本发明涉及光电、染料材料化学合成,具体为一种合成3-氨基-9-苯基咔唑的方法。
背景技术:
1、咔唑分子基于其大的共轭体系,良好的刚性结构性,较强的空穴传输能力,稳定的光化学性能等诸多优点,咔唑及其衍生物在光电材料领域吸引了越来越多的目光。而光电材料中,三级胺是一类重要单体切片结构,策略主要基于伯胺切片的多次c-n键构建可高效实现分子延展,进一步提升分子的光化学性能。3-氨基-9-苯基咔唑是一类代表性裸胺切片,不仅广泛应用于光电材料合成中,在染料领域也扮演着重要角色。因而如何高效定点胺化-3-氨基-9-苯基咔唑的合成一直备受关注。
2、合成伯胺的方法是主要有以下方法,其一经典的硝化-还原胺化方法,以硝酸作为硝基源,实现富电位点硝化,随后借助还原体系实现硝化胺化转化;其二过渡金属催化下c-n键构建,以乙酰胺等作为胺源,辅以cu或者pd等过渡金属实现溴代物的胺酰化,继而水解实现伯胺转化;其三氨水胺化固化,以氨水作为胺源,辅以cu催化实现卤代物的胺化转化。
3、上述合成路线中,经典的硝化-胺化方法,需要使用过量的硝酸等混酸,污染严重,危险系数高、三废多不符合绿色化学的要义,此外在还原过程中,无论是采用经典的硫化碱还原法(问题:含硫废渣及含硫废水),还是过渡金属参与的还原,涉及水合肼(成本高、毒性大)、加氢还原(危险系数高、催化剂成本高),进一步限制了反应了工业化进程;而以乙酰胺作为胺源,需要对芳环进行预修饰,此外步骤长,原子利用率相对低,借助pd催化成本高,而对于cu催化而言,催化温度相对较高,可能对于后期产品纯化不利;对于氨水作为胺源,通常需要高温高压,安全系数高,也需要对芳基进行预修饰。
4、综上,亟需一种合成3-氨基-9-苯基咔唑的方法来解决这些问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种合成3-氨基-9-苯基咔唑的方法,以解决上述背景技术中提到的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种合成3-氨基-9-苯基咔唑的方法,向反应容器内加入原料,包括9-苯基咔唑、还原剂、亚硝酸叔丁酯、催化剂、有机溶剂,加料完成后在室温或加热条件下反应至充分,反应式如下:
3、
4、反应后的有机层用水淬灭后,水洗若干遍,有机层经脱除溶剂,快速柱层析后得到3-氨基-9-苯基咔唑。
5、优选的,上述原料中,9-苯基咔唑与还原剂的摩尔比例为1:(1~2)。
6、优选的,上述还原剂选自三乙基硅烷、聚甲基氢硅烷、苯硅烷中的一种或几种。
7、优选的,上述有机溶剂选自四氢呋喃、乙醇、乙二醇中的一种或几种。
8、优选的,上述催化剂选自fe(acac)3、mn(acac)2、co(acac)2中的一种或几种。
9、优选的,上述反应在空气氛围下进行。
10、优选的,上述反应的加热温度不高于60℃。
11、优选的,上述反应过程中采用薄层色谱分析(tlc)监测。
12、优选的,上述反应至充分的时间为10-12h。
13、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
14、1、该合成3-氨基-9-苯基咔唑的方法,无需高温条件,以商业可得的大宗化学品9-苯基咔唑作为合成前体,以亚硝酸叔丁酯作为胺源,原料价格低廉,增强了生产工艺的竞争性;采用还原胺化固化法,可一锅法实现c-n键的构建及亚硝基的还原伯胺化,操作简单、危险系数低、成本低,高原子利用率下实现c-h键活化伯胺化转化,无需预修饰,为精细化工的高效可持续及绿色发展提供了新的助力。
15、2、该合成3-氨基-9-苯基咔唑的方法,以廉价低毒的fe盐作为催化剂,避免使用昂贵高毒的pd催化体系-高温高压cu催化体系,可操作性更优;所选乙醇作为溶剂绿色、环保,符合可持续发展的要求;无需惰性气体保护,可操作性更强,体系兼容性更佳;基于还原催化偶联思路可实现定点的伯胺化转化,无需预修饰,步骤简短,减少了三废提高了原子利用率。
16、3、该合成3-氨基-9-苯基咔唑的方法,以聚甲基氢硅氧烷(pmhs)或三乙基硅烷、苯硅烷作为氢源,廉价、无毒、性质温且易于处理,是理想的绿色还原剂。
1.一种合成3-氨基-9-苯基咔唑的方法,其特征在于:向反应容器内加入原料,包括9-苯基咔唑、还原剂、亚硝酸叔丁酯、催化剂、有机溶剂,加料完成后在室温或加热条件下反应至充分;有机层用水淬灭后,水洗若干遍,有机层经脱除溶剂,快速柱层析后得到3-氨基-9-苯基咔唑。
2.根据权利要求1所述的一种合成3-氨基-9-苯基咔唑的方法,其特征在于:所述原料中,9-苯基咔唑与还原剂的摩尔比例为1:(1~2)。
3.根据权利要求1所述的一种合成3-氨基-9-苯基咔唑的方法,其特征在于:所述还原剂选自三乙基硅烷、聚甲基氢硅烷、苯硅烷中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种合成3-氨基-9-苯基咔唑的方法,其特征在于:所述有机溶剂选自四氢呋喃、乙醇、乙二醇中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种合成3-氨基-9-苯基咔唑的方法,其特征在于:所述催化剂选自fe(acac)3、mn(acac)2、co(acac)2中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种合成3-氨基-9-苯基咔唑的方法,其特征在于:所述反应在空气氛围下进行。
7.根据权利要求1所述的一种合成3-氨基-9-苯基咔唑的方法,其特征在于:所述反应的加热温度不高于60℃。
8.根据权利要求1所述的一种合成3-氨基-9-苯基咔唑的方法,其特征在于:所述反应过程中采用薄层色谱分析(tlc)监测。
9.根据权利要求8所述的一种合成3-氨基-9-苯基咔唑的方法,其特征在于:所述反应至充分的时间为10-12h。