一种苯基桥联吡唑基苯并咪唑衍生物及其制备方法技术领域
本发明涉及一种苯基桥联吡唑基苯并咪唑衍生物及其制备方法。
以3-溴苯肼为原料，通过三步反应合成了苯基桥联吡唑基苯并咪唑衍
生物。此类化合物可作为三齿配体用于合成高催化活性的钌配合物。
本发明具有原料价廉易得、合成效率高和产物易于衍生化等优点。
技术背景
钳形(pincer)配体与过渡金属配位形成的鳌合物具有良好的稳定
性，反应活性以及立体选择性，被广泛应用于配位化学、有机合成、
均相催化和功能材料等领域。
苯基桥联钳形配体可以通过调节配体结构和改变中心金属来调
节其催化活性和选择性。2010年，段伟良小组(W.L.Duan,J.Am.
Chem.Soc.2010,132,5562.)利用手性PCP钳形钯化合物作催化剂首
次实现了二芳基膦氢与烯酮的不对称加成反应，以高达93％的收率和
99％的立体选择性成功获得了一系列手性膦衍生物。该反应的实现为
手性膦配体的设计合成提供了一条简便高效的途径。2013年，
Nishiyama小组(H.Nishiyama,et al.Angew.Chem.Int.Ed.2013,52,
11011.)发现手性双(噁唑啉)苯NCN钳形铑化合物可以催化端基烯烃
的不对称双硼化反应，手性双硼化合物经脱硼反应转化为手性1,2-
二醇衍生物，立体选择性高达99％。该反应为高收率高光学纯1,2-
二醇衍生物的合成提供了一种方便高效的新方法。2014年，黄正小
组(Z.Huang,et al.Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,1390.)报道了苯基桥
联的PCP型钳形铱配合物在烷烃脱氢反应中表现出非常高的催化活
性，在环辛烷脱氢反应中转化率超过99％，转化数(TON)值高达6000。
本发明公开了一种苯基桥联吡唑基苯并咪唑衍生物及其制备方
法。以3-溴苯肼为原料，通过简单三步反应合成了苯基桥联吡唑基苯
并咪唑衍生物。此类化合物可作为三齿配体用于合成高催化活性的钌
配合物。本发明具有原料价廉易得、合成效率高和产物易于衍生化等
优点。
苯基桥联吡唑基苯并咪唑衍生物
发明内容
本发明的目的在于提供一种原料易得、反应条件温和、适应性广、
能高效地合成一种苯基桥联吡唑基苯并咪唑衍生物的方法。
本发明提供的苯基桥联吡唑基苯并咪唑衍生物，结构式如下式1
所示：
其中R1为氢、甲基或苯基中的一种或二种以上；R3为氢、甲基
或苯基中的一种或二种以上；R2为氢或甲基中的一种或二种。
所述苯基桥联吡唑基苯并咪唑衍生物的制备方法，包括以下步
骤：
(1)以3-溴苯肼2为起始原料，3-溴苯肼2与β-二酮3发生环
化反应生成4；
(2)低温条件下4与正丁基锂/N,N-二甲基甲酰胺反应生成5；
(3)5与邻苯二胺6缩合反应生成苯基桥联吡唑基苯并咪唑衍
生物1；
反应结束后，将反应液冷至室温，减压下除去挥发组分，然后用
柱层析分离。目标产物通过核磁共振谱得到确认。
反应式：
其中R1为氢、甲基或苯基中的一种或二种以上；R3为氢、甲基
或苯基中的一种或二种以上；R2为氢或甲基中的一种或二种。
所述步骤(1)中，3-溴苯肼与β-二酮的摩尔比为0.2:1-4:1；反
应的溶剂为甲醇、乙醇和正丁醇中的一种或者两种以上；溶剂用量为
1-5mL/mmol3-溴苯肼；反应温度为30-120℃；反应时间为2-12小时。
所述步骤(2)中，4与正丁基锂的摩尔比为0.5:1-2:1；4与N,N-
二甲基甲酰胺的摩尔比为0.5:1-2:1；反应的溶剂为正己烷、乙醚和四
氢呋喃中的一种或者两种，4与溶剂的用量比例为每1mmol4，溶剂
用量为5-10mL；所述低温反应，反应温度为-80-50℃；反应时间为
2-8小时。
所述步骤(3)中，5与邻苯二胺6的摩尔比为0.5:1-4:1；反应的
溶剂为甲苯、氯苯和硝基苯中的一种或者两种以上，5与溶剂的用量
比例为每1mmol5，溶剂用量为5-30mL；反应温度为50-180℃；反
应时间为2-8小时。
技术方案的特征在于：
1.原料3-溴苯肼2、邻苯二胺6为商品化产品，可以直接购买使用。
2.原料β-二酮3可以通过简单制备得到或直接购买使用。
总之，本发明以3-溴苯肼为原料，通过三步反应合成了苯基桥联
吡唑基苯并咪唑衍生物1。此类化合物可用于合成高催化活性的钌配
合物。本发明具有原料价廉易得、合成效率高和产物易于衍生化等优
点。
具体实施方式
通过下述实施例有助于进一步理解本发明，但本发明的内容并
不仅限于此。
实施例1
在50mL反应瓶中加入3-溴苯肼2(1.40g，7.5mmol)，乙酰丙
酮3a(1.00g，10.0mmol)和10mL乙醇，65℃搅拌反应6小时。反
应结束后，将混合物冷至室温，减压下除去挥发组分，然后用硅胶柱
层析分离(洗脱液为石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯，v/v＝30:1)，得
到黄色液体产物4a(1.52g，收率81％)。目标产物通过核磁共振谱
得到确认。
实施例2
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于乙酰丙酮
3a用量为(0.75g，7.5mmol)。停止反应，经同样方法后处理得到目
标产物4a(1.35g，收率72％)。说明使用等摩尔量的乙酰丙酮3a时，
反应收率降低。
实施例3
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于反应温度
为30℃。停止反应，经同样方法后处理得到目标产物4a(0.38g，收
率20％)。说明降低反应温度，不利于目标产物生成。
实施例4
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于反应时间
为1小时。停止反应，经同样方法后处理得到目标产物4a(0.49g，
收率26％)。说明缩短反应时间，反应收率降低。
实施例5
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于反应体系
中加入的是1,3-二苯基丙二酮3b(2.24g，10.0mmol)。停止反应，经
同样方法后处理得到目标产物4b(2.25g，收率80％)。目标产物通过
核磁共振谱得到确认。
实施例6
N2气氛下，-78℃下，向nBuLi(2.5M in hexanes，2.2mmol)的
THF(10mL)溶液中滴加4a(502mg，2.0mmol)的THF溶液(10mL)，
滴加完毕后反应液在-78℃继续保持30分钟，再向反应液中加入N,N-
二甲基甲酰胺(0.3mL，4.0mmol)，反应液自然升温至室温，反应液
用甲醇(2mL)淬灭。将反应液倒入饱和NH4Cl水溶液(20mL)中，用
二氯甲烷(20mL/次)萃取3次，收集有机相，用无水Na2SO4干燥，过
滤，收集滤液，减压下移去易挥发组分，得到的粗产物经过硅胶柱层
析分离(石油醚(60-90℃)/乙醚，v/v＝20:1),得到黄色液体产物5a
(240mg，收率60％)。
实施例7
反应步骤与操作同实施例6，与实施例6不同之处在于反应温度
为0℃。停止反应，经同样方法后处理得到目标产物5a(88mg，收
率22％)。说明升高反应温度，不利于目标产物生成。
实施例8
反应步骤与操作同实施例6，与实施例6不同之处在于，反应体
系中加入的是1-(3’-溴苯基)-3,5-二苯基-1H-吡唑4b(750mg，2.0
mmol)。停止反应，经同样方法后处理得到目标产物5b(337mg，收
率52％)。目标产物通过核磁共振谱得到确认。
实施例9
50mL反应瓶中依次加入5a(100mg，0.5mmol)，邻苯二胺6(54
mg，0.5mmol)和10mL硝基苯，150℃反应2h。反应结束后，将反
应液冷至室温，减压下除去挥发组分，然后用硅胶柱层析分离(洗脱
液为石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯，v/v＝3:1)，得到浅黄色固体产物1a
(88mg，收率61％)。目标产物通过核磁共振谱得到确认。
实施例10
反应步骤与操作同实施例9，与实施例9不同之处在于反应温度
为80℃。停止反应，经同样方法后处理得到目标产物1a(32mg，收
率22％)。说明降低反应温度，不利于目标产物生成。
实施例11
反应步骤与操作同实施例9，与实施例9不同之处在于邻苯二胺
7用量(108mg,1mmol)。停止反应，经同样方法后处理得到目标产物
1a(65mg，收率45％)。说明增加邻苯二胺用量，不利于目标产物生
成。
实施例12
反应步骤与操作同实施例9，与实施例9不同之处在于反应时间
为6h。停止反应，经同样方法后处理得到目标产物1a(86mg，收率
60％)。说明延长反应时间对提高目标产物收率无益。
实施例13
反应步骤与操作同实施例9，与实施例9不同之处在于，反应体
系中加入的是5b(162mg，0.5mmol)。停止反应，经同样方法后处理
得到目标产物1b(134mg，收率65％)。目标产物通过核磁共振谱得
到确认。
典型化合物表征数据
苯基桥联吡唑基苯并咪唑衍生物1a,浅黄色固体。1H NMR(CDCl3,
400MHz,23℃)δ8.00(m,1H),7.89(t,J＝1.6Hz,1H),7.62(m,2H),
7.28(m,4H),6.73(s,1H),6.06(s,1H),2.40(s,3H),2.19(s,3H)；
13C{1H}NMR(CDCl3,100MHz,23℃)δ151.2,149.5,140.4,139.5,
131.3,129.8,126.4,125.9,123.0,122.9,120.4,116.8,107.3,13.5,12.1。
C18H16N4的HRMS理论值([M+]):288.1375；测定值:288.1382。
1-(3’-溴苯基)-3,5二甲基-1H-吡唑4a，黄色液体。1H NMR(CDCl3,400
MHz,23℃)δ7.63(m,1H),7.46(d,J＝7.8Hz,1H),7.37(m,1H),
7.29(t,J＝8.0Hz,1H),5.98(s,1H),2.30(s,3H),2.28(s,3H)；13C{1H}
NMR(CDCl3,100MHz,23℃)δ149.6,141.2,139.6,130.25,130.20,
127.7,123.0,122.6,107.6,13.6,12.6。C11H11BrN2的HRMS理论值
([M+]):250.0106；测定值:250.0114。
3-(3,5二甲基-1H-吡唑基)苯甲醛5a，黄色液体。1H NMR(CDCl3,400
MHz,23℃)δ9.97(s,1H),7.90(t,J＝1.6Hz,1H),7.78(m,1H),7.67
(m,1H),7.54(t,J＝7.8Hz,1H),5.96(s,1H),2.28(s,3H),2.23(s,3
H)；13C{1H}NMR(CDCl3,100MHz,23℃)δ191.3,149.6,140.7,139.5,
137.1,134.2,129.8,127.9,124.8,107.8,13.4,12.5。C12H12N2O的HRMS
理论值([M+]):200.0950；测定值:200.0954。