微波促进下苯并咪唑与芳基卤化物的偶联反应_图文

1、2008年第28卷第7期, 12781281有 机 化 学Chinese Journal of Organic ChemistryV ol. 28, 2008 No. 7, 12781281 Received December 6, 2007; revised January 25, 2008; accepted March 5, 2008.浙江省自然科学基金(No. 202075、浙江省有机化学重点学科建设(No. 020101资助项目.No. 7刘影英等：微波促进下苯并咪唑与芳基卤化物的偶联反应12791 实验部分1.1 仪器及试剂Vawiam Mercury 400 MHz 核磁共振谱仪

2、; Agilent 5975质谱仪(EI, 轰击电压70 eV; 北京泰克 X-5(控温型 显微熔点测定仪(温度未校正; MAS-1 型常压微波辅助合成/萃取反应仪(上海新仪微波化学科技有限公司; ZF-型三用紫外分析仪(上海顾村光学仪器厂.二甲基亚砜(DMSO, 氢化钙干燥重蒸, 苯并咪唑与取代卤苯(分析纯 、L -脯氨酸与N , N -二甲基甘氨酸(生化试剂 、碘化亚铜(99.995%、薄层层析硅胶(化学纯, 青岛海洋化工有限公司.1.2 1-芳基取代苯并咪唑3a 3f 的合成通法在25 mL的圆底烧瓶中加入0.590 g (5 mmol苯并咪唑, 6 mmol芳基卤化物, 1.380 g

3、 (10 mmol碳酸钾, 0.115 g (1 mmol L -脯氨酸, 0.095 g (0.5 mmol碘化亚铜, 加入5 mL DMSO作溶剂, 旋摇数分钟使固体充分溶解. 将烧瓶置于微波炉中, 调节高度使红外测温探头光束通过样品溶液, 装上回流装置, 电磁搅拌约100 r/min, 设定反应温度、反应时间, TCL跟踪反应情况. 反应毕, 将反应液冷却至室温后, 直接进行柱层析分离, 以石油醚(6090 /乙酸乙酯作淋洗剂(V V 201, 产物经真空脱溶剂、干燥后, 即得1-芳基取代苯并咪唑衍生物3.3a 24: 黄色油状液体. 1H NMR (CDCl3, 400 MHz : 8

4、.11 (s, 1H, 7.88 (d, J 8 Hz, 1H, 7.567.43 (m, 6H, 7.327.30 (m, 2H; 13C NMR (CDCl3, 100 MHz : 143.98, 142.29, 136.34, 133.69, 130.07, 128.07, 124.05, 123.74, 122.84, 120.58, 110.50; MS (EI, 70 eV m/z (%: 194 (M, 100, 166 (20, 139 (15, 77 (19, 65 (12.3b 25: 黄色油状液体. 1H NMR (CDCl3, 400 MHz : 8.07 (s, 1H

5、, 7.89 (d, J 8 Hz, 1H, 7.49 (d, J 8 Hz, 1H, 7.387.28 (m, 6H, 2.44 (s, 3H; 13C NMR (CDCl3, 100 MHz : 143.96, 142.39, 138.12, 133.88, 133.79, 130.57, 123.99, 123.59, 122.68, 120.52, 110.49, 21.13; MS (EI, 70 eV m/z (%: 208 (M, 100, 180 (11, 91 (15, 77 (6, 65 (12.3c 24: 黄色油状液体. 1H NMR (CDCl3, 400 MHz :

6、 8.08 (s, 1H, 7.88 (d, J 8 Hz, 1H, 7.52 (d, J 8 Hz, 1H, 7.42 (t, J 8 Hz, 1H, 7.347.24 (m, 5H, 2.44 (s, 3H;13: 7.98 (s, 1H, 7.89 (d, J 8 Hz, 1H, 7.44 (s, 2H, 7.397.27 (m, 4H, 7.13 (d, J 8 Hz, 1H, 2.10 (s, 3H; 13C NMR (CDCl3, 100 MHz : 143.24, 142.97, 135.40, 134.75, 131.54, 129.37, 127.69, 127.20, 12

7、3.56, 122.54, 120.40, 110.53, 17.62; MS (EI, 70 eV m /z (%: 208 (M, 100, 180 (25, 91 (15, 76 (16, 65 (26.3e 24: 白色固体. m.p. 98.198.7 ; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz : 8.06 (s, 1H, 7.88 (d, J 8 Hz, 1H, 7.457.40 (m, 3H, 7.367.30 (m, 2H, 7.087.06 (m, 2H, 3.90 (s, 3H; 13C NMR (CDCl3, 100 MHz : 159.37, 143.75, 1

8、42.54, 134.25, 129.16, 125.76, 123.56, 122.63, 120.48, 115.14, 110.56, 55.66; MS (EI, 70 eV m /z (%: 224 (M, 100, 209 (55, 181 (20, 154 (12, 128 (15, 77 (16, 63 (20.3f 24: 黄色固体. m.p. 147.2148.4 ; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz : 8.45 (s, 1H, 8.34 (d, J 8 Hz, 1H, 8.18 (s, 1H, 7.947.89 (m, 2H, 7.81 (t, J 8 Hz

9、, 1H, 7.57 (d, J 8 Hz, 1H, 7.40 (d, J 8 Hz, 2H; 13C NMR (CDCl3, 100 MHz : 149.31, 144.21, 141.67, 137.56, 133.10, 129.43, 124.51, 123.58, 122.59, 121.13, 118.76, 109.9; MS (EI, 70 eV m /z (%: 239 (M, 100, 192 (48, 166 (26, 140 (13, 76 (12, 61 (10.2 结果与讨论2.1 不同取代基对反应条件、产率的影响由表1可知微波促进合成1-芳基取代苯并咪唑, 反应温

10、度不高, 用时较短, 同时在产率上取得了较好的结果, 大多在80%以上. 但不同取代基对反应条件、产率的影响是不一样的. 碘代、溴代芳烃(Entries 1, 5, 7, 9在该体系下反应结果优于氯代芳烃 (Entries 10, 11. 对氯苯甲醚在反应时间延长到1 h, 产率仍只能达到中等. 比较表中结果可知, 带有吸电子基团的芳基卤代物比带有给电子基团或中性基团的芳基卤代物活泼, 能在比后者更低的温度下反应(Entry 6. 值得一提的是, 在该体系下空间位阻(Entries 24 对反应产率影响不大. 2.2 配体及其用量对反应的影响在缺少配体时, 基本得不到目标产物. 反应温度在10

11、0 以下时, L -脯氨酸的催化效果较好, 超过100 则催化效果反而不令人满意, 可能是L -脯氨酸在温度较高情况下会加速自身与芳基卤化物的偶联, 导致反应物损耗的缘故. 令人高兴的是, 反应温度大于100 时, 使用配体N , N -二甲基甘氨酸能取得令人满意的结果(Entry 13. 实验发现, 配体L -脯氨酸的使用量在20 mol%时效果最佳, 而且在同等条件下当它与催化剂碘化亚铜物质C NMR(CDCl3, 100 MHz : 144.06, 142.33, 140.24,136.28, 133.73, 129.81, 128.79, 124.61, 123.61, 122.72,

12、 121.07, 120.56, 110.57, 21.43; MS (EI, 70 eV m /z (%: 208 (M, 100, 180 (15, 91 (7, 76 (5, 65 (12.3d 24: 黄色油状液体. 1H NMR (CDCl3, 400 MHz1280有 机 化 学 V ol. 28, 2008表1 微波辐射下产物3a 3f 的反应温度、反应时间和产率 Table 1 Reaction temperature, times and yields of products 3a 3f under microwave irradiationEntry Aryl halide

13、 Productt / Time/min Yield/% 1 23a 3b90 15 90 1593 90 唑的方法与传统的合成方法相比, 可大大缩短反应时间, 且有较高的合成产率, 为合成此类化合物提供了又一种经济而有效的方法.References1 Evans, T. M.; Gardiner, J. M.; Mahmood, N.; Smis, M. Bio-org . Med . Chem . Lett . 1997, 7, 409.2 Gromovaya, V. F.; Shapoval, G. S.; Luik, A. I.; Averkow,A. I.; Loziniskii,

14、M. O. Russ . J . Gen . Chem . 1997, 67, 942. 3 Cetinkaya, E.; Alici, B.; Gok, Y.; Durmaz, R. S. J . Chemo-ther . 1999, 11, 83.4 Craigo, W. A.; Lesueur, B. W.; Skibo, E. B. J . Med . Chem .1999, 42, 3324.5 Gudmundsson, K. S.; Tidwell, J.; Lippa, N.; Koszalka, G.W.; Van, D. N.; Ptak, R. G.; Drach, J.

15、C.; Townsend, L. B. J . Med . Chem . 2000, 43, 2464.6 Vermar, A. K.; Singh, J.; Sankar, V. K.; Chaudhary, R.;Chandra, R. Tetrahedron Lett. 2007, 48, 4207.7 Nandurkar, N. S.; Bhanushali, M. J.; Bhor, M. D.; Bhanage,B. M. Tetrahedron Lett. 2007, 48, 6573.8 Kantam, M. L.; Venkanna, G. T.; Sridhar, C.;

16、Sreedhar, B.;Choudary, B. M. J . Org . Chem . 2006, 71, 9522.9 Liu, R.; Frohn, M.; Dominguez, C.; Hungate, R.; Reider, P.J. J . Org . Chem . 2005, 70, 10135.10 Li, Y.-Y.; Zhou, Y.-H.; Guo, Y.-F.; Sun, W.-G.; Li, Z.-Y.;Shi, D.-Q. Chin . J . Org . Chem . 2006, 26, 1097 (in Chinese. (李莹莹, 周永花, 郭玉芳, 孙卫国

17、, 李正义, 史达清, 有机化学, 2006, 26, 1097.11 (a Ma, D.-W.; Zhang, Y.-D.; Yao, J.-C.; Wu, S.-H.; Tao,F.-G. J . Am . Chem . Soc . 1998, 120, 12459.(b Ma, D.-W.; Xia, C.-F.; Jiang, J.-Q.; Zhang, J.-H.; Tang, W.-J. J . Org . Chem . 2003, 68, 442.(c Ma, D.-W.; Cai, Q.; Zhang, H. Org . Lett . 2003, 5, 2453. (d Ma,

18、 D.-W.; Cai, Q. Org . Lett . 2003, 5, 3799.(e Xie, X.-A.; Cai, G.-R.; Ma, D.-W. Org . Lett . 2005, 7, 4693.(f Zhang, H.; Cai, Q.; Ma, D.-W. J . Org . Chem . 2005, 70, 5164.(g Zhu, W.; Ma, D.-W. J . Org . Chem . 2005, 70, 2696. (h Cai, Q.; He, G.; Ma, D.-W. J . Org . Chem . 2006, 71, 5268.(i Pan, X.-

19、H, Cai, Q.; Ma, D.-W. Org . Lett . 2006, 8, 1809. (j Zhu, W.; Ma, D.-W. Org . Lett . 2006, 8, 261.(k Chen, Y.; Xie, X.-A.; Ma, D.-W. J . Org . Chem . 2007, 72, 9329.(l Lu, B.; Wang, B.; Zhang, Y.-H.; Ma, D.-W. J . Org . Chem . 2007, 72, 5337.12 (a Kiyomori, A.; Marcoux, J. F.; Buchwald, S. L. Tetrah

20、e-dron Lett. 1999, 40, 2657.(b Antilla, J. C.; Klapars, A.; Buchwald, S. L. J . Am . Chem . Soc . 2002, 124, 11684.(c Antilla, J. C.; Baskin, J. M.; Barder, T. E.; Buchwald, S.33c 90 20 85 453d 90 20 81 3e 90 20 87 67 8 9 10 11 12 13a a3f 75 10 92 3a 3b 3e 3a 3e 3e 3e90 20 90 25 90 25 90 25 90 25 90

21、 60 110 2589 85 81 80 65 67 82配体为N , N-二甲基甘氨酸.的量之比为21时得到产品的产率最高. 2.3 微波设置对反应的影响微波加热是个非常迅速的过程, 如果反应直接在目标温度下进行, 往往出现体系温度瞬间过热而使反应液暴沸或有机物碳化现象. 为了避免出现该现象, 我们采取了两个措施: 一, 反应前旋摇数分钟使固体充分溶解. 二, 充分利用 MAS-1型常压微波辅助合成/萃取反应仪可在同一方案下同时设置五个工步的优点, 运用程序升温方法, 使反应温度逐步上升, 从而解决了这些问题, 使反应过程平稳、有效地进行.实验结果表明, 微波辐射下合成1-芳基取代苯并咪N

22、o. 7刘影英等：微波促进下苯并咪唑与芳基卤化物的偶联反应128113 14 15 16 17 1819L. J . Org . Chem . 2004, 69, 5578.(d Altman, A. A.; Koval, E. D.; Buchwald, S. L. J . Org . Chem . 2007, 72, 6190.Gedye, R.; Smith, F.; Westaway, K. Tetrahedron Lett. 1986, 27, 272.Wu, Y-J.; He, H.; Heureux, A. L. Tetrahedron Lett. 2003, 44, 4217.Kidwai, M.; Mishra, N. K.; Bansal, V.; Kumar, A.; Mo-zumdar, S. Tetrahedron Lett. 2007, 48, 8883.Rottger, S.; Sjoberg, P. J. R.; Larhed, M. J . Comb . Chem . 2007, 9, 204.Kumar, S.; Engman, L. J . Org . Chem . 2006, 71, 5400.Chen, J.; Hu,