含芳基咪唑并[2,1-b]-1,3,4-噁二唑的微波合成

2020-10-17 02:41尹大伟孙嘉希刘玉婷
精细石油化工 2020年5期
关键词:芳基硝基苯苯基

尹大伟,孙嘉希,刘玉婷*,李 洁

(1.陕西科技大学化学与化工学院,陕西省轻化工助剂重点实验室,陕西 西安 710021;2.陕西科技大学前沿科学与技术转移研究院,陕西 西安 710021)

咪唑并[2,1-b]-1,3,4-噁二唑化合物是一类近乎平面型结构的分子,形成稳定的共轭体系。随着咪唑并[2,1-b]-1,3,4-噁二唑类衍生物研究的不断深入[1-5],其在医药领域得到广泛应用[6-7]。对于该类化合物的合成及新型化合物的开发也成为热门课题,并且探索绿色环保、高效的合成方法成了主要研究方向。绿色有机合成涉及在有机合成中试剂、方法、催化剂、溶剂的绿色化,体现在环境无污染、对实验者的无毒或低毒。本课题组[8-12]近年来一直致力于绿色有机合成研究,在微波条件下设计合成了一系列含芳基咪唑并[2,1-b]-1,3,4-噁二唑化合物,探索绿色、高效、简单、低成本的合成方法。合成路线见图1。

1 实 验

1.1 主要试剂及仪器

2-氨基-5-芳基-1,3,4-噁二唑,自制[13];α-溴代芳酮,自制[14 ]。其他为分析纯。

图1 含芳基咪唑并[2,1-b]-1,3,4-噁二唑的合成

VECTOR-22傅里叶红外光谱仪,德国BRUKER公司;ADVANCE Ⅲ 400MHz核磁共振仪(DMSO-d6为溶剂,TMS为内标),德国BRUKER公司;X-4型数字显示显微熔点仪(温度计未经校正),北京泰克仪器有限公司;XH-MC-1型实验室微波反应合成仪,北京祥鹄科技发展有限公司。

1.2 合成通法

于干燥的三口烧瓶中依次加入1 mmol 2-氨基-5-芳基-1,3,4-噁二唑,1.2 mmolα-溴代芳酮和5 mL无水乙醇,摇匀后将其置于微波炉内,功率调至调至高火档700 W,开启微波炉辐射30 s后关闭,取出,搅匀,同时TLC监测(展开剂:V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)1∶3),若三口烧瓶内乙醇挥发,补加无水乙醇,重复此操作至反应结束(2-氨基-5-芳基-1,3,4-噁二唑反应完全)。向反应液中加入10 mL水,再用饱和NaHCO3溶液调至pH=7,抽滤,用水洗涤滤饼,干燥,得粗品。用DMF重结晶得化合物3-9的纯品,白色固体。

3a-3e,4a-4e,5a-5e-6a-6e,7a-7e,8a-8e,9a-9e的物理性质见表1。

表1 化合物 3-9的物理性质

波谱数据如下:

2-(2-硝基苯基)-6-苯基咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(3a)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 078(C—H);1 656(CN); 1 579, 1 542, 1 481(CC);1 101(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ:8.79(d,1H,Ar—H), 8.82(d,1H,Ar—H),8.30(m,1H,Ar—H),8.48(m,1H,Ar—H),7.68(d,2H,Ar—H),7.42(m,2H,Ar—H),7.23(m,1H,Ar—H),7.67(s,1H,oxadiazole—H)。

2-(2-硝基苯基)-6-(4-甲基苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(3b)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 046(C—H); 2 972,1 644(CN); 1 573, 1 529, 1 464(CC); 1 097(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ:8.34(d,1H,Ar—H), 7.92(d,1H,Ar—H),7.74(m,1H,Ar—H),7.63(m,1H,Ar—H),7.42(d,2H,Ar—H),7.14(d,2H,Ar—H), 7.13(s,1H,oxadiazole—H), 2.65(s,3H,CH3)。

2-(2-硝基苯基)-6-(4-羟基苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(3c)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 321(O—H);3 072(C—H); 1 639(CN); 1 569, 1 516, 1 452(CC); 1 094(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ:7.87(d,1H,Ar—H), 8.18(d,1H,Ar—H), 7.43(m,1H,Ar—H), 7.57(m,1H,Ar—H),7.36(d,2H,Ar—H),6.93(d,2H,Ar—H),6.79(s,1H, oxadiazole-H),5.35(s,1H,—OH)。

2-(2-硝基苯基)-6-(3-硝基苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(3d)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 038(C—H); 1 659(CN); 1 560,1 524, 1 465(CC); 1 097(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ:8.57(d,1H,Ar—H),8.66(s,1H,Ar—H), 8.15(d,1H,Ar—H),7.92(d,1H,Ar—H),7.81(d,1H,Ar—H),7.72(m,1H,Ar—H),7.67(m,1H,Ar—H),7.59(m,1H,Ar—H), 7.12(s,1H, oxadiazole-H)。

2-(2-硝基苯基)-6-(4-溴苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(3e)。IR(KBr),σ/cm-1:3 046(C—H);1 641(CN);1 563, 1 521, 1 481(CC), 1 082(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz) ,δ:8.37(d,1H,Ar—H), 7.92(d,1H,Ar—H),7.75(m,1H,Ar—H),7.61(m,1H,Ar—H),7.52(d,2H,Ar—H),7.42(d,2H,Ar—H),7.25(s,1H, oxadiazole-H)。

2-(3-硝基苯基)-6-苯基咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(4a)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 058(C—H); 1 648(CN); 1 562, 1 528, 1 475(CC); 1 115(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ:8.76(s,1H,Ar—H),8.23 (d,1H,Ar—H), 8.21(d,1H,Ar—H),8.10(m,1H,Ar—H),7.53(d,2H,Ar—H),7.47(m,2H,Ar—H),7.25(m,1H,Ar—H), 7.32(s,1H,oxadiazole-H)。

2-(3-硝基苯基)-6-(4-甲基苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(4b)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 029(C—H); 2 981(C—H); 1 638(CN);1 542, 1 434(CC);1 089(C—O—C);1H NMR(DMSO,400 MHz),δ: 8.46(s,1H,Ar—H),8.41~8.42(d,2H,Ar—H),8.39(m,1H, Ar—H),8.00~8.02(d,2H,Ar—H),7.28~7.32(d,2H,Ar—H), 6.72(s,1H,oxadiazole-H),2.47 (s,3H,—CH3)。

2-(3-硝基苯基)-6-(4-羟基苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(4c)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 342(O—H); 3 088(C—H); 1 638(CN); 1 570, 1 529, 1 438(CC); 1 090(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ: 7.78(d,1H,Ar—H), 8.23(s,1H,Ar—H),7.38(d,1H,Ar—H), 7.71(m,1H,Ar—H),7.45(d,2H,Ar—H),6.79(d,2H,Ar—H), 6.72(s,1H,oxadiazole-H),5.47(s,1H,—OH)。

2-(3-硝基苯基)-6-(3-硝基苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(4d)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 043(C—H); 1 651(CN); 1 577, 1 454(CC); 1 112(C—O—C)。1H NMR(DMSO, 400 MHz),δ:8.51(d,1H,Ar—H),8.46(s,1H,Ar—H), 8.34(d,1H,Ar—H), 7.94(d,1H,Ar—H),7.68(d,1H,Ar—H),7.29(m,1H,Ar—H), 6.72(m,1H,Ar—H),6.72(m,1H,Ar—H),6.64(s,1H, oxadiazole-H)。

2-(3-硝基苯基)-6-(4-溴苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(4e)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 041(C—H); 1 653(CN); 1 512, 1 434(CC); 1 089(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ: 8.76(s,1H,Ar—H),8.56(d,1H,Ar—H), 8.34(d,1H,Ar—H), 7.86(m,1H,Ar—H),7.56(d,2H,Ar—H),7.37(d,2H,Ar—H), 6.71(s,1H,oxadiazole-H)。

2-(4-硝基苯基)-6-苯基咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(5a)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 066(C—H);1 650(CN); 1 579, 1 530, 1 469(CC); 1 094(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ: 8.34(d,2H,Ar—H), 8.56(d,2H,Ar—H), 7.62(d,2H,Ar—H), 7.53(m,2H,Ar—H), 7.32(m,1H,Ar—H), 7.21(s,1H, oxadiazole-H)。

2-(4-硝基苯基)-6-(4-甲基苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(5b)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 079(C—H); 2 951(C—H);1 659(CN); 1 581, 1 528, 1 462(CC); 1 093(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ: 8.21(d,2H,Ar—H),7.94(d,2H,Ar—H),7.45(d,2H,Ar—H),7.21(d,2H,Ar—H),6.72(s,1H,oxadiazole-H),2.47(s, 3H,CH3)。

2-(4-硝基苯基)-6-(4-羟基苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(5c)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 351(O—H); 3 045(C—H); 1 643(CN); 1 568, 1 518, 1 465(CC); 1 095(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ: 7.73(d,2H,Ar—H), 8.13(d,2H,Ar—H),7.28(d,2H,Ar—H),7.68(d,2H,Ar—H),7.33(s,1H,oxadiazole-H), 5.51(s,1H,—OH)。

2-(4-硝基苯基)-6-(3-硝基苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(5d)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 058(C—H);1 662(CN); 1 582, 1 537, 1 478(CC); 1 085(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ: 8.47(s,1H,Ar—H),8.37(d,2H,Ar—H), 8.19(d,1H,Ar—H), 7.94(d,2H,Ar—H),7.89(d,1H,Ar—H),7.67(m,1H,Ar—H),7.22(s, 1H, oxadiazole-H)。

2-(4-硝基苯基)-6-(4-溴苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(5e)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 077(C—H); 1 652(CN); 1 543, 1 478, 1 443(CC); 1 086(C—O—C)。1H NMR (DMSO,400 MHz),δ:7.98(d,2H,Ar—H),8.21(d,2H,Ar—H), 7.62(d,2H,Ar—H), 7.91(d, 2H,Ar—H),7.22(s, 1H, oxadiazole-H)。

2-(4-甲基苯基)-6-苯基咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(6a)。IR(KBr),σ/cm-1:3 078(C—H); 2 949(C—H); 1 656(CN); 1 558, 1 509, 1 468(CC), 1 091(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz) ,δ:8.02~8.06(m,4H,Ar—H),7.47~7.76(m,4H,Ar—H),6.99(s, 1H, oxadiazole-H),2.48-2.51(m,3H,—CH3)。

2-(4-甲基苯基)-6-(4-甲基苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(6b)。IR(KBr),σ/cm-1:3 031(C—H); 2 979(C—H); 1 639(CN); 1 571, 1 428(CC); 1 099(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ:7.96~7.98(m,4H,Ar—H),7.25~7.32(m,4H,Ar—H),7.28(s, 1H, oxadiazole-H),2.44~2.46(m,3H,—CH3)。

2-(4-甲基苯基)-6-(4-羟基苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(6c)。IR(KBr),σ/cm-1:3 320(O—H);3 027(C—H); 2 952(C—H); 1 645(CN); 1 551, 1 509, 1 465(CC); 1 094(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ:7.94~8.03(s,4H,Ar—H),7.40~7.53(s,4H,Ar—H),6.99(s,1H,oxadiazole-H),5.25(s,1H,—OH),2.25~2.43(m,3H,—CH3)。

2-(4-甲基苯基)-6-(3-硝基苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(6d)。IR(KBr),σ/cm-1:3 079(C—H);2 968(C—H); 1 658(CN); 1 580, 1 530, 1 476(CC); 1 095(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ:8.19~8.44(m,4H,Ar—H),7.56~7.85(m,4H,Ar—H),7.32(s,1H, oxadiazole-H),3.27~3.64(m,3H,—CH3)。

2-(4-甲基苯基)-6-(4-溴苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(6e)。IR(KBr),σ/cm-1:3 089(C—H);2 979(C—H);1 657(CN); 1 585, 1 532, 1 454(CC); 1 098(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ:7.79~7.99(m,4H,Ar—H), 7.25~7.59(m,4H,Ar—H),7.50(s, 1H, oxadiazole-H),2.45(s,3H,—CH3)。

2-(4-甲氧基苯基)-6-苯基咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(7a)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 079(C—H); 2 991(C—H); 1 645(CN); 1 578, 1 528, 1 459(CC); 1 101(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ: 7.37(s,2H,Ar—H),7.48(m,2H,Ar—H), 6.89(s,2H,Ar—H), 7.52(s,2H,Ar—H),7.27(s,1H,Ar—H)7.21(s,1H,oxadiazole-H), 3.56~3.78(m,3H,—OCH3)。

2-(4-甲氧基苯基)-6-(4-甲基苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(7b)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 072(C—H); 2 987(C—H); 1 647(CN); 1 577, 1 526, 1 481(CC); 1 117(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ: 7.57~7.87(m,4H,Ar—H), 7.41(s,2H,Ar—H),7.29(s,2H,Ar—H),7.10(s, 1H, oxadiazole-H),3.81(s,3H,—OCH3)。

2-(4-甲氧基苯基)-6-(4-羟基苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(7c)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 328(O—H); 3 087(C—H); 2 979(C—H); 1 659(CN); 1 552, 1 507, 1 442(CC); 1 106(C—O—C)。1H NMR(DMSO, 400 MHz),δ: 7.53(s,2H,Ar—H), 7.31(s,2H,Ar—H), 6.81(s,2H,Ar—H),6.79(s,2H,Ar—H),7.32(s,1H,oxadiazole-H), 5.21(s,1H,—OH), 3.73(s,3H,OCH3),7.53(s,2H,Ar—H),7.31(s,2H,Ar—H),6.81(s,2H,Ar—H),6.79(s,2H,Ar—H),7.32(s,1H,oxadiazole-H),5.21(s,1H,—OH), 3.73(s,3H,—OCH3)。

2-(4-甲氧基苯基)-6-(3-硝基苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(7d)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 095(C—H); 2 969(C—H); 1 651(CN); 1 589, 1 528, 1 474(CC); 1 117(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ:8.31~8.83(m,4H,Ar—H), 7.59~7.99(m,4H,Ar—H),6.99(s, 1H, oxadiazole-H),3.61~3.491(m,3H,—OCH3)。

2-(4-甲氧基苯基)-6-(4-溴苯基)imidazole[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(7e)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 061(C—H); 2 961(C—H); 1 659(CN); 1 575, 1 528, 1 462(CC); 1 113(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ:7.90~8.01(m,4H,Ar—H), 7.65(d,4H,Ar—H),6.93(s,1H, oxadiazole-H),3.88(s,3H,—OCH3)。

2-(4-二甲氨基苯基)-6-苯基咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(8a)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 079(C—H); 2 977(C—H); 1637(CN); 1 572, 1 529, 1 473(CC); 1 108(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz) ,δ: 7.52(s,2H,Ar—H), 7.41 (s,2H,Ar—H),7.34(s,2H,Ar—H),7.32 (s,1H,Ar—H),6.76(s,2H,Ar—H),7.15(s,1H,oxadiazole-H), 2.96(s,3H,—CH3)。

2-(4-二甲氨基苯基)-6-(4-甲基苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(8b)。 IR(KBr),σ/cm-1: 3 058(C—H); 2 957(C—H); 1 652(CN); 1 586,1 526,1 427(CC); 1 095(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ: 7.47(s,2H,Ar—H), 7.38(s,2H,Ar—H),7.21(s,2H,Ar—H),6.68 (s,2H,Ar—H),7.14(s,1H,oxadiazole-H),2.92(s,3H,—CH3), 2.45(s,3H,—CH3)。

2-(4-二甲氨基苯基)-6-(4-羟基苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(8c)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 367(O—H); 3 063(C—H); 2 957(C—H); 1 650(CN); 1 562, 1 528, 1 467(CC); 1 096(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ: 7.52 (s,2H,Ar—H), 7.42(s,2H,Ar—H),6.84(s,2H,Ar—H),6.63 (s,2H,Ar—H),7.13(s,1H,oxadiazole-H),5.45(s,1H,—OH), 2.90(s,3H,—CH3)。

2-(4-二甲氨基苯基)-6-(3-硝基苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(8d)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 053(C—H); 2957(C—H); 1 645(CN); 1 568, 1 518, 1 467(CC); 1 087(C—O—C)。1H NMR(DMSO, 400 MHz),δ: 8.72(s,1H,Ar—H), 8.25(s,1H,Ar—H),7.89(s,1H,Ar—H), 7.58(s,1H,Ar—H),7.42(s,2H,Ar—H),6.68(s,2H,Ar—H), 7.17(s, 1H,oxadiazole-H), 2.93(s,3H,—CH3)。

2-(4-二甲氨基苯基)-6-(4-溴苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(8e)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 048(C—H); 2 938(C—H); 1 654(CN); 1 587, 1 525, 1 469(CC); 1 099(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ: 7.54 (s,2H,Ar—H), 7.41(s,2H,Ar—H),7.38(s,2H,Ar—H),6.72(s,2H,Ar—H),7.15(s,1H,oxadiazole-H),2.99(s,3H,—CH3)。

2-(4-羟基苯基)-6-苯基咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(9a)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 349(O—H); 3 097(C—H); 1 657(CN); 1 572, 1 528, 1 475(CC); 1 109(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ: 8.07(d,2H,Ar—H), 8.02(s,2H,Ar—H),7.80(s,1H,Ar—H), 7.63(s,2H,Ar—H),7.51(s,2H,Ar—H),7.17(s,1H, oxadiazole—H), 4.49(s,1H,—OH)。

2-(4-羟基苯基)-6-(4-甲基苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(9b)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 371(O—H); 2 964(C—H); 3 078(C—H); 1 649(CN); 1 582, 1 527, 1 466(CC); 1 117(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ:8.07(s,2H,Ar—H),8.00(s,2H,Ar—H),7.87(s,2H,Ar—H),7.79(s,2H,Ar—H),7.17(s,1H,oxadiazole-H),4.46(s,1H,OH), 2.42(d,3H,—CH3)。

2-(4-羟基苯基)-6-(4-羟基苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(9c)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 363(O—H); 3 075(C—H); 1 646(CN); 1 589, 1 532, 1 467(CC); 1 102(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ: 8.02(s,1H,Ar—H), 7.93(s,1H,Ar—H),7.80(m,2H,Ar—H), 7.33(s,2H,Ar—H),7.07(m,2H,Ar—H),6.82(s,1H, oxadiazole-H), 5.24(s,1H,—OH),5.46(s,1H,—OH)。

2-(4-羟基苯基)-6-(3-硝基苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(9d)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 321(O—H); 3 021(C—H); 1 638(CN); 1 561, 1 478(CC); 1 091(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ:8.78(s,2H,Ar—H),8.51(s,2H,Ar—H), 7.77(s,2H,Ar—H), 7.75(s,2H,Ar—H),7.73(s,1H,oxadiazole-H),4.50(s,1H,—OH)。

2-(4-羟基苯基)-6-(4-溴苯基)咪唑[2,1-b]-1,3,4-噁二唑(9e)。 IR(KBr),σ/cm-1:3 341(O—H); 3 048(C—H); 1 652(CN); 1 582, 1 528, 1 475(CC); 1114(C—O—C)。1H NMR(DMSO,400 MHz),δ:7.99(d,2H,Ar—H),7.86(s,2H, Ar—H), 7.76(d,2H,Ar—H),7.62(m,2H,Ar—H),5.89(s,1H,oxadiazole-H),4.71(s,1H, —OH)。

2 结果与讨论

2.1 反应机理

首先由α-溴代取代苯乙酮作为卤代烃,与2-氨基-5-取代-1,3,4-噁二唑发生N-烷基化反应,然后发生互变;分子内亲核加成反应,关环;最后脱去一分子水,形成含芳基咪唑并[2,1-b]-1,3,4-噁二唑。反应机理见图2。

图2 芳基咪唑并[2,1-b]-1,3,4-噁二唑的反应机理

2.2 合成工艺的优化

咪唑并[2,1-b]-1,3,4-噁二唑合成的传统方法为2-氨基--5-芳基-1,3,4-噁二唑和α-溴代芳酮在无水乙醇中回流反应,该法反应时间长(可达48 h),反应温度较高,发生副反应的几率大,产物产率低,且反应时间长。实验以3a的合成为模板,分别采用液相合成法和微波合成法对2-氨基-5-苯基-1,3,4-噁二唑与α-溴代苯乙酮进行反应,其结果见表2。由表2可以看出,在摩尔比相同时,完成反应所需的时间分别为24 h和20 min。采用微波法辅助合成,大大缩短了反应时间,提高了产率。在此基础上,对剩余其他34种目标化合物(3b-9e)也进行了微波合成(表1)。说明微波辅助合成法可以高效合成含芳基咪唑并[2,1-b]-1,3,4-噁二唑,而且反应重现性较好。 这是因为微波加热原理与普通加热原理不同,微波炉的加热是将通过电磁波将能量传递到被加热物质内部,通过分子间的摩擦碰撞产生热能使物质温度升高,也就是将能量直接作用于反应分子内部,从而使能量利用率提高,使反应效率大大提升,反应速度大大加快,因此必将大大缩短反应时间,减少副反应的发生。

表2 液相法和微波法合成3a的比较

3 结 论

提供了一种快速、高效、简单合成含芳基咪唑并[2,1-b]-1,3,4-噁二唑的方法。以2-氨基-5-取代苯基-1,3,4-噁二唑和α-溴代取代苯乙酮为原料,无水乙醇为溶剂,微波反应20 min,合成了35种含芳基咪唑并[2,1-b]-1,3,4-噁二唑,产率可达75%,并经IR,1H NMR及元素分析对目标化合物的结构进行确证。与传统的液相反应相比,微波法具有反应快速、操作简单、高效等优点,为含芳基咪唑并[2,1-b]-1,3,4-噁二唑及杂环化合物的合成提供了理论依据。

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