一種咪唑并雜環(huán)氨基甲酸酯衍生物及其制備方法和應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域和有機(jī)熒光材料領(lǐng)域，具體公開了一種咪唑并雜環(huán)氨基甲酸酯衍生物及其制備方法和應(yīng)用。所述咪唑并雜環(huán)氨基甲酸酯衍生物結(jié)構(gòu)式如式(1)所示：(1)，其中，R為alkyl、CH3O、F、Cl、Br或CN，R可以在苯環(huán)的任意位置；Het為噻唑、苯并噻唑、吡啶或嘧啶。本發(fā)明專利技術(shù)的咪唑并雜環(huán)氨基甲酸酯的制備路線是一種具有工藝流程簡(jiǎn)單、成本低、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)的工藝流程。本發(fā)明專利技術(shù)采用廉價(jià)的鐵鹽作催化劑，常壓下即可完成；獲取氨基甲酸酯技術(shù)方面不涉及光氣，符合當(dāng)前世界發(fā)展綠色化工的要求。本發(fā)明專利技術(shù)合成的咪唑并雜環(huán)氨基甲酸酯衍生物具有優(yōu)異的熒光性能，可應(yīng)用于生物成像領(lǐng)域。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于有機(jī)合成
和有機(jī)熒光材料領(lǐng)域，具體涉及一種咪唑并雜環(huán)氨基甲酸酯衍生物及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
咪唑并雜環(huán)是一種優(yōu)異的藥物先導(dǎo)化合物，具有優(yōu)異的生物活性。生物活性研究表明該類化合物具有優(yōu)良的抗腫瘤、消炎等活性，是多種非友好酶的抑制劑，多種咪唑并雜環(huán)類藥物(包括alpidem,olprinone,necopidem,zolimidineandsaripidem)已經(jīng)上市。氨基甲酸酯也是重要的活性片段、氨基甲酸酯類殺蟲劑就有45種。例如N-甲基氨基甲酸-1-萘酯是廣效的殺蟲劑，商品名稱是西維因；N-(3,4－二氯苯基)氨基甲酸甲酯是除草劑。同時(shí)，氨基甲酸酯在醫(yī)藥領(lǐng)域也有重要應(yīng)用，例如烏拉坦是一種鎮(zhèn)靜藥和催眠藥。將咪唑并雜環(huán)骨架與氨基甲酸酯片段嫁接在一起，極有可能得到高活性的藥物分子，而且在活性藥物分子的基礎(chǔ)上，具備優(yōu)異的熒光性能，這對(duì)于生物成像領(lǐng)域會(huì)有重要的應(yīng)用價(jià)值，因此開發(fā)這類化合物，并加于專利保護(hù)是非常有必要的。傳統(tǒng)制備氨基甲酸酯的方法主要是以劇毒光氣為原料，經(jīng)醇解和氨解得到。光氣法的缺點(diǎn)是光氣易揮發(fā)、劇毒，存在嚴(yán)重的安全隱患，副產(chǎn)物氯化氫對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，生產(chǎn)裝備要求很高的密封性和耐腐蝕性能，造價(jià)昂貴且對(duì)環(huán)境有害。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本專利技術(shù)的首要目的在于提供一種咪唑并雜環(huán)氨基甲酸酯衍生物。本專利技術(shù)的另一目的在于提供一種溫和的，非光氣制備咪唑并雜環(huán)氨基甲酸酯衍生物的技術(shù)方法。本專利技術(shù)的再一目的在于提供上述咪唑并雜環(huán)氨基甲酸酯衍生物的應(yīng)用。本專利技術(shù)目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種咪唑并雜環(huán)氨基甲酸酯衍生物，其結(jié)構(gòu)式如式(1)所示：其中，R為alkyl(烷基)、CH3O、F、Cl、Br或CN，R可以在苯環(huán)的任意位置；Het為噻唑、苯并噻唑、吡啶或嘧啶。Et代表乙基。所述alkyl(烷基)優(yōu)選為C1-C6烷基。上述咪唑并雜環(huán)氨基甲酸酯衍生物的制備方法，包括以下步驟：(1)咪唑并雜環(huán)化合物底物的合成：將化合物1和化合物2以摩爾比1:1在催化劑和水的條件下，在60℃下攪拌反應(yīng)4小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后冷卻，混合液用AcOEt(乙酸乙酯)稀釋，水洗，萃取，有機(jī)相干燥后抽濾，濾液旋蒸，剩余物層析，有機(jī)溶劑淋洗，TLC檢測(cè)，合并含有產(chǎn)物的流出液并旋蒸，真空干燥得到化合物3；所述化合物1的結(jié)構(gòu)式為Het為噻唑、苯并噻唑、吡啶或嘧啶；所述化合物2的結(jié)構(gòu)式為化合物3的結(jié)構(gòu)式為(2)咪唑并雜環(huán)化合物與DEAD(偶氮二甲酸二乙酯)的氨化反應(yīng)：將化合物3和化合物4(即化合物DEAD)以摩爾比1:1-2在催化劑和溶劑條件下，在40-120℃下攪拌反應(yīng)12小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后冷卻，混合液用AcOEt稀釋，水洗，萃取，有機(jī)相干燥后抽濾，濾液旋蒸，剩余物層析，有機(jī)溶劑淋洗，TLC檢測(cè)，合并含有產(chǎn)物的流出液并旋蒸，真空干燥得到化合物5；(3)咪唑并雜環(huán)氨基甲酸酯化合物的制備：將化合物5、堿和溴乙酸乙酯按摩爾比2:2:1，在溶劑中以50-120℃下攪拌反應(yīng)1-3小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后冷卻，混合液用飽和NH4Cl溶液猝滅，混合液用AcOEt稀釋，水洗，萃取，有機(jī)相干燥后抽濾，濾液旋蒸，剩余物層析，有機(jī)溶劑淋洗，TLC檢測(cè)，合并含有產(chǎn)物的流出液并旋蒸，真空干燥得到目標(biāo)產(chǎn)物即所述咪唑并雜環(huán)氨基甲酸酯衍生物。步驟(1)所述催化劑優(yōu)選為DABCO(中文名稱1,4-二氮雜二環(huán)[2.2.2]辛烷)，其加入量為化合物1摩爾量的10mol％；步驟(1)中所述水洗優(yōu)選用飽和食鹽水水洗，所述干燥優(yōu)選用無水硫酸鎂干燥，所述抽濾優(yōu)選用短硅膠柱抽濾，所述層析是指用硅膠柱層析，所述有機(jī)溶劑優(yōu)選為石油醚/乙酸乙酯混合溶劑。步驟(2)所述催化劑優(yōu)選為FeCl3，其加入量為化合物3摩爾量的10mol％；步驟(2)所述溶劑包括：DMSO(二甲亞砜)、CH3CN(乙腈)、DCE(1,2-二氯乙烷)、DMA(N,N-二甲基乙酰胺)、NMP(2-吡咯烷酮)、EtOH(乙醇)、PhMe(甲苯)或DMF(N,N-二甲基甲酰胺)；優(yōu)選為CH3CN。步驟(2)反應(yīng)有效溫度為40℃-120℃，優(yōu)選為80℃。步驟(2)中所述水洗優(yōu)選用飽和硫代硫酸鈉溶液水洗，所述干燥優(yōu)選用無水硫酸鎂干燥，所述抽濾優(yōu)選用短硅膠柱抽濾，所述層析是指用硅膠柱層析，所述有機(jī)溶劑優(yōu)選為石油醚/乙酸乙酯混合溶劑。步驟(3)所述堿為Cs2CO3、Na2CO3或K2CO3，優(yōu)選為Cs2CO3。步驟(3)所述溶劑包括DMSO、CH3CN、DCE、DMA、NMP、EtOH、PhMe或DMF，優(yōu)選為CH3CN。步驟(3)所述反應(yīng)溫度優(yōu)選為50℃-100℃，更優(yōu)選為80℃。步驟(3)中所述水洗優(yōu)選用飽和食鹽水水洗，所述干燥優(yōu)選用無水硫酸鎂干燥，所述抽濾優(yōu)選用短硅膠柱抽濾，所述層析是指用硅膠柱層析，所述有機(jī)溶劑優(yōu)選為石油醚/乙酸乙酯混合溶劑。上述咪唑并雜環(huán)氨基甲酸酯衍生物具有固態(tài)熒光發(fā)光性能，可應(yīng)用于生物成像領(lǐng)域。本專利技術(shù)咪唑并雜環(huán)氨基甲酸酯衍生物的制備原理如下式所示：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：本專利技術(shù)的咪唑并雜環(huán)氨基甲酸酯的制備路線是一種具有工藝流程簡(jiǎn)單、成本低、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)的工藝流程。本專利技術(shù)采用廉價(jià)的鐵鹽作催化劑，常壓下即可完成；獲取氨基甲酸酯技術(shù)方面不涉及光氣，符合當(dāng)前世界發(fā)展綠色化工的要求。本專利技術(shù)合成的咪唑并雜環(huán)氨基甲酸酯衍生物具有優(yōu)異的熒光性能。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本專利技術(shù)的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例1(1)咪唑并雜環(huán)化合物底物的合成：將化合物1和化合物2以摩爾比1:1，DABCO的摩爾百分比為10％(以化合物1為基準(zhǔn)計(jì))，其中化合物1的量為5mmol，溶劑為15mL水，依次加入圓底燒瓶中，在60℃下攪拌反應(yīng)4小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后冷卻，混合液用AcOEt稀釋，然后用飽和食鹽水(3×10mL)水洗，萃取，得到的有機(jī)相用無水硫酸鎂干燥，用短硅膠柱抽濾，濾液旋蒸除去溶劑，剩余物用硅膠柱層析，石油醚/乙酸乙酯混合溶劑淋洗，TLC檢測(cè)，合并含有產(chǎn)物的流出液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸餾去溶劑，真空干燥得到目標(biāo)產(chǎn)物化合物3。步驟(1)的反應(yīng)式如下：(2)咪唑并雜環(huán)化合物與DEAD的氨化反應(yīng)：將化合物3和化合物4以摩爾比1:1.5，F(xiàn)eCl3的摩爾百分比為10％(以化合物3為基準(zhǔn)計(jì))，其中化合物3的量為2mmol，溶劑CH3C本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種咪唑并雜環(huán)氨基甲酸酯衍生物，其特征在于，其結(jié)構(gòu)式如式(1)所示：其中，R為烷基、CH3O、F、Cl、Br或CN；Het為噻唑、苯并噻唑、吡啶或嘧啶。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種咪唑并雜環(huán)氨基甲酸酯衍生物，其特征在于，其結(jié)構(gòu)式如式(1)
所示：
其中，R為烷基、CH3O、F、Cl、Br或CN；Het
為噻唑、苯并噻唑、吡啶或嘧啶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的咪唑并雜環(huán)氨基甲酸酯衍生物，其特征在于，所
述烷基為C1-C6烷基。
3.權(quán)利要求1或2所述的咪唑并雜環(huán)氨基甲酸酯衍生物的制備方法，其特
征在于，包括以下步驟：
(1)將化合物1和化合物2以摩爾比1:1在催化劑和水條件下，在60℃下
攪拌反應(yīng)4小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后冷卻，混合液用AcOEt稀釋，水洗，萃取，有機(jī)
相干燥后抽濾，濾液旋蒸，剩余物層析，有機(jī)溶劑淋洗，TLC檢測(cè)，合并含有
產(chǎn)物的流出液并旋蒸，真空干燥得到化合物3；所述化合物1的結(jié)構(gòu)式為
Het為噻唑、苯并噻唑、吡啶或嘧啶；所述化合物2的結(jié)構(gòu)式為
(2)將化合物3和DEAD以摩爾比1:1-2在催化劑和溶劑條件下，在
40-120℃下攪拌反應(yīng)12小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后冷卻，混合液用AcOEt稀釋，水洗，
萃取，有機(jī)相干燥后抽濾，濾液旋蒸，剩余物層析，有機(jī)溶劑淋洗，TLC檢測(cè)，
合并含有產(chǎn)物的流出液并旋蒸，真空干燥得到化合物5；
(3)將化合物5、堿和溴乙酸乙酯按摩爾比2:2:1，在溶劑中以50-120℃下

\t攪拌反應(yīng)1-3小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后冷卻，混合液用飽和NH4Cl溶液猝滅，混合液
用AcOEt稀釋，水洗，萃取，有機(jī)相干燥后抽濾，濾液旋蒸，剩余物層析，有
機(jī)溶劑淋洗，TLC檢測(cè)，合并含有產(chǎn)物的流出液并旋蒸，真空干燥得到目標(biāo)產(chǎn)
物即所述咪唑并雜環(huán)氨基甲酸酯...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：湯日元，徐莉，張軍榮，廖燕燕，李春遠(yuǎn)，鄭文旭，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東;44