[发明专利]氘代咔唑类化合物及其制备方法、光电材料及药物

说明书

本申请公开了一种氘代咔唑类化合物及其制备方法、光电材料，所述氘代咔唑类化合物以廉价的氘水为氘代原料，在咔唑类化合物的结构上直接进行氢氘交换反应，在解决了氘代咔唑类化合物的合成工艺繁琐、成本高昂问题的同时，该方法以1，4‑二氧六环为溶剂，避免使用昂贵的氘代试剂为溶剂，以廉价的含氟酸为催化剂，避免使用昂贵的催化剂，廉价、高效、无污染，可适合于工业化生产。

技术领域

本申请涉及有机化学合成领域，尤其涉及一种氘代咔唑类化合物及其制备方法、光电材料及药物。

背景技术

由于氘原子取代生物分子或材料分子中的氢原子能够显著改变其原有分子的物理、化学及生物性质。因此，氘代化合物被广泛的应用于药物科学、材料科学、生物科学、核科学、食物科学和有机物鉴定领域。

在医药设计领域，药物分子中的氢被氘取代后，可以在不改变药物分子靶向性的情况下，提高药物分子的代谢稳定性。因此，氘代技术被认为是开发新药的一条捷径，从而受到各大制药公司的青睐。2017年，全球首例氘代药物AUSTEDO获得美国食品药品管理局(FDA)的批准上市。在材料领域中，氘代材料相比于非氘代材料具有更低的内能，C-D键与C-H键有着明显更小的伸缩振动和弯曲振动，这些因素使氘代材料在稳定性和使用寿命上得到了显著的提高。

咔唑类化合物作为有机化学中常见的材料，已经被广泛的运用于医药、农药、染料、光电材料、合成树脂之中。

医药中，咔唑霉素、非甾体类药物卡洛芬被用作抗菌药物；玫瑰树碱、吡咯并咔唑衍生物、咔唑酰胺类化合物等对肿瘤细胞有抑制作用；咔唑类新药米哚妥林可用于治疗FLT3突变阳性的急性髓性白血病(AML)。光电材料中，由于咔唑骨架单元含有较大的π电子共轭体系，使得其具有很强的电子转移能力和稠环刚性骨架结构，因此，咔唑类衍生物已广泛用来构建荧光分子探针、传感器、发光二极管和有机发光电子器件，并在OLED中被广泛用来构建双极性蓝光材料。

目前，在氘代咔唑类化合物的合成方法中，需要通过多步合成步骤才能得到最终产物。氘代咔唑类化合物的合成方法具有多种，下面举例子说明：

第一种，首先，通过合成氘代中间体，再进行脱氢环化、偶联等反应，从而得到氘代咔唑；其次，通过其他的反应方法在氘代苯胺上添加基团，从而得到氘代咔唑类化合物。

第二种，2015年，Chiharu Suzuki等人采用氘代邻氨基联苯作为原料，使用铱催化剂，进行N-C偶联，得到氘代咔唑。

第三种，2016年，Wen Lixian等人使用Pd(OAc)₂、Cu(OAc)₂作为催化剂，使用氘代二苯胺作为原料合成氘代咔唑。

但是，以上三种方法都必须通过多个步骤合成，并且氘代并非发生在最后一步，这极大地增加了合成氘代咔唑的成本。

为了简化合成步骤，现有技术是直接在咔唑类化合物上进行氢氘交换制备氘代咔唑，以减少氘代咔唑类化合物的合成步骤。但是，该方法需要大量昂贵的Pt催化剂，并且在200℃左右的高温下反应，这极大的提高了合成成本，并且不利于工业化生产，而且这种方法基团的兼容性差，可制备底物范围窄。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种氘代咔唑类化合物及其制备方法、光电材料及药物，以解决现有氘代咔唑类化合物合成过程复杂、生产成本高、基团的兼容性差的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种氘代咔唑类化合物，其原料组分包括咔唑类化合物、氟酸催化剂、氘水以及1，4-二氧六环溶剂；其中，所述咔唑类化合物：所述氟酸催化剂：所述氘水：所述1，4-二氧六环溶剂的摩尔比为1:(0.05-0.1):(20-40):(5-10)。

进一步地，所述咔唑类化合物的分子结构式为：