CN103880682B - 一种绿色氧化脱肼的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种绿色氧化脱肼的方法。本发明的技术方案要点为：一种绿色氧化脱肼的方法，具体步骤如下：以含肼基化合物为原料，在溶剂水中，于85℃温度在常压或密闭体系中以双氧水为催化剂氧化脱除肼基，其中催化剂双氧水与含肼基化合物的物质的量之比为n（H2O2）：n（含肼基化合物）=0.2-50:1。本发明以双氧水为催化剂，以水为溶剂，二者均为环保无毒试剂，避免了目前合成中的重金属残留以及有毒有害试剂等问题，简化了合成操作，降低了生产成本，收率较高，对环境友好且无污染。

Description

一种绿色氧化脱肼的方法
技术领域
本发明涉及有机合成中脱肼基技术领域，具体涉及一种绿色氧化脱肼的方法。
背景技术
肼类化合物是化学工业中重要的有机合成中间体，可用作制药原料，如合成氨基脲、异烟肼、呋喃西林、百生肼，也可用作喷气式发动机燃料、火箭燃料、显影剂、抗氧剂、还原剂等。制作农药中间体，例如模拟由昆虫前胸腺分泌的、可引起幼虫蜕皮、促进变态的蜕皮激素类似物的拟蜕皮激素为双酰肼类化合物。也用于制作发泡剂，如4,4-二磺酰肼二苯(OB-SH)、对苯磺酰肼等。肼类化合物在有机合成中也具有举足轻重的作用，从事杂环合成的化学家，常以肼类衍生物作原料开始杂环化学研究，肼类化合物脱肼基也是合成其它杂环化合物的重要方法。具有抗肿瘤、乙型肝炎病毒等活性的阿糖腺苷的化学合成法，是由2'-8环氧腺苷在水合肼作用下开环得到中间体8-肼基阿糖腺苷，再脱去8位的肼基即可得到目标产物阿糖腺苷。该生产方法的关键步骤是最后一步即脱除8位的肼基，很多化学工作者对脱肼基的方法进行了研究。1978年，Chattopadhyaya和Reese报道了用过量的HgO脱肼基方法(J.ChattopadhyayaandC.B.Reese,Synthesis,908(1978).)，2006年，esnek等报道了使用过量的Ag2O催化脱肼基的方法(Collect.Czech.Commun,2006,71:1303)，这些脱肼基的方法使用含重金属的催化剂，成本高昂，对环境和工人的健康产生危害，产品中重金属残留的问题难以解决。2007年，Espinosa等报道了使用过量强碱催化脱肼基的方法(Chem.Eur.J.,2007,13:1754.)，尽管此法避免了使用重金属，但是使用了强碱，使操作的难度增加，收率较低。TakashiItoh等人报道了NO2在O2存在下、以THF做溶剂也能发生脱肼基反应(TetrahedronLetters,1997,38(23):4117.)，但是这种方法除了生成脱肼基产物外，还会有叠氮化物生成。卓广澜等人报道了肼基在以甲苯和氨水做溶剂的条件下与铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])作用发生脱肼反应(中国药物化学杂志,2002,12,(3):152-154)，这种方法存在操作复杂，程序繁琐，收率不高等缺点。柳忠全等报道了在O2存在下，硝普钠(Na2[Fe(CN)5NO])与苯肼类化合物在N,N-二甲基甲酰胺中作用，发生脱肼基反应(有机化学,2004,24(2):224-226)，这种方法还会得到部分叠氮化物、苯胺、偶氮苯等。最近，夏然等人报道了以CuSO4为催化剂在水中氧化脱肼的方法(GreenChem.,2014,16:1077-1081)，该方法尽管未涉及Hg、Ag等重金属和强碱等有害物质，以水为反应体系，但是毕竟使用了Cu，所以也不是最理想的氧化脱肼方法。因此，寻找一种简便、绿色、高效的脱肼方法是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明为克服现有技术的不足而提供了一种工艺简单、收率高、反应条件温和、绿色环保且产品性能稳定的绿色氧化脱肼的方法。
本发明的技术方案为：一种绿色氧化脱肼的方法，其特征在于具体步骤如下：以含肼基化合物为原料，在溶剂水中，于85℃温度在常压或密闭体系中以双氧水为催化剂氧化脱除肼基，其中催化剂双氧水与含肼基化合物的物质的量之比为n（H2O2）：n（含肼基化合物）=0.2-50:1。
本发明所述的含肼基化合物为2,4-二硝基苯肼、4-硝基苯肼、4-甲氧基苯肼或2-肼基苯并噻唑。
本发明所述的绿色氧化脱肼的方法，其特征在于氧化脱肼过程中的主要反应方程式为：
。
上述技术方案中可以是敞口体系，也可以是密闭体系，以密闭体系为好。
本发明以双氧水为催化剂，以水为溶剂，二者均为环保无毒试剂，避免了目前合成中的重金属残留以及有毒有害试剂等问题，简化了合成操作，降低了生产成本，收率较高，对环境友好且无污染。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
取198.6mg(1mmol)2,4-二硝基苯肼和1mmolH2O2、5mlH2O于50ml单口瓶中，油浴锅设定85℃，体系呈橙红色，TLC监控反应，待原料消失时用10ml二氯甲烷萃取三次，合并有机相，无水Na2SO4干燥，过滤，旋蒸除去溶剂得白色固体155mg，收率92%，纯度98%。
实施例2
取198.6mg(1mmol)2,4-二硝基苯肼和0.2mmolH2O2、5mlH2O于50ml单口瓶中，油浴锅设定85℃，体系呈橙红色，TLC监控反应，待原料消失时用10ml二氯甲烷萃取三次，合并有机相，无水Na2SO4干燥，过滤，旋蒸除去溶剂得白色固体150mg，收率89%，纯度91%。
实施例3
取198.6mg(1mmol)2,4-二硝基苯肼和30mmolH2O2、5mlH2O于50ml单口瓶中，油浴锅设定85℃，体系呈橙红色，TLC监控反应，待原料消失时用10ml二氯甲烷萃取三次，合并有机相，无水Na2SO4干燥，过滤，旋蒸除去溶剂得白色固体153mg，收率91%，纯度92%。
实施例4
取1.986g(10mmol)2,4-二硝基苯肼和0.3molH2O2、50mlH2O于250ml单口瓶中，油浴锅设定85℃，体系呈橙红色，TLC监控反应，待原料消失时用30ml二氯甲烷萃取三次，再合并有机相，无水Na2SO4干燥，过滤，旋蒸除去溶剂得白色固体1.59g，收率95%，纯度91%。
实施例5
取198.6mg(1mmol)2,4-二硝基苯肼和50mmolH2O2、5mlH2O于15ml耐压瓶中(密闭体系)，油浴锅设定85℃，体系呈橙红色，反应8小时，用10ml二氯甲烷萃取三次，合并有机相，无水Na2SO4干燥，过滤，旋蒸除去溶剂得白色固体156mg，收率93%，纯度92%。
实施例6
取153.1mg(1mmol)4-硝基苯肼和30mmolH2O2、5mlH2O于15ml耐压瓶中(密闭体系)，油浴锅设定85℃，体系呈橙红色澄清，反应8小时，用10ml二氯甲烷萃取三次，合并有机相，无水Na2SO4干燥，过滤，旋蒸除去溶剂得淡黄色油状液体114mg，收率93%，纯度90%。
实施例7
取138.1mg(1mmol)4-甲氧基苯肼和30mmolH2O2、5mlH2O于15ml耐压瓶中(密闭体系)，油浴锅设定85℃，体系澄清，反应8小时，用10ml二氯甲烷萃取三次，合并有机相，无水Na2SO4干燥，过滤，旋蒸除去溶剂得无色油状液体93mg，收率86%，纯度92%。
实施例8
取165.1mg(1mmol)2-肼基苯并噻唑和30mmolH2O2、5mlH2O于15ml耐压瓶中(密闭体系)，油浴锅设定85℃，体系澄清，反应8小时，用10ml二氯甲烷萃取三次，合并有机相，无水Na2SO4干燥，过滤，旋蒸除去溶剂得油状液体113mg，收率84%，纯度90%。
实施例9
取1.381g(10mmol)4-甲氧基苯肼和0.3molH2O2、50mlH2O于250ml单口瓶中，油浴锅设定85℃，体系澄清，TLC监控，待原料消失时用30ml二氯甲烷萃取三次，合并有机相，无水Na2SO4干燥，过滤，旋蒸除去溶剂得无色油状液体0.97g，收率90%，纯度93%。
实施例10
取1.651g(10mmol)2-肼基苯并噻唑和0.3molH2O2、50mlH2O于250ml单口瓶中，油浴锅设定85℃，体系澄清，TLC监控，待原料消失时用30ml二氯甲烷萃取三次，合并有机相，无水Na2SO4干燥，过滤，旋蒸除去溶剂得油状液体1.27g，收率94%，纯度92%。
目标产物的核磁表征：
1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ9.08-9.05(m,1H),8.60-8.58(m,2H),7.85-7.81(m,1H)；13C-NMR(CDCl3,100MHz)δ130.8,128.9,119.1.
1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ8.26(t,2H),7.71(t,1H),7.58-7.54(m,2H);13C-NMR(CDCl3,100MHz)δ134.5,129.2,123.4.
1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ7.31-7.28(m,2H),6.98-6.90(m,3H),3.83(s,3H);13C-NMR(CDCl3,100MHz)δ129.5,120.7,113.9,55.3.
1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ8.06(s,1H),7.79-7.63(m,1H),7.57-7.55(m,1H)，7.39-7.33(m,2H);13C-NMR(CDCl3,100MHz)δ152.5,150.1,140.2,125.6,124.6,120.6,111.0.
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

Claims (1)

1.一种氧化脱肼的方法，其特征在于具体步骤如下：以含肼基化合物为原料，在溶剂水中，于85℃温度在常压或密闭体系中以H2O2为催化剂氧化脱除肼基，其中含肼基化合物为2,4-二硝基苯肼、4-硝基苯肼、4-甲氧基苯肼或2-肼基苯并噻唑，催化剂H2O2与含肼基化合物的物质的量之比为0.2-50:1，溶剂水的用量为1mmol含肼基化合物2,4-二硝基苯肼、4-硝基苯肼、4-甲氧基苯肼或2-肼基苯并噻唑对应水的体积为5mL。
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