[发明专利]一种3-溴咔唑的制备方法

说明书

本发明公开了一种3‑溴咔唑的制备方法，属于有机合成技术领域。该方法以咔唑为原料，采用含稳定剂2,6‑二叔丁基对甲酚的有机溶剂，加入相转移催化剂，在Br^‑/O₂^2‑体系中经氧化溴化反应合成3‑溴咔唑。本发明采用相转移催化剂，在Br^‑/O₂^2‑体系中通过控制咔唑在有机相‑水相溶液中的溶解性，有效克服了现有溴代方法中咔唑溶解性差、反应时间长、转化不完全等缺点，从而显著提高3‑溴咔唑的纯度和收率；同时实现了降低成本、绿色环保的目的，为大规模工业化生产提供了切实可行的技术支撑。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，更具体地说，涉及一种高纯度3-溴咔唑的制备方法。

背景技术

溴代咔唑具有较强的光敏化能力和较低熔点，是有机光电材料和医药的重要中间体。例如，3-溴咔唑是合成光电导体增感剂双(6-溴-9-乙基-咔唑-3-基)甲苯基碘盐等的中间体，另外可以作为合成咔唑-3-硼酸和N-苯基咔唑-3-硼酸等有机光电材料中间体的原材料；3,6-二溴咔唑是合成免疫调节剂3,6-二溴咔唑-N-乙酸等中间体。咔唑C3、C6位C-H键直接溴代反应是获得3、6位溴代咔唑的最简单、经济的方法。电子云密度相同的咔唑C3、C6位都可能发生亲电溴代反应，合成双溴代和多溴代咔唑的方法相对成熟；因其溴代选择性等问题获得高纯度3-溴咔唑的方法并不多。

咔唑C3直接溴代反应最常使用的溴素、NBS、二溴海因等溴代试剂，存在成本高、原子利用率低、污染严重、选择性差、后处理复杂等缺陷。2015年，姜辉等在《广州化学》(2015年第40卷第1期第37-41页)发表了一篇名为“3-溴咔唑的绿色合成新工艺研究”的文章，总结了目前已有五种3-溴咔唑的合成方法(①溴化钾和溴酸钾混合法；②重氮盐法和氯醌脱氢法；③磺化法；④NBS法；⑤直接溴化法等)并指出了各种方法的不足之处。该文章中创新性的在咔唑9位引入乙酰基作为保护基，再经溴化、脱乙酰基制备高纯3-溴咔唑。该方法虽然获得了较高收率(总收率为83.8％)的高纯度3-溴咔唑，但是步骤冗长、操作复杂、生产成本高，溴化过程仍有可能存在选择性问题，不具有原子经济性。

因此，有必要对现有3-溴咔唑的合成方法进行改进，在确保产物纯度、收率较高的基础上，提出高原子利用率、绿色经济、操作步骤和后处理工艺简单、易于产业化的合成方法，以期满足市场各领域对此产品日益增长的需求。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有咔唑的溶解性差以及溴代反应选择性的问题，本发明提供一种咔唑直接溴代反应合成3-溴咔唑的方法，提供一种反应条件温和、高选择性、高原子利用率、绿色经济环保的咔唑氧化溴代反应合成3-溴咔唑的新方法。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的高纯度3-溴咔唑的制备方法，以咔唑为原料，在Br^-/O₂^2-体系下经氧化溴化反应合成3-溴咔唑。与已报道方法相比，该方法所使用溴源体系廉价，具有高原子利用率、高选择性、后处理提纯工艺简单、绿色环保的特点，为获得高纯度3-溴咔唑提供了一种新的方法。

3-溴咔唑与咔唑相比C6位的电子云密度降低，其溴代反应活性也随之降低；只要严格控制溴源当量、反应温度等条件，便可以有效的控制3,6-二溴代咔唑的生成。同时，咔唑在多数有机溶剂中的溶解性较差，咔唑未能完全溶解参与溴代反应就会存在与产物3-溴咔唑包夹的情况从而影响其转化率；如果反应中有大量咔唑剩余，因其较差的溶解性而很难通过重结晶等手段除去从而很难获得高纯度的3-溴咔唑；如果加入大大过量的溴源可以提高咔唑的转化率，但是其相应的3,6-二溴代咔唑生成增多而影响反应的选择性；所以解决咔唑的溶解性和溴代反应的选择性等问题是获得高纯度3-溴咔唑的关键。