背景及概述
N‑苯基咔唑是咔唑肟酯衍生物的合成和光引发性研究的原料药,此外,N‑苯基咔唑还是是合成有机光电材料的重要中间体,因此,研究N‑苯基咔唑合成对于有机光电材料产业的发展具有重要的意义。
制备
工业上,N‑苯基咔唑主要以咔唑、卤代苯为原料,在催化剂、配体以及碱的作用经C‑N偶联反应制备得到;所用原料卤代苯通常以苯和卤素经卤化反应合成[1]。若能以苯、咔唑为原料,通过一步反应制备得到N‑苯基咔唑,将大大缩减合成步骤,提高原子利用率,降低生产成本。
图1 N‑苯基咔唑的合成反应式
实验操作:
方法一、
氮气保护下,在500mL反应瓶内加入236.4g苯(99%,3.0mol),50.6g咔唑(99%,0.3mol),5.7g碘化亚铜(99.9%,0.03mol),15.8g Mannich碱配体L1(99%,0.03mol),90.3g过氧化二叔丁基(97%,0.6mol),投料毕,升温至80℃,搅拌转速600rpm,保温反应12hr,反应结束后,减压蒸馏回收未反应的苯,残留物中加入水及乙酸乙酯萃取,有机层脱溶得到粗品以乙醇结晶得到66.1g N‑苯基咔唑,含量99.5%,收率90.1%。
方法二、
氮气保护下,在250mL反应瓶内加入118.2g苯(99%,1.5mol),50.6g咔唑(99%,0.3mol),5.9g氯化亚铜(99.9%,0.06mol),21.5g Mannich碱配体L3(99%,0.06mol),83.6g过硫酸钾(99%,0.3mol),投料毕,升温至70℃,搅拌转速600rpm,保温反应6hr,反应结束后,减压蒸馏回收未反应的苯,残留物中加入水及乙酸乙酯萃取,有机层脱溶得到粗品以乙醇结晶得到31.6g N‑苯基咔唑,含量98.6%,收率42.7%。
结论
本文以苯、咔唑为原料,在催化剂、配体及氧化剂的作用下制备N‑苯基咔唑,与已报道方法相比,该方法使用廉价易得的苯作原料,苯无需转化为卤代苯,直接与咔唑经氧化偶联制备N‑苯基咔唑,反应过程中苯既作反应物又作溶剂,反应条件温和,操作方便;该方法原料经济性好,成本低,经济效益显著,产品质量好,为N‑苯基咔唑合成提供一种新的方法。
参考文献
[1]Kwon, Jae Kwan; Cho, Joong Hyun; Ryu, Young-Sil; Oh, Se Hwan; Yum, Eul Kgun Tetrahedron, 2011 , vol. 67, # 26 p. 4820 - 4825