超声波破碎仪加速下2-苯基咪唑啉的高效合成

快速高效且温和地合成2-苯基咪唑啉衍生物。方法：苯甲醛及取代苯甲醛为反应底物，和乙二胺在NBS的催化下，以超声波破碎仪合成各类2-苯基咪唑啉。结果：以二氯甲烷15毫升为反应溶剂，超声波破碎仪超声25 min，反应结束直接过滤即得产物，产率78.1%~99%。结论：该方法可以迅速温和地制备该类小分子化合物。

咪唑啉是五元含氮杂环化合物中吸引眼球的一个代表物，大多**、天然产物、金属有机催化剂以及缓蚀剂的关键结构中都含有该结构片段，咪唑啉杂环结构单元的合成及构建成为了环化学研究领域的一个热点。咪唑啉是强碱性固体，熔点较低。根据双键位置可以分为 2-咪唑啉、3-咪唑啉和 4-咪唑啉。 在医药和农药研究中，咪唑啉衍生物尤其是2-咪唑啉的衍生物起着非常重要的作用。如血管扩张剂和降压药 2-苄基-4，5-二氢咪唑。咪唑类****在临床上应用广泛，不断出现了新的咪唑衍生物的****，如克霉唑、咪康唑、益康唑，近年来的酮康唑、硫康唑等等，这些**是抗****开发的新途径；在农药中，如苹果黑星病的**剂 2-羟甲基-2-十七烷基-4，5-二氢咪唑。已报道的一种非常有效的一锅制备法来制备 2-咪唑啉，即从醛和乙二胺在催化剂条件下反应制备。 一旦 2-咪唑啉被合成，它们就很容易被 MnO2，Pd/C，KMnO4，三氯乙氰尿酸，(CoCl)2-DMSO 和 IBX 等氧化剂氧化。但是，这种方法存在缺陷，比如，这些氧化剂具有爆炸性或者有毒，或者步骤较为繁琐。*近，在有机合成研究中被综合利用的碘被广泛研究使用了。因为这类分子有较强的氧化能力，并且对城市环境造成毒害作用更小。特别是，碘苯二乙酯，亚碘酰苯和羟基对甲苯磺酰氧基苯碘是*流行的和实用的三价碘试剂。但该类反应后处理繁琐，不适合工业化生产。 本文对已报道的合成方法进行改良，以常用催化剂 NBS 为催化条件，引入超声波破碎仪合成加快反应进程，且反应后处理简单，操作简便，产率理想，适合 2-苯基咪唑及其衍生物的工业化生产。

在一定量二氯甲烷中加入苯甲醛(0.5 g)和乙二胺 0℃超声波破碎仪反应 1 min，加入 NBS 后超声波破碎仪下反应，所得反应液经抽滤分离得白色固体即为目标产物。反应过程中反应物的比例为：苯甲醛:乙二胺:NBS = 1:1.05:1.05，调整二氯甲烷的体积(5, 10, 15，20 mL)以及超声波破碎仪处理时间(10, 15, 20, 25 min)控制反应产率。*终确定为溶剂体积 15 mL，反应时间 25 min 为*佳反应条件。

溶剂剂量少，溶质不能完全溶解，导致反应产率下降。当溶剂的量定于 10~20 ml 时，产率的差异不大，综合考虑本实验采用二氯甲烷量为 15 mL。 利用超声波波破碎仪处理，使原本反应过夜的时间大幅度缩短，超声时间为 10 min 时，时间太短会导致反应 不够完全，产率降低，但如果时间太长，如 30 min 又会使产物重新溶解，因而当超声超过 25 分钟时， 产率有所下降，这是由于得到的产物在超声的作用下重新溶于溶液中。在对照组过夜的操作实验中，我 们发现，溴代琥珀亚酰胺加入到苯甲��与乙二胺的混合物中时，容易结块，导致反应不易进行，得到的产物杂质多，颜色偏黄。而放在超声波破碎仪里的反应，溴代琥珀亚酰胺加入后，一分钟内就可溶解， 变成乳白色或者米白色的混悬液，随着超声时间的增加，在一定范围内，混悬液增多。 综上所述超声波能使反应加快。此反应超声时间设置在 25 min 时，可以得到 97.1%的高产率。 当底物换成对氯苯甲醛，间氯苯甲醛，邻甲氧基苯甲醛，对甲氧基苯甲醛，间甲氧基苯甲醛，对硝基苯甲醛和邻硝基苯甲醛时，其他条件不变。从实验结果可知此反应活性受电子效应和空间效应两个因素影响 1) 取代基吸电子效应的影响。对氯苯甲醛和对甲氧基苯甲醛作为反应底物得到的产率高于苯甲醛，且对位取代的产率均高于间位取代的产率，说明对位吸电子基团的存在有利于反应的进行。2) 空 间效应的影响。表中邻甲氧基苯甲醛和邻硝基苯甲醛为底物的反应产率低于对位取代底物的产率，说明邻位的空间位阻对反应有一定的影响，涉及到相关邻位取代底物的反应，在工业化生产上会受到一定的影响。

以取代苯甲醛醛为原料一锅法高效合成 2-咪唑啉的*佳工艺为以对氯苯甲醛为底物，溶剂二氯甲烷 为 15 ml (对氯苯甲醛:乙二胺:NBS = 1:1.05:1.05)，超声时间为 25 min，*高产率可达 99.9%。 综上所述该实验不仅摈弃以往的高温需求，降低能耗，而且大大的缩短了反应时间，实验易操作， 而且在人为因素不可避免的实验条件下仍取得高产率。在此探究过程中，超声波起到了重要作用，超声能量能加速和控制化学反应，提高反应产率，不仅条件温和，反应迅速，后处理方便，利于工业化生产。

引用链接：https://pdf.hanspub.org/HJMCe2_10173370.pdf