺杂的氮化碳、碳酸钾，三氟乙基亚胺酰氯以及胺加入到有机溶剂中，于70～90℃反应18～30小时，反应完全后，后处理得到所述的2‑三氟甲基取代的苯并咪唑化合物。该制备方法条件温和，操作简单，起始原料廉价易得，反应效率高，且铜异相催化剂可以回收循环再利用，还可以通过底物设计合成出不同官能团取代的带三氟甲基的苯并咪唑化合物，便于操作的同时拓宽了此方法的应用性。

技术领域

本发明属于有机合成领域，尤其涉及一种异相催化的2-三氟甲基取代的苯并咪唑化合物的制备方法。

背景技术

苯并咪唑化合物是一种非常重要的含氮杂环，广泛存在于很多天然产物和功能材料的分子骨架中(Bioorg.Med.Chem.Lett.2005,15,805-807)。苯并咪唑还常被用于诸多领域，如染料、聚合物、荧光分子以及腐蚀科学。在母体分子中引入三氟甲基可以显著改善其物理化学性质，如电负性、生物有效性、代谢稳定性和亲油性等(J.Med.Chem.2015,58,8315-8359)。因此，构建三氟甲基取代的苯并咪唑化合物具有重要的理论研究意义和实际应用价值。

传统的合成三氟甲基取代的苯并咪唑的方法主要有：1)邻氨基苯胺与三氟乙酸或三氟乙醛的缩合反应；2)邻硝基苯胺与三氟乙酸的还原环化反应；3)苯并咪唑与三氟甲基试剂的直接三氟甲基化反应；4)电化学或高碘化合物促进的氟代脒的环化反应。但以上这些合成方法普遍存在起始原料不易获得、底物范围狭窄以及反应条件剧烈等缺点。在2009年，两个课题组分别报道了均相铜催化的三氟乙酰亚胺氯和胺的串联环化反应合成三氟甲基取代的苯并咪唑化合物。但对于采用可回收再利用的异相催化剂催化的三氟甲基取代的苯并咪唑的合成方法尚无报道。为此我们发展了一种以廉价易得的三氟乙基亚胺酰氯和胺为起始原料，铜掺杂的氮化碳催化的串联环化反应简单高效合成2-三氟甲基取代的苯并咪唑的方法。

发明内容

本发明提供了一种2-三氟甲基取代的苯并咪唑化合物的制备方法，该制备方法反应步骤简单，起始原料和异相催化剂廉价易得，反应效率高，便于操作和应用；该异相催化剂还可以回收利用，循环使用三次的催化效率仅有部分下降。

一种2-三氟甲基取代的苯并咪唑化合物的制备方法，包括如下步骤：将铜掺杂的氮化碳、碳酸钾、三氟乙基亚胺酰氯以及胺加入到有机溶剂中，于70～90℃反应18～30小时，反应完全后，后处理得到所述的2-三氟甲基取代的苯并咪唑化合物；

所述的三氟乙基亚胺酰氯的结构如式(II)所示：

所述的胺的结构如式(III)所示：

R²-NH₂ (III)

所述的2-三氟甲基取代的苯并咪唑化合物的结构如式(Ⅰ)所示：

式(Ⅰ)～(III)中，R¹为H、C₁～C₄烷基、卤素或三氟甲基；R²为C₃～C₆烷基、苯基或苄基。

反应式如下：

反应中三氟乙基亚胺酰氯与胺发生亲核加成-消除反应得到脒类化合物，然后铜催化剂插入芳基上的碳碘键形成铜复合物，在碱作用下脱去一分子碘化氢形成二价或三价环铜中间体，之后发生还原消除反应得到2- 三氟甲基取代的苯并咪唑化合物。

本发明中，可选用的后处理过程包括：过滤，硅胶拌样，最后经过柱层析纯化得到相应的2-三氟甲基取代的苯并咪唑化合物，采用柱层析纯化为本领域常用的技术手段。