[发明专利]一种2位取代苯并咪唑类化合物的制备方法

说明书

本发明公开了一种2位取代苯并咪唑类化合物的制备方法，属于苯并咪唑类化合物的合成领域。本发明以邻硝基苯胺类化合物和芳香醛、邻二硝基苯和芳香醛为原料，以氮掺杂碳材料包裹Co粒子为催化剂，在有机溶剂中合成2位取代苯并咪唑类化合物。该方法可在室温下制备2位取代苯并咪唑类化合物，反应条件温和，产率高达95％，选择性高达99％，且经济环保，底物适用性广。而且所用催化剂容易制备、成本低廉，重复使用性好，可利用磁性进行分离，回收便捷，因此具有较强的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及苯并咪唑类化合物的合成领域，具体涉及一种2位取代苯并咪唑类化合物的制备方法。

背景技术

苯并咪唑类化合物是一种含有2个氮原子的苯并杂环化合物，具有更稳定的电子离域体系。这类化合物是多种药物的结构单元和中间体，具有抗真菌、抗肿瘤、消炎、抗寄生虫的功效，还可以用于表面活性处理剂、环氧树脂新型固化剂、化学发光等方面。传统合成方法有两种：一种是邻苯二胺和羧酸衍生物缩合法(见下合成路线A)，邻苯二胺与有机酸在加热条件下脱水、环化制得，该方法需要较高的反应温度且需要用到大量的酸，对仪器设备要求较高。另一种是邻苯二胺与醛类化合物反应合成(见下合成路线B)，该反应副反应比较多，分离比较困难，产率较低。

利用邻硝基苯胺合成2位取代的苯并咪唑的方法已有报道。在催化剂的作用下实现苯甲醇与邻硝基苯胺之间的氧化还原合成2位取代苯并咪唑(见下合成路线C)(文献：LiGang,Wang,Jin,Yuan,Baokun.Tetrahedron Letters,2013,54,6934-6936；Feng Feng,Ye,Jia Cheng,Zheng.RSC Advances,2016,76,72750-72755)。在还原性化合物的作用下，邻硝基苯胺与芳香醛合成2取代苯并咪唑。(见下合成路线D)(文献：Fokas Demosthenes,YangDonglai,Li Jingzhou.Synthesis,2005,01,47-56；毛郑州,汪朝阳,宋秀美.有机化学,2009,09,985-988)。以贵金属为催化剂在氢气的氛围中催化邻硝基苯胺与芳香醛合成2位取代苯并咪唑。(文献：Nicholas A.Weires,Jared Boster,Jakob Magolan.European JOrg Chem.2012,33,6508-6512；Malhari D.Bhor and Bhalchandra M.Bhanage.SyntheticCommunications.2010,12,1743-1749)。尽管2位取代苯并咪唑的合成早有研究，但是大多数催化体系都存在着反应温度高(＞120℃)，反应条件苛刻(需要加入强还原剂)，需用到贵金属，反应时间长，催化剂易中毒及难以回收利用等缺点，因此大大限制了其工业应用。

发明内容

为了克服以上的不足，本发明的目的在于提供一种2位取代苯并咪唑类化合物的制备方法，该方法以氮掺杂碳材料包裹Co粒子(Co/NC)作为催化剂，合成了2位取代苯并咪唑类化合物，该方法条件温和、绿色、经济、实用性强。

本发明的目的通过下述技术方案实现。

一种2位取代苯并咪唑类化合物的制备方法，包括以下步骤：

将芳香醛、硝基苯类化合物与溶剂混合，在催化剂和氢气的作用下反应，即合成2位取代苯并咪唑类化合物；所述硝基苯类化合物为邻硝基苯胺类化合物或邻二硝基苯；所述催化剂为氮掺杂碳材料包裹Co粒子复合材料。

优选的，该方法的反应路线如下：

所述R₁为H、甲基、甲氧基、卤素或叔丁基；所述R₂为2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、4-氟苯基、4-氯苯基、4-溴苯基、4-甲氧基苯基、α-萘基、2-呋喃基、2-噻吩基或2-吡啶基。

优选的，所述催化剂由以下步骤制备而得：