CN101973945A - 四芳基吡嗪类化合物的合成方法 - Google Patents

四芳基吡嗪类化合物的合成方法 Download PDF

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Abstract

四芳基吡嗪类化合物的合成方法，涉及一类化合物的合成方法，常温下，在反应容器中将卡宾催化剂、三乙胺和极性溶剂搅拌混合；在混合液中加入有机醛，加热搅拌或微波辐射；在空气中加热至回流得安息香酮；在回流得到的安息香酮中加入醋酸铵，搅拌均匀；加热或微波辐射；将溶液与冰水混合，抽滤出固体，再用乙醇重结晶，即得四芳基吡嗪类化合物。本发明采用环境友好的催化剂，溶剂成本较低且对环境无害的溶剂，同时四取代吡嗪的产率较高；步骤2和5中可以采取简单的微波辐射的方法代替常规加热，这样可以缩短反应时间，降低能耗，提高合成效率。本发明还可节约生产投入设备，节约生产成本。

Description

四芳基吡嗪类化合物的合成方法
技术领域
本发明涉及一类化合物的合成方法，特别涉及具有药理活性的四苯基吡嗪及其类似物的合成方法。
背景技术
含有吡嗪环的化合物具有重要的药理活性，如抗结核、抗饶虫、抗惊厥、抗菌、清除自由基等生理活性。如吡嗪甲酰胺对人型结核杆菌具有较好的抗菌作用，在酸性环境中杀菌作用最强。中药川芎中含有的四甲基吡嗪具有拟制血小板聚集、抗自由基、抗组织纤维化、改善学习记忆功能等多种生理活性。另外吡嗪类化合物在香料工业中也有着重要的应用，如添加到烟草、糖果、酒中，可以改善天然风味，提高烟、酒、糖的档次。
现有的四取代吡嗪类化合物的合成方法都是采用邻二酮和铵盐缩合反应。但是该方法都需要以邻二酮类化合物为原料，该类化合物由于两个吸电子性较强的羰基处于邻位不稳定易变质而价格较高。由廉价易得的有机醛类化合物直接制备吡嗪类化合物的方法尚未见文献报道。
发明内容
本发明的目的就在于克服现有生产技术的上述缺陷，研制一种环保的四取代吡嗪及其类似物的合成方法。
本发明包括以下步骤：
1）常温下，在反应容器中将卡宾催化剂3-苄基-5-(2-羟乙基)-4-甲基噻唑氯化盐、三乙胺和极性溶剂搅拌混合；三乙胺和卡宾催化剂3-苄基-5-(2-羟乙基)-4-甲基噻唑氯化盐的投料质量比为1ml︰1g；
2）在混合液中加入有机醛，加热搅拌或微波辐射；所述有机醛与卡宾催化剂3-苄基-5-(2-羟乙基)-4-甲基噻唑氯化盐的投料质量比为200︰1；
3）在空气中加热至回流得安息香酮；
4）在回流得到的安息香酮中加入醋酸铵，搅拌均匀；所述醋酸铵与卡宾催化剂3-苄基-5-(2-羟乙基)-4-甲基噻唑氯化盐的投料质量比为100︰1；
5）加热或微波辐射；
6）将溶液与冰水混合，抽滤出固体；
7）将固体用乙醇重结晶，即得四芳基吡嗪类化合物。
步骤2）和步骤5）中所述微波辐射的频率分别为150-500Hz，辐射时间分别为5±1分钟。
步骤2）和步骤5）中所述加热是：加热至混合液的温度为50～100℃，保持时间分别为30±10分钟。
所述步骤3）中加热至混合液的温度为50～100℃，保持时间分别为30±10分钟。
所述步骤1）中溶剂为水、乙醇、丙二醇或甘油中的任意一种。
所述步骤6）中冰水和极性溶剂的体积投料比为2︰1。
本发明的反应式为：
Figure 807028DEST_PATH_IMAGE001
式中，表示卡宾催化剂3-苄基-5-(2-羟乙基)-4-甲基噻唑氯化盐。
该反应方程式表示：适用于该方法的不同醛为带有各种取代基的有机醛类化合物。
本发明的优点和效果在于：
1、本发明以卡宾催化剂3-苄基-5-(2-羟乙基)-4-甲基噻唑氯化盐为催化剂，无毒、对环境无害，是一种环境友好的催化剂。
2、本发明方法中采取的溶剂是水或者简单醇类化合物，水是一种来源广泛，成本较低且对环境无害的溶剂，同时四取代吡嗪的产率较高。
3、步骤2和5中可以采取简单的微波辐射的方法代替常规加热，这样可以缩短反应时间，降低能耗，提高合成效率。
4、本发明所有步骤都在一个反应器中进行，中间不需要分离处理，属于多步一锅反应，可节约生产投入设备，节省材料，节约生产成本。
具体实施方式
一、以四苯基吡嗪的合成为例，合成步骤如下：
1、将10 mg卡宾催化剂3-苄基-5-(2-羟乙基)-4-甲基噻唑氯化盐、10ml三乙胺和50 ml水（或者乙醇，或者丙二醇、或者甘油）加入反应容器中，常温搅拌5±1分钟。
2、向溶液中加入苯甲醛2 g，加热至混合液的温度为50～100℃，并保温搅拌30±1分钟。也可在微波辐射的频率为150-500Hz的条件下，辐射10±5分钟。
3、反应体系敞口在空气氛围内继续加热搅拌30±1分钟。
3、向混合溶液中加入醋酸铵1g，混合均匀。
4、将溶液放置到装有回流冷凝管的化学实验用微波炉里，在150-500Hz的频率下辐射10±5分钟。若采用加热搅拌的方法，可将混合溶液加热到50～100℃下搅拌30±10分钟。
5、反应结束后，将溶液倾倒入100 g冰水混合液中，抽滤出固体。
6、将固体用乙醇重结晶，即可得到最终的化合物——四苯基吡嗪。产率85%。
分子结构式为：
Figure 741672DEST_PATH_IMAGE003
二、如果将步骤2的有机醛换成其他取代的有机醛类化合物，则可以得到各类取代基的四取代吡嗪类化合物。
如以对氯苯甲醛为例。合成四对氯苯基吡嗪，合成步骤如下：
1、将卡宾催化剂3-苄基-5-(2-羟乙基)-4-甲基噻唑氯化盐10 mg、1滴三乙胺和50 ml水（或者乙醇，或者丙二醇、甘油）加入反应容器中常温搅拌5±1分钟。
2、向溶液中加入对氯苯甲醛2 g，加热至混合液的温度为50～100℃，并保温搅拌30±1分钟。也可在微波辐射的频率为150-500Hz的条件下，辐射10±5分钟。
3、反应体系敞口在空气氛围内继续加热搅拌30±1分钟。
3、向混合溶液中加入醋酸铵1g，混合均匀。
4、将溶液放置到装有回流冷凝管的化学实验用微波炉里，在150-500Hz的频率下辐射10±5分钟。若采用加热搅拌的方法，可将混合溶液加热到50～100℃下搅拌30±10分钟。
5、反应结束后，将溶液倾倒入100 g冰水混合液中，抽滤出固体。
6、取固体用乙醇重结晶即可得到最终的化合物——四对氯苯基吡嗪。产率92%。
分子结构式为：
Figure 478684DEST_PATH_IMAGE004

Claims (6)

1.四芳基吡嗪类化合物的合成方法，其特征在于包括以下步骤：
1）常温下，在反应容器中将卡宾催化剂3-苄基-5-(2-羟乙基)-4-甲基噻唑氯化盐、三乙胺和极性溶剂搅拌混合；三乙胺和卡宾催化剂3-苄基-5-(2-羟乙基)-4-甲基噻唑氯化盐的投料质量比为1ml︰1g；
2）在混合液中加入有机醛，加热搅拌或微波辐射；所述有机醛与卡宾催化剂3-苄基-5-(2-羟乙基)-4-甲基噻唑氯化盐的投料质量比为200︰1；
3）在空气中加热至回流得安息香酮；
4）在回流得到的安息香酮中加入醋酸铵，搅拌均匀；所述醋酸铵与卡宾催化剂3-苄基-5-(2-羟乙基)-4-甲基噻唑氯化盐的投料质量比为100︰1；
5）加热或微波辐射；
6）将溶液与冰水混合，抽滤出固体；
7）将固体用乙醇重结晶，即得四芳基吡嗪类化合物。
2.根据权利要求1所述四芳基吡嗪类化合物的合成方法，其特征在于步骤2）和步骤5）中所述微波辐射的频率分别为150-500Hz，辐射时间分别为5±1分钟。
3.根据权利要求1所述四芳基吡嗪类化合物的合成方法，其特征在于步骤2）和步骤5）中所述加热是：加热至混合液的温度为50～100℃，保持时间分别为30±10分钟。
4.根据权利要求1所述四芳基吡嗪类化合物的合成方法，其特征在于所述步骤3）中加热至混合液的温度为50～100℃，保持时间分别为30±10分钟。
5.根据权利要求1所述四芳基吡嗪类化合物的合成方法，其特征在于所述步骤1）中溶剂为水、乙醇、丙二醇或甘油中的任意一种。
6.根据权利要求1所述四芳基吡嗪类化合物的合成方法，其特征在于所述步骤6）中冰水和极性溶剂的体积投料比为2︰1。
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