一種含氮雜環芳香化合物的對稱二聚體的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種含氮雜環芳香化合物對稱二聚體的制備方法、運種方法制備的產 物及用途。
【背景技術】
[0002] 雜環芳香化合物的對稱二聚體如2,2' -聯化晚或2,2' -聯哇嘟是一類重要的有機 化合物，它們被廣泛地應用于發光材料的制備，用于生物大分子的標記、生物分析中。由于 是金屬的優良配體，因而被廣泛地應用于與金屬絡合而后催化各種有機反應。同時，運一類 化合物自身還具有多種生物活性。例如2,2' -聯哇嘟可W和金屬形成配合物，在金屬測定 方面有著巨大的作用。2, 2'-聯哇嘟是常用的測銅試劑。2, 2'-聯哇嘟-4, 4'-二甲酸二鋼 可用于用于測定蛋白質的濃度。2,2'-聯化晚不僅可用于有機合成、醫藥中間體，還可W用 于化學鍛銅添加劑，當與亞鐵氯化鐘配合使用時，不僅可有效控制銅沉積速度，避免氧化亞 銅形成，還可作為分析試劑，用于檢定亞鐵、銀、儒、鋼，也可W作氧化還原指示劑。
[0003] 目前該類化合物主要是W過渡金屬為催化劑催化預官能化或活化的氮雜環芳 香化合物（如面代氮雜芳香化合物等）之間的偶聯反應來合成。文獻報道的大量使用 的合成方法主要是過渡金屬催化的被活化或者預官能化的氮雜環芳香化合物之間的偶 聯，其中包括：W面代含氮雜環化合物為原料，W過渡金屬作為催化劑催化面代氮雜芳香 化合物偶聯的叫ImannCoupling反應（Catal.Sci.Technol. 2013, 3, 3030-3035,J.Org. 化em. 2014, 79, 777-782);由過渡金屬催化的氮雜環芳香化合物的S下基錫衍生物與相 應的面代氮雜環芳香化合物偶聯的StillCoupling反應化Org.Chem. 2010, 75, 424 -433);由過渡金屬催化的氮雜環芳香化合物的有機鋒衍生物與相應的面代氮雜環芳 香化合物偶聯的NegishiCoupling反應（Qiem.AsianJ. 2008, 3, 1046-1049,Org. Lett. 2013, 15, 5754 - 5757);由過渡金屬催化的氮雜環芳香化合物的有機棚酸衍生物與 相應的面代氮雜環芳香化合物偶聯的SuzukiCoupling反應（Org.Lett. 2013, 15, 4308 -4311)。運些方法都是先要把雜環芳香化合物轉變為相應活化了的氮雜環芳香化合物衍生 物，極大地提高了反應原料的成本；其次反應中用到了過渡金屬作催化劑。過渡金屬一般 來說價格比較昂貴，相當多的過渡金屬都對環境有害。醫藥或精密電子工業材料都需要除 去痕量的過渡金屬。但是運些具有對稱結構的氮雜環芳香二聚體化合物與過渡金屬絡合 非常緊密，除去運些痕量的過渡金屬極端費時、費力、費錢。第二種類型的報道是不使用過 渡金屬，但是使用氮雜環芳香化合物的橫酸醋衍生物與相應的格氏試劑交叉偶聯來形成雜 環芳香化合物的對稱二聚體度Ull.化em.Soc.化n. 1989, 62, 2338-41)，其中的兩種反應原 料，無論是氮雜環芳香化合物的橫酸醋還是相應的格氏試劑都是價格十分昂貴的原料。第 S種專利方法是W哇嘟為原料，WPd/C為催化劑，W水和聚乙二醇為溶劑合成2, 2' -聯哇 嘟（中國發明專利：CN101134742A)，其優點是原料價格便宜，反應溶劑是水，比較綠色， 但是同樣使用了昂貴的過渡金屬催化劑，產率適中，且僅適用于哇嘟一種原料的反應。因而 如何避免使用過渡金屬，使用價格相對便宜的非預官能化的較廣范圍的氮雜環芳香化合物 為反應原料直接偶聯合成其對稱二聚體是一個有趣而重要的問題。

【發明內容】

[0004] 本發明提價供一種可克服現有技術不足、避免使用過渡金屬，W使用價格相對便 宜的非預官能化的較廣范圍的氮雜環芳香化合物為反應原料，制備含氮雜環芳香化合物對 稱二聚體的方法，同時提供用運種方法制備的相關產物，W及運類化合物中的部分化合物 的用途。
[0005] 本發明的一種含氮雜環芳香化合物的對稱二聚體制備方法是：在惰性氣體保護 條件下，將一種溶有格氏試劑的溶劑加入到反應容器中，在-30°C至50°C向格氏試劑溶液 中緩慢滴加入一種仲胺進行反應，然后在〇°C至100°C溫度條件下將反應容器中的溶劑抽 干，在-30°C至100°C溫度條件下充入惰性氣體繼續保護反應，再向反應容器中加入第二 種溶劑溶解前述格氏試劑與仲胺反應得到的產物，并在其中加入一種含氮絡合試劑，經絡 合后再在其中加入氮雜環芳香化合物，在20°C至200°C下反應，待反應完成后，通入空氣或 者氧氣氧化反應產物，使反應產物轉變為氮雜環芳香化合物的對稱二聚體，所述反應中：溶 解格氏試劑的溶劑為乙酸、四氨巧喃、甲乙酸、甲基四氨巧喃、甲丙酸、甲基叔下基酸、二異 丙基酸、正下酸、異下基乙基酸、異下基乙締基酸、甲苯的任意一種或者任意幾種按任意比 例的混合物，格氏試劑為M濁r或者RMgCl或者ArM濁r或者ArMgCl的任意一種或者任意 幾種按任意比例的混合物，其中的R基團為即2。+1，n為1~10的自然數；其中的Ar基團 是
或巧喃基或嚷吩基或糞基，其中Ri和R2是H或MeO或Me或F或F3C或Cl 或片&。+1，n為1~10的自然數；所述的仲胺類化合物是四氨化咯或化咯或贓晚或嗎嘟或 2, 2,6,6-四甲基贓晚燈MPH)或2, 5-二甲基化咯或2, 2, 5, 5-四甲基四氨化咯或環庚亞胺
或二苯甲胺或 RiRzNH,Ri和Rz是C品。+1，n為1~10的自然數，的任意一種或者前述仲胺中任意幾種按任 意比例的混合物；所加入的第二種溶劑為四氨巧喃、甲基四氨巧喃、甲基叔下基酸、二異丙 基酸、正下酸、異下基乙基酸、異下基乙締基酸、乙二醇二甲酸、二氧六環、苯、甲苯、乙苯、二 甲苯的任意一種或者前述溶劑中任意幾種按任意比例的混合物；所述的含氮絡合試劑為： R1R2R3N、二[(N，N-二甲基-N' ,N'-二甲基）氨基]乙基酸、N-甲基嗎嘟、四甲基乙二胺、 六次甲基四胺、4-二甲氨基化晚、化晚、2,2'-聯化晚、2,2'-聯哇嘟或N，N，N' ,N'-四 乙基乙二胺中的任意一種或者任意幾種按任意比例的混合物，其中：Ri= 式中X為 1~10的自然數，Rz=CyHz州，式中y為1~10的自然數，Rs=C式中Z為1~10的 自然數；所述的氮雜環芳香化合物為如式I至式IV結構所述的氮雜環芳香化合物，
[0006]
[0007] 目P:哇嘟及取代哇嘟、異哇嘟及取代異哇嘟、化晚及3-取代化晚或哇喔嘟及取代 哇喔嘟，其中的Ri、R2、Rs、R4、Rs、Re可W是H或化或Cl或F或F3C或化或糞或即2。4中的 任意一種，n為1~10的自然數；R,與RS中：至少有一個是H，其余的為H或化或Cl或F 或FsC或化或糞或(；&。+沖的任意一種，n為1~10的自然數；1?13、町4、町5、町6、町7、町8是 H或化或Cl或F或FsC或糞或
或(：品。4中的任意一種，n為1~10的自然數， R郝R2是H或MeO或Me或F3C或F或Cl或化或片恥4中的任意一種，n為1~10的自 然數。
[0008] 本發明的一種含氮雜環芳香化合物的對稱二聚體的制備方法中優選的格氏試劑 為nBuMgCl;用于溶解格氏試劑的溶劑為四氨巧喃；優選的仲胺類化合物為2, 2, 6, 6-四甲 基贓晚燈MPH)，仲胺加入溫度為(TC，反應時間為15分鐘；從反應容器中抽干溶劑時的溫度 為50°C;溶解反應容器內的反應物的第二種溶劑為甲苯，向反應容器內加入第二溶劑溶解 反應容器內的反應物的溫度為25°C;加入含氮絡合試劑后的選絡合時間為10分鐘；加入氮 雜環芳香化合物后的反應溫度為60°C至80°C;優選的含氮絡合試劑為四甲基乙二胺。
[0009] 采用本發明方法制備得到的氮雜環芳香化合物對稱二聚體可W是如式1至式5所 示的結構，
[0011] 其中：式I的2,2'-聯哇嘟中Rl、R2、R3、R4、R5、R6為H或化或Cl或F或F3C或化 或糞或即2。+沖的任意一種，n為1~10的自然數；式2的1，1' -聯異哇嘟中R8、馬、Ri。、 Rii、Ri2為H或化或Cl或F或F3C或化或糞或片&。+1中的任意一種，n為1~10的自然數； 式3的3, 3' -聯異哇嘟中咕、R9、Ri。、Rii、Ri2為H或化或Cl或F或F3C或化或糞或即2。4 中的任意一種，n為1~10的自然數；式4的2,2' -聯化晚中的R。為H或化或Cl或F或 FjC或糞或
g或(；&。+沖的任意一種，n為1~10的自然數，R嘴R2為H或MeO或 Me或FsC或F或Cl或化或(：品。4中的任意一種，n為1~10的自然數；式5的2, 2' -聯 哇喔嘟中的Rl4、Rl5、Rl6、Rl7、Rl8是H或化或Cl或F或F3C或糞或
或(：品。4中的 任意一種，n為1~10的自然數，Ri和R2為H或MeO或Me或F3C或F或Cl或化或片&。4中的任意一種，n為1~10的自然數。
[0012] 采用本發明的方法制備得到的氮雜環芳香化合物對稱二聚體產物
屬Ir配合物形成的如式6示的新復合物Ir-DMBQ(NBT)2表現
[0013] 良好的紅光發光性能。通過紫外-可見光檢測可知，該復合物在紫外和可見光區 域230nm、277nm、358nm都有強烈吸收，在456nm有一微弱的光吸收。而在憐光吸收區域有 607nm和661nm兩個峰，表現出強烈的紅光吸收，是一種極有潛力的材料。
[0014]W本發明所述方法制備的如式7中所示任一結構的氮雜環芳香化合物對稱二聚 體產物均為一種些新的化合物，運些化合物與各種金屬具有良好的絡合能力，被用作配體 可W和不同的金屬絡合后有催化多種有機化學反應的潛在能力，并使有機化學反應可能表 現出與W往報道的化學反應不同的反應活性與選擇性，比如，F.DeanToste教授課題組使 用4, 4' -二叔下基-2, 2' -聯化晚作為配體與醋酸鈕絡合首次高效地完成了締丙胺類化合 物的氣化和芳基化的雙官能團化反應（J.Am.化em.Soc. 2015, 137, 12207-12210);運些新 的對稱二聚體化合物還可W和不同的金屬如金屬Ir絡合后表現出不同的發光性能，據此 可化合成許多有潛在用途的光電材料，比如本發明中的6, 6' -二甲基-2, 2' -聯哇嘟的金屬 Ir復合物具有良好的紅光發光性能，而化ung-化ihWu等人報道2, 2' -聯哇嘟與2-苯基化 晚的Ir形成的復合物具有良好的白光發光性能（J.Am.化em.Soc. 2008, 130, 3413-3419); 由于與W往報道的化合物結構上有大的區別，因而也會表現出與已知結構的類似化合 物不同的生物活性，會表現出潛在的多種生物或者藥理活性，如Ik址OMurakami-Kubo 等人發現2, 2'-聯哇嘟衍生物對于海綿狀腦損傷具有一定的療效（J.Virology2004,78, 1281-1288)〇
[001引本發明的優點是：
[0017] 1)整個反應無需任何過渡金屬，降低生產成本，減少環境污染，工藝綠色；
[0018]2)反應W空氣或氧氣為氧化劑，無需專口添加任何其它的氧化劑，降低反應成本 和產物純化難度，減少副產物；
[0019] 3)底物適用性廣泛，有利于促進雜環芳香化合物自身偶聯的制備；
[0020] 4)反應擴大量后，不影響產率，有良好的工業化應用前景；
[0021] 5)本發明的方法可制備出一系列新的化合物，運些化合物中一些具有良好的發光 性能，另一些表現出潛在的多種生物或者藥理活性。
【附圖說明】
[002引圖1為實施例21產物的光譜圖，其中：Ir-DMBQ(NBT)zA在二氯甲燒溶液中的光譜 吸收，濃度為1. 0X106mol/l，左側為紫外-可見光吸收，右側為憐光吸收。
【具體實施方式】
[0023] W下實施例將有助于理解本發明，但不局限于本
【發明內容】
。
[0024] 實施例1.
[002引在氣氣保護下，向放入攬拌磁子的潔凈干燥