摘 要

苯并咪唑类化合物因其性质优良，结构特殊，有着极为广泛的应用。它在医疗上的作用也逐渐显现出来，受到的更多的关注，实验发现该化合物可以作为片段镶嵌到药物中，可以使药物有抗癌、抗真菌、抗炎、降血糖的作用，可用作金属表面处理剂，也可以以作为实验的中间体。有机叠氮化物有很高的应用价值，苯基叠氮是近代第一个被合成的有机叠氮化合物，在它的制备以后，整个化学界对这种化合物的关注度都大幅度提高，研究人员对有机叠氮化物的探索也不断深入，叠氮化物有越来越多的优点被研究与利用，并被广泛地应用在各种领域，如航天，化工等，给人们的生活带来了极大的便利。本文主要介绍了以5-溴代苯并咪唑和叠氮化钠为原料合成叠氮基苯并咪唑，采用红外光谱和核磁共振表征产物结构；采用叠氮基苯并咪唑和碘代异丙烷为原料合成叠氮基苯并咪唑季铵盐，采用红外光谱和核磁共振表征产物结构。

关键词：叠氮化物，苯并咪唑，季铵盐，红外光谱，核磁共振

Synthesis of azido benzimidazole

Abstract

Due to its excellent nature, special structure,Benzimidazole benzimidazole compounds because of its excellent nature, special structure, has a very wide range of applications. In the field of medicinal chemistry, its role is also of concern, .the Many studies found that the compounds can be used as anti-cancer, anti-fungal, anti-inflammatory, hypoglycemic drugs. Benzimidazole compounds can also be used as organic synthesis reaction intermediates. Organic azide as an intermediate for organic synthesis experiments has important application. In this paper, we introduce 5-bromobenzimidazole and sodium azide as raw materials to synthesize azidobenzimidazole. The structure of the product was characterized by infrared spectroscopy and nuclear magnetic resonance. And then the synthesis of azide benzimidazole quaternary ammonium salt was carried out using azidobenzimidazole and iodoisopropane as raw materials, and characterized by IR and NMR.

Keywords:Azide，Benzimidazole，quaternary ammonium salt，infrared spectrum，nuclear magnetic resonance

目录

摘要 I

Abstract III

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2苯并咪唑类化合物的合成 3

1.2.1以羧酸衍生物和邻苯二胺为原料 4

1.2.2以邻硝基苯胺为原料 4

1.2.3天然氨基酸类构建苯并咪唑  4

1.2.4其他的原料合成苯并咪唑类化合物  5

1.2.5苯并咪唑类化合物的应用 5

1.3叠氮化物介绍与合成 6

1.3.1 芳基重氮化反应 6

1.3.2卤化物的取代反应 7

1.3.3醇羟基的转化反应 7

1.3.4醛与叠氮化试剂的反应 8

1.3.5羧酸与叠氮化试剂的反应 8

1.3.6酯的叠氮化反应 8

1.3.7其他合成方法 9

1.4本课题的分析方法与设计路线 9

1.4.1分析方法 9

（1）红外光谱表征 9

（2）核磁共振表征 9

1.5.2 设计总体方案路线 10

第二章 实验部分 11

2.1 实验仪器 11

2.2实验试剂 12

2.3叠氮基苯并咪唑的合成 13

2.4叠氮基苯并咪唑季铵盐的合成 13

2.5结果与讨论 14

2.5.1 叠氮基苯并咪唑核磁与红外谱图分析 14

2.5.2 叠氮基苯并咪唑季铵盐核磁与红外谱图分析 15

第三章 结论 17

参考文献 19

致谢 21

第一章 绪论

1.1 引言

苯并咪唑类化合物相比于其他化合物有很大的优势, 在金属表面能够稳定地吸附，它的这一性质使它应用范围变的更加广，因为苯并咪唑类化合物的非同一般的结构，人们设想把这类化合物的片段镶嵌于药品中，在科研人员的不断努力下，医学上成功研制出了很多含有这类化合物结构片段的药物，并应用于对患者的治疗，取得的效果值得肯定，此类药物可以有抵抗真菌、降低血糖的作用,也可作为用于治疗过敏性鼻炎的药物,如息斯敏、咪唑斯汀,随着时代的发展，苯并咪唑类化合物的价值已经被业界肯定，怎样高效的绿色环保低消耗地合成苯并咪唑成为他们不断追求探索的方向，实验探索的深入使他们发现苯并咪唑及其衍生物具有很好的稳定性，并且表现出了令人满意的化学性质，苯并咪唑及其衍生物的结构特殊，在多个领域应用十分广泛，随着科学的发展与人们对生活要求的提高，人们更渴望挖掘该类化合物的无限可能性，研究人员加大了对该类化合物的探究，苯并咪唑是一种不同于一般的杂环类化合物，由苯和咪唑反应而成，分子式为C₇H₆N₂，白色晶体，呈弱碱性，有很好的稳定性，比一般杂环类化合物的性质更为优良。此外,由于苯并咪唑的协调性与金属形成π-π相互作用和疏水的疏水性,使其在生物活性，生理特性上也具有相应的的实际研究意义，也因此使更多的研究团队加入到对苯并咪唑及其衍生物的研究队伍中，以发现更大的价值。

近年，叠氮化物的优良性质也逐渐的受到重视，随着对有机叠氮化物的研究与探索不断加深，叠氮化物被越来越多的应用在各种领域，如航天，化工等，在市场的推动下，不断涌现出新的合成叠氮化物的方法，叠氮化物的优点也越来越多地被发现利用，给人们的生活带来很大的便利。叠氮化合物基本上都含有叠氮基( - N₃)，是叠氮酸(HN₃) 的衍生物, 这类化合物遇到少量外部能量就会剧烈分解，具有易爆的特性， 划分叠氮化合物的标准是电离度.而随着近代科学技术的不断发展,在定义叠氮化合物时，很常见的一种方法就是按照化学键去定义，从化学键的不同定义出化合物的不同，这种方法有一定的优势，它可以很清晰的表明出叠氮化合物性能与结构之间的关系，一般将叠氮化合物分为以下这样几种，重金属叠氮化合物，共价叠氮化合物和离子叠氮化合物等，在第一个叠氮化物合成之后，化学界对于该类化合物的重视程度也越来越高。制备芳基叠氮化物的最直接的途径是用亚硝酸将胺重氮化，然后在低温下加入叠氮化钠。或者在强碱的存在下，芳基胺通过用对甲苯磺酰基叠氮化物处理而转化成芳基叠氮化物，上述转化也是在温和条件下使用三氟甲磺酰叠氮化物,CuSO₄和三乙胺的组合完成的。

据报道芳族和乙烯基卤化物与叠氮化钠在用Cu I-L-脯氨酸催化下的偶合以良好至优异的产率制备芳基/乙烯基叠氮化物。在大多数情况下，叠氮化物以非常好的产率分离。将受阻胺2-氨基-1,3-二乙基苯以74％的收率转化为相应的叠氮基化合物。类似地，具有甲氧基取代基或具有不同吸电子基团作为取代基的苯胺的苯胺转化为相应的叠氮化物，产率为61-92％。值得提及的是，具有羧酸酯作为取代基和未保护的NH基团的吡唑以64％的产率从相应的胺产生叠氮化物。5-氨基吲哚和2-氨基苯并噻唑分别以50％和54％的产率反式形成相应的叠氮化物。具有与其连接的不同杂环的苯胺以良好产率平稳转化为叠氮化物。由相应的胺以中等产率得到吡啶基叠氮化物，其不可能通过亚硝酸甲酯制备。在这种情况下，发现DMF是合适的溶剂，尽管反应在t-Bu OH中进行良好，尽管收率低。具有叔丁基二甲基甲硅烷基保护基团的化合物在10-15分钟内以60％的产率进行胺至叠氮化物的转化，而在亚硝酸条件下的相同转化率导致甲硅烷基醚的脱保护。所介绍的在酸不稳定的叔丁氧基羰基在反应条件下存活，能得到产率为70％的产物，这些反应中的大部分进行大规模反应（10-20mmol）。