基本信息
- 项目名称：
- 一种咔唑衍生物的合成方法
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 咔唑类衍生物是许多精细化学品的中间体, 它可用于农药、杀虫剂、医药、橡胶等。因此，发展一类高效，简洁的合成该类片段的合成方法具有重要的意义。本作品在于提供从廉价的乙酰芳胺和碘代芳烃出发，得到咔唑衍生物的合成方法。
- 详细介绍：
- 本项目内容为通过C-H键活化实现咔唑衍生物的合成。用乙酰苯胺和碘苯作为反应模型，一步法直接合成咔唑的衍生物。同时，省却了一些预先官能团化的反应步骤，将会大大减少反应废弃物的排放，提高反应的原子经济性。该作品适用于咔唑类精细化学品的合成，在专利授权后，将通过转让或者技术入股方式实现技术推广。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 1、咔唑类衍生物是许多精细化学品的中间体, 它可用于农药、杀虫剂、医药、橡胶等。因此，发展一类高效，简洁的合成该类片段的合成方法具有重要的意义。本作品在于提供从廉价的乙酰芳胺和碘代芳烃出发，得到咔唑衍生物的合成方法。 2、思路 在过渡金属的催化下，运用串联反应的思路，使用芳基酰胺类与碘苯类化合物发生邻位C-H键芳基化反应，再次发生基于C-H键断裂的C-N键的形成反应，一锅法高收率合成咔唑类衍生物。 3、创新点 底物价廉易得，反应条件较温和，产物收率高；省却了对底物的一些预先官能团化，提高了反应的原子经济性，减少了对环境的污染。在能源、环保问题日益严峻的当前，具有重要的意思。将为社会和环境的和谐发展提供一定的帮助。 4、技术关键 通过催化剂活性的筛选，调节添加剂的种类，反应的温度、时间、溶剂和加入催化剂的量等来获取最优条件。 5、技术指标 能够高效地合成咔唑及其衍生物。 本作品已经申请专利一项。所使用的原料便宜易得，操作简便，反应条件温和，不需要强酸条件，底物适用范围广阔，可以合成各种取代的咔唑衍生物。在过渡金属催化下，使用简单的原料为底物一步法合成咔唑，不仅收率高、成本低、环境污染少，而且为简单合成咔唑在工业的推广中起到了一定的积极作用。浙江省是化学工业大省，药物中间体的合成在全国占有较大的份额，本课题研究所涉及过渡金属催化C-H键的官能团化研究，这是当前有机化学研究的热点和难点。运用该策略，将为合成咔唑衍生物的方法提供更加合理的合成路线。
科学性、先进性
- 本作品已经申请专利一项。所使用的原料便宜易得，操作简便，反应条件温和，不需要强酸条件，底物适用范围广阔，可以合成各种取代的咔唑衍生物。在过渡金属催化下，使用简单的原料为底物一步法合成咔唑，不仅收率高、成本低、环境污染少。本课题研究所涉及过渡金属催化C-H键的官能团化研究，这是当前有机化学研究的热点和难点。运用该策略，将为合成咔唑衍生物的方法提供更加合理的合成路线。
获奖情况及鉴定结果
- 本作品与2009年7月申请专利，正在公开审查中。
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 申请专利后，将通过专利转让或者技术入股，实现项目的盈利。
作品可展示的形式
- 图纸
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本项目内容为通过C-H键活化实现咔唑衍生物的合成。用乙酰苯胺和碘苯作为反应模型，一步法直接合成咔唑的衍生物。同时，省却了一些预先官能团化的反应步骤，将会大大减少反应废弃物的排放，提高反应的原子经济性。该作品适用于咔唑类精细化学品的合成，在专利授权后，将通过转让或者技术入股方式实现技术推广。
同类课题研究水平概述
- 目前，对于咔唑的衍生物的合成主要有以下几类方法： （1）2-乙酰氨基联苯为底物 2005年．Buchwald报道了采用2-乙酰氨基联苯，在Pd/Cu共催化下，通过基于C-H键断裂的分子内的C-N键的形成，实现了咔唑环的合成（Eq. 1）[1]。然而，该底物必须通过其他的偶联方法制备才能得到。 （2） PhOTf和苯胺作为底物 几乎是不谋而合，最近Fujii报道了采用PhOTf和苯胺作为底物，一锅法合成咔唑的方法（Eq. 2）[2]。然而，该方法需要分批投料。 （3） 联苯的叠氮化物为底物 2009年，Stokes以联苯的叠氮化物为底物，用铑的化合物为催化剂一步法合成了咔唑的衍生物（Eq. 3），但该底物需预先官能团化，且官能团化过程需使用NaN3（易爆炸），步骤也过于繁琐[3]。 最近，在定位基团存在下，苯环的邻位的C-H键的直接芳基化反应取得了很大的进展，运用该策略，人们可以非常方便地得到联苯的衍生物。2007年, Shi发展了一种采用乙酰苯胺和芳基三甲氧基硅试剂进的邻位芳基化反应（Eq. 4）[4]。 受以上工作的启发，结合Fujii的工作，我们实现应用串联反应的策略，通过2次C-H键的官能团化，实现一锅法合成咔唑衍生物（Eq. 5）。 如果该方法能够实现，由于省却了一些预官能团化步骤，将会大大降低废弃物的排放。这在能源，环境日益严峻的当前，具有重要的意义。将为社会和环境的和谐发展提供一定的保障。 参考文献： [1]. Peter, T. W. C.; Buchwald, S. L. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 4560. [2]. Toshiaki, W.; Oishi, S.; Fujii, N.; Ohno, H. J. Org. Chem. 2009, 74, 4720. [3]. Stokes, B. J.; Jovanovic, B.; Dong, H. J. Org. Chem. 2009, 74, 3225. [4]. Yang, S.; Li, B.; Wan, X.; Shi, Z. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6066.
