微波促進(jìn)下苯并咪唑與芳基鹵化物的偶聯(lián)反應(yīng)_圖文

1、2008年第28卷第7期, 12781281有 機(jī) 化 學(xué)Chinese Journal of Organic ChemistryV ol. 28, 2008 No. 7, 12781281 Received December 6, 2007; revised January 25, 2008; accepted March 5, 2008.浙江省自然科學(xué)基金(No. 202075、浙江省有機(jī)化學(xué)重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)(No. 020101資助項(xiàng)目.No. 7劉影英等：微波促進(jìn)下苯并咪唑與芳基鹵化物的偶聯(lián)反應(yīng)12791 實(shí)驗(yàn)部分1.1 儀器及試劑Vawiam Mercury 400 MHz 核磁共振譜儀

2、; Agilent 5975質(zhì)譜儀(EI, 轟擊電壓70 eV; 北京泰克 X-5(控溫型 顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀(溫度未校正; MAS-1 型常壓微波輔助合成/萃取反應(yīng)儀(上海新儀微波化學(xué)科技有限公司; ZF-型三用紫外分析儀(上海顧村光學(xué)儀器廠.二甲基亞砜(DMSO, 氫化鈣干燥重蒸, 苯并咪唑與取代鹵苯(分析純 、L -脯氨酸與N , N -二甲基甘氨酸(生化試劑 、碘化亞銅(99.995%、薄層層析硅膠(化學(xué)純, 青島海洋化工有限公司.1.2 1-芳基取代苯并咪唑3a 3f 的合成通法在25 mL的圓底燒瓶中加入0.590 g (5 mmol苯并咪唑, 6 mmol芳基鹵化物, 1.380 g

3、 (10 mmol碳酸鉀, 0.115 g (1 mmol L -脯氨酸, 0.095 g (0.5 mmol碘化亞銅, 加入5 mL DMSO作溶劑, 旋搖數(shù)分鐘使固體充分溶解. 將燒瓶置于微波爐中, 調(diào)節(jié)高度使紅外測(cè)溫探頭光束通過(guò)樣品溶液, 裝上回流裝置, 電磁攪拌約100 r/min, 設(shè)定反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間, TCL跟蹤反應(yīng)情況. 反應(yīng)畢, 將反應(yīng)液冷卻至室溫后, 直接進(jìn)行柱層析分離, 以石油醚(6090 /乙酸乙酯作淋洗劑(V V 201, 產(chǎn)物經(jīng)真空脫溶劑、干燥后, 即得1-芳基取代苯并咪唑衍生物3.3a 24: 黃色油狀液體. 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: 黃色油狀液體. 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: 黃色油狀液體. 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: 白色固體. 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: 黃色固體. 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 結(jié)果與討論2.1 不同取代基對(duì)反應(yīng)條件、產(chǎn)率的影響由表1可知微波促進(jìn)合成1-芳基取代苯并咪唑, 反應(yīng)溫

10、度不高, 用時(shí)較短, 同時(shí)在產(chǎn)率上取得了較好的結(jié)果, 大多在80%以上. 但不同取代基對(duì)反應(yīng)條件、產(chǎn)率的影響是不一樣的. 碘代、溴代芳烴(Entries 1, 5, 7, 9在該體系下反應(yīng)結(jié)果優(yōu)于氯代芳烴 (Entries 10, 11. 對(duì)氯苯甲醚在反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)到1 h, 產(chǎn)率仍只能達(dá)到中等. 比較表中結(jié)果可知, 帶有吸電子基團(tuán)的芳基鹵代物比帶有給電子基團(tuán)或中性基團(tuán)的芳基鹵代物活潑, 能在比后者更低的溫度下反應(yīng)(Entry 6. 值得一提的是, 在該體系下空間位阻(Entries 24 對(duì)反應(yīng)產(chǎn)率影響不大. 2.2 配體及其用量對(duì)反應(yīng)的影響在缺少配體時(shí), 基本得不到目標(biāo)產(chǎn)物. 反應(yīng)溫度在10

11、0 以下時(shí), L -脯氨酸的催化效果較好, 超過(guò)100 則催化效果反而不令人滿意, 可能是L -脯氨酸在溫度較高情況下會(huì)加速自身與芳基鹵化物的偶聯(lián), 導(dǎo)致反應(yīng)物損耗的緣故. 令人高興的是, 反應(yīng)溫度大于100 時(shí), 使用配體N , N -二甲基甘氨酸能取得令人滿意的結(jié)果(Entry 13. 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 配體L -脯氨酸的使用量在20 mol%時(shí)效果最佳, 而且在同等條件下當(dāng)它與催化劑碘化亞銅物質(zhì)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: 黃色油狀液體. 1H NMR (CDCl3, 400 MHz1280有 機(jī) 化 學(xué) V ol. 28, 2008表1 微波輻射下產(chǎn)物3a 3f 的反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和產(chǎn)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 唑的方法與傳統(tǒng)的合成方法相比, 可大大縮短反應(yīng)時(shí)間, 且有較高的合成產(chǎn)率, 為合成此類化合物提供了又一種經(jīng)濟(jì)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. (李瑩瑩, 周永花, 郭玉芳, 孫衛(wèi)國(guó)

17、, 李正義, 史達(dá)清, 有機(jī)化學(xué), 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配體為N , N-二甲基甘氨酸.的量之比為21時(shí)得到產(chǎn)品的產(chǎn)率最高. 2.3 微波設(shè)置對(duì)反應(yīng)的影響微波加熱是個(gè)非常迅速的過(guò)程, 如果反應(yīng)直接在目標(biāo)溫度下進(jìn)行, 往往出現(xiàn)體系溫度瞬間過(guò)熱而使反應(yīng)液暴沸或有機(jī)物碳化現(xiàn)象. 為了避免出現(xiàn)該現(xiàn)象, 我們采取了兩個(gè)措施: 一, 反應(yīng)前旋搖數(shù)分鐘使固體充分溶解. 二, 充分利用 MAS-1型常壓微波輔助合成/萃取反應(yīng)儀可在同一方案下同時(shí)設(shè)置五個(gè)工步的優(yōu)點(diǎn), 運(yùn)用程序升溫方法, 使反應(yīng)溫度逐步上升, 從而解決了這些問(wèn)題, 使反應(yīng)過(guò)程平穩(wěn)、有效地進(jìn)行.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明, 微波輻射下合成1-芳基取代苯并咪N

22、o. 7劉影英等：微波促進(jìn)下苯并咪唑與芳基鹵化物的偶聯(lián)反應(yīng)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,