1-苄基-3-乙基苯并咪唑溴化盐的合成.

1、1- 苄基-3- 乙基苯并咪唑溴化盐的合成摘要 : 目前文献报道的离子液体的种类并不多，离子液体的体系也还远远没有完善起来，已开发的大多数 离子液体合成过程比较复杂，合成成本较高。因此，寻找一种高效清洁的离子液体合成方法，增加离子液 体种类的数量，扩充离子液体的基础研究的内容，修饰离子液体的组成及其结构单元，扩展和深化离子液 体的功能应用，开拓新的离子液体的研究和应用领域是持续加深的绿色化学和环境友好化学的需求，也是 当前离子液体研究的一项主要内容。本论文采用传统的方法以苯并咪唑、溴乙烷和溴化苄为原料，合成了 1- 苄基-3- 乙基苯并咪唑溴化盐，并对目标产物1-苄基-3-乙基苯并咪唑溴化盐进

2、行了 FT-IR , 1HNMF和13CNMR吉构表征。关键词 : 苯并咪唑 ; 有机合成 ; 表征1. 引言1.1 苯并咪唑的性质 苯并咪唑类化合物是一种含有两个氮原子的苯并杂环化合物 , 分子中的两个氮原子中的 其中一个N原子含有一对孤对电子与苯环形成了一个共轭大n键，致使1-N原子带负电，2-C形成碳正离子，从而使一些带正电的基团进攻1-N而发生化学反应。苯并咪唑及其衍生物类化合物的分子式中含有活性较强的碳正离子, 使其形成生物活性较强的中间体。 因此,此类 化合物在医学和化学工业领域上占据了至关重要的环节, 在医学上可作为药物中间体 , 制备 人、畜的驱虫药物 . 含咪唑环的苯并咪唑及

3、其衍生物抗癌、抗真菌、镇痛消炎、抗风湿、驱 虫等方面有很重要的药用价值 1 。它的某些金属配合物具有杀菌、抗癌等活性7 。 而且其铜锌等金属配合物具有特殊的催化性质 , 在金属酶的模拟方面具有重要的作用8,9. 。苯并咪唑类化合物还具有荧光的性质,在医药、生命科学和高性能有机材料等领域 2-5 得到广泛应用,一直以来都是化学、生物学和材料学等交叉学科研究的热点 6 。除此之外,随着科技 的进步和人类生活水平的提高, 人们对环境的保护意识也随着发生了改变, 人们逐渐向绿色 化学方向发展。烷基苯并咪唑及其衍生物为咪唑类离子液体的发展提供了帮助。离子液体( Ion ic Liquids, 简写 :

4、ILs), 又称室温离子液体 ( Roomor Ambient Temperature Ion icL iquids, RTILs) ,是一类室温或相近温度下完全由离子组成的有机液体化合物。离子液体一般由有机阳离子 ( 目前研究的有机阳离子主要有 : 咪唑类、吡啶类、季铵盐类、季膦盐 类四类)和无机或有机阴离子组成 (如 PF6 -、 BF4 -、Br-、C l-、I-、 Al 2 Cl7 - 、AlCl 4 - 等10 。由不对称的有机阳离子和有机或无机阴离子组成 . 与传统有机溶剂相 比,离子液体具有不易燃烧、 热稳定性好、 毒性小、 溶解能力强、 导电性能好、 挥发性低 11 、 结构可

5、调等优点,广泛用于有机或无机 12反应、酶催化反应 13 、电化学 14 、分析化学 15以及分离 16 等过程中的溶剂、电解质、催化材料等，与超临界流体一样被称为绿色溶剂 有望替代传统有机溶剂。1.2 本实验的原理及目的本文是用苯并咪唑、溴乙烷和溴化苄为原料合成的1-苄基 -3- 乙基苯并咪唑，它是一种离子液体， 为将来绿色化学的发展奠定了基础， 是从源头清除污染的一项措施 , 它为人类解 决化学工业对环境的污染 , 实现经济和社会可持续发展提供了有效的手段。 目前在化学工业 中大量使用的有毒、易挥发的有机溶剂由始至终都违背着绿色化学的理念 . 在寻找有机溶剂 的替代品时 , 人们发现离子液

6、体具有高热稳定性、 可忽略的蒸气压、 宽的液态温度区间、 可 调控的对极性及非极性物质的良好溶解性 , 它能够替代传统有机溶剂介质进行化学反应（ 特别是催化反应 ）, 从而实现反应过程的绿色化 , 因此离子液体的研究得到了迅猛的发展 . 咪 唑类离子液体与过渡金属催化剂形成卡宾配合物 , 以及离子液体稳定纳米粒子的实验证据 , 为解释离子液体体现出和传统溶剂不同的特性提供了理论依据 . 离子液体的物理化学性质 研究可为这些理论探讨提供基础数据 , 目前己经成为离子液体研究领域的另一热点 l7 。2 实验部分2. 1 材料及试剂苯并咪唑 （AR ， Lancaster 公司） ，溴代乙烷（CP，

7、成都科龙化工试剂厂）乙酸乙酯（AR,天津市光复精细化工研究所）二氯甲烷（AR,天津市光复精细化工研究所）NaOH（AR西陇化学试剂有限公司）乙酸乙酯（AR,天津市光复精细化工研究所）二氯甲烷（AR,天津市光复精细化工研究所） 对甲苯磺酸（ AR， 国药集团化学试剂有限公司） 对羟基苯甲酸（ AR， 国药集团化学试剂有限公司） 对氨基苯甲酸（ AR， 国药集团化学试剂有限公司） 氯乙酸（AR西陇化学试剂有限公司） 四氟硼酸钠（ AR， 国药集团化学试剂有限公司） 水杨酸（AR西陇化学试剂有限公司） 苯甲酸（ AR， 国药集团化学试剂有限公司）苯甲醇（ A.R， 上海试剂四厂昆山分厂）冰乙酸（A.

8、R,上海建鑫化工试剂厂）苯甲醛（AR天津市致远化学试剂厂）2. 2仪器旋转蒸发仪N-1100D-WD（云南科仪化玻有限公司）傅立叶红外 IS10 （ Thermo Scientific Nicolet）；DRX-400核磁共振仪器（Bruker公司）；DZFF系列真空干燥箱（上海华连医疗器械有限公司ZF-20D暗箱式紫外分析仪（巩义市华仪器有限责任公司）恒温磁力搅拌器（上海司乐仪器有限公司）2. 3合成路线2HCOOHRBr/TBABCH2CH3nr,.CH2CH3DMFrelux1-苄基-3-乙基苯并咪唑溴化盐的合成路线2.4苯并咪唑的合成称取2.3 g个邻苯二胺，2.4 g甲酸加入50mL

9、三颈烧瓶，放入微波反应器中，连接好冷凝回流装置，磁力搅拌条件下慢慢加入约2mL浓盐酸，于70C条件下反应2 h（TLC检测），冷却至室温，然后用稀氨水 （30%）调节PH至7-8，这时会产生大量沉淀，抽虑，真空干燥的 粗产品，用无水乙醇重结晶得白色晶体，产率60%2.5 1-乙基取代苯并咪唑的合成取3.0 g苯并咪唑，1.0 g四丁基溴化铵加入到 50ml三颈烧瓶中，然后再加入25 mL20% 的氢氧化钠水溶液，连接好装置后转移至反应器中，打开恒温磁力搅拌器，当温度达到70C时，缓慢滴加入4.2 mL溴乙烷，TLC点板跟踪，反应5 h后结束， 然后将上述反应冷却 的液体移入分液漏斗中，用二氯甲

10、烷萃取反应物（30 mLX3）,取上层用25mLX 3饱和氯化钠水溶液洗涤，浓缩，柱层分析(乙酸乙酯：石油醚 =1: 10),得到淡黄色液体1-乙基苯并 咪唑。2.6 1-苄基-3-乙基苯并咪唑溴化的合成向50 mL三颈烧瓶中加入 1.5g(0.01mol) 1- 乙基苯并咪唑和 25mL DMF将烧瓶置于油浴中，连接好冷凝回流装置，当温度恒定在75C时，磁力搅拌下缓慢滴加1.3mL( 0.011mol )溴化苄，TLC检测，反应约5h,加入25mL去离子水，用25mLX3乙酸乙酯萃取出有机层， 取下层水相，然后用二氯甲烷萃取，得到黄色粘稠状液体，再用25mL3饱和食盐水洗涤3次，浓缩，重结晶

11、得白色晶体，即为1-苄基-3-乙基苯并咪唑溴化盐。2.7 1-乙基苯并咪唑盐的谱图(核磁共振+红外光谱)s CO 4-JO *lP-9 9嘉 gsF二 n-fnt 0 9 Q 20h，r*- g 0 口 ro r- un m im -r| cn p- w SL * i. * r- r-i, pr-JSirrnm-i X 豐 iH-l 怎$:畀豐髦* -*齐詬J叭 qilxLX谥1-乙基苯并咪唑盐的 H NMR谱图I淬歼150140130120眄*r *r 耳 e rn2an Mac 1J.51paUIf呻旨3 DM.2iH3t.4Ll riiQ.3H7K nxLicnm mc 243 2D.E

12、HXI rj= 4j W VMEMl.l Z.IHGHDQfi me 山 QJPWPW 聿*7LSX MmiLM. misi21fAirLi7?CKl VeviaxN3SSiaLuW HlUilaKl.jiq110 100 0 80 706050403020131-乙基苯并咪唑盐的CNMR谱图153000C販301C25002COOfevanuiers icirj1-乙基苯并咪唑盐的IR谱图2.8 结果分析1产率 40% 白色晶体； m.p.135-137 C. H NMR (400MHz, CDCb) , 3: 11.97(s , 1H, CH)， 7.71-7.26 (m， 9H， Ben

13、zene) ， 5.90(s ， 2H， CH2)， 4.65-4.70(q ， 2H， CH2)， 1.80(t ， 3H, CH3) 。1313C NMR (400 MHz, DMSO-d6): 142.67, 134.55, 131.65, 131.34, 129.43, 129.16, 128.70, 127.14, 127.04, 114.33, 50.27, 49.05, 42.68, 14.53。-1IR(KBr , v /cm )3389 , 3136, 2360, 1646, 1403, 1073, 937, 525.3 结论近年来， 环境质量的不断恶化对化工生产过程的绿色化

14、的要求日益强烈， 离子液体由于 具有不挥发、不可燃、液态范围宽、热稳定性好、溶解性好、物化性质可调等优点，被认为 与超临界 CO2 和双水相一起构成三大绿色溶剂，具有广阔的应用前景。目前所报道的离子液 体组成主要是， 阳离子 : 咪唑类、吡啶类、季铵盐类、季膦盐类四类； 阴离子 PF6 - 、 BF4 -、Br-、C l-、I-、 Al 2 Cl7 -、AlCl 4 -等10。这些离子液体的种类有限，离子液体化学基础还远未完备， 且很多文献报道的离子液体的合成方法所需原料成本高、 收率低、 分离过程复杂。 因此，研究低成本、 合成方法简单的新型离子液体的制备、 表征及其在有机 合成中的拓展应用

15、是具有十分重要的创新意义和应用价值。本论文是采用传统方法来合成， 合成了 1 种未见文献报道的新型离子液体苯并咪唑溴化 盐。以1-乙基苯并咪唑和溴化苄为原料，25mL DMF溶液为溶剂，在恒温磁力搅拌作用下，控制温度在75C的条件下，反应 5 h后得到1-苄基-3-乙基苯并咪唑溴化盐离子液体，并13对目标产物1-苄基-3-乙基苯并咪唑溴化盐进行了FT-IR，1HNMF和 CNMR吉构表征。虽然本方法与先进的水相微波辅助方法相比有所欠缺， 但是对苯并咪唑盐及衍生物类化合物的研 究是有很大帮助的,尤其是在实验设备比较欠缺的地方也可以采用此方法进行。致谢他严肃的科学本研究及学位论文是在我的导师王老师

16、的亲切关怀和悉心指导下完成的。态度， 严谨的治学精神， 精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。王老师不仅在学业 上给我以精心指导， 同时还在思想、 生活上给我以无微不至的关怀， 在此谨向王老师致以诚 挚的谢意和崇高的敬意。 我还要感谢在一起愉快的度过毕业论文小组的同学和师姐们，正是由于你们的帮助和支持， 我才能克服一个一个的困难和疑惑， 直至本文的顺利完成。在论文即将完成之际， 我的心情无法平静， 从开始进入课题到论文的顺利完成， 有多少可敬的师 长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意 ! 我还要感谢培养我长大含 辛茹苦的父母，谢谢你们！最后，再次对关心、帮助我的老师和同

17、学表示衷心地感。参考文献 : 1 李焱，马会强，王玉炉 . 苯并咪唑及其衍生物合成与应用研究进展 J, 河南师范大学化学与环境科 学学院 , 2008,28(2): 210-217 . 2 Akamatsu, H. , K. Fukase, S. Kusumoto. New Efficient Route for Solid - phase SynthesisofBenzimidazole Derivatives J . J.Comb. Chem. , 2002 (4) : 475483. 3 Horiy, Bichenkova, E. V. Wiltonan, et al Synthesis

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