CN107286106A - 一种选择性合成氮二位烷酰化1,2,3‑三唑化合物的新方法 - Google Patents
一种选择性合成氮二位烷酰化1,2,3‑三唑化合物的新方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种在金属催化剂、氧化剂和碱的作用下选择性合成氮二位烷酰化1,2,3‑三唑的方法，属于有机及药物合成技术领域，在反应物酰胺作溶剂，且加入金属催化剂、氧化剂和碱的条件下，采用4,5‑二取代的‑NH‑1,2,3‑三唑反应制取。本发明采用稳定易得的NH‑1,2,3‑三唑原料，用廉价金属盐作为催化剂，敞开体系，收率高，可以选择性合成氮二位烷酰化1,2,3‑三唑化合物。
Description
技术领域
本发明涉及一种在金属催化剂、氧化剂和碱的作用下选择性合成氮二位烷酰化1,2,3-三唑的方法，属于有机及药物合成技术领域。
背景技术
1,2,3-三唑化合物是一类具有重要生理活性的含氮杂环化合物，广泛应用于防腐剂、农药、光学材料、染料、HIV-1抑制剂、抗菌素、选择性β3-类肾上腺拮抗剂、抗病毒药物和抗惊厥剂。
然而三唑化合物在应用中需要对三唑进行官能化，而目前三唑的氮二位选择性官能化研究较少。2002年，Kamijo等报道了以炔烃、叠氮基三甲基硅烷和烯丙基甲基碳酸酯为原料在三(二亚苄基丙酮)二钯的催化下合成氮二位烯丙基的1,2,3-三唑，该反应虽然可以一锅法制得氮二位取代的三唑，但是原料不易得，反应的通用性有限，且产率较低，只有70％左右。2008年Kalisiak等报道了以端炔、叠氮化钠和甲醛为原料，在抗坏血酸钠和硫酸铜的催化下在弱酸性条件下反应制得氮二位羟甲基取代的1,2,3-三唑，该反应同样是一锅法制得氮二位取代的三唑，且反应在室温下即可进行，但是，反应的危险性较大，pH控制不当或者加料顺序错误可能会发生爆炸。所以更多的情况下，NH-1,2,3-三唑氮后官能化是更好的选择。2008年，Liu等报道了以4,5-二取代的三唑和卤代芳烃或芳基硼酸为原料以铜盐为催化剂反应制得氮二位芳基化的1,2,3-三唑，该反应收率很高但是卤代芳烃和芳基苯硼酸的使用使得反应有一定的局限性。2009-2010年，Wang等系统讨论了通过在1,2,3-三唑的4号或5号碳原子上引入溴原子以完成对三唑的选择性氮官能化，并可通过钯碳将溴最终还原为氢，同样的该反应中卤代物的使用使反应有一定的局限性。
综上所述，以上合成氮二位取代1,2,3-三唑化合物的方法均生成困难、反应时间长，反应温度高、产率低、可适底物少或合成困难、原料毒性大或安全性差、催化剂昂贵等缺点，且NH-1,2,3-三唑的氮烷酰化相关研究目前还较少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种原料稳定易得，反应时间短，条件简单，产率高的选择性合成氮二位烷酰化1,2,3-三唑化合物的方法。
为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的：一种选择性合成氮二位烷酰化1,2,3-三唑化合物的新方法，其特征在于：在反应物酰胺作溶剂，且加入金属催化剂、氧化剂和碱的条件下，采用4,5-二取代的-NH-1,2,3-三唑反应制取；其反应式如Ⅰ所示：
其中，式Ⅰ中Ar为芳基或取代芳基；R1为氢，甲基，芳基，芳酰基或溴原子；R2为氢或者甲基或者所述的n为4或者5。
按上述方案：所述的金属催化剂选自CuCl，CuBr，CuI，CuCl2，CuBr2，CuO，Cu(OAc)2，Cu(NO3)2，CuSO4，FeCl2或FeCl3。
按上述方案：所述的金属催化剂摩尔用量为4,5-二取代的-NH-1,2,3-三唑用量的0.05-0.5倍。
按上述方案：所述的金属催化剂摩尔用量为4,5-二取代的-NH-1,2,3-三唑用量的0.2倍。
按上述方案：所述的氧化剂选自TBHP，H2O2或K2S2O8，其摩尔用量为4,5-二取代的-NH-1,2,3-三唑用量的0.5-5倍。
按上述方案：所述的碱选自Na2CO3，K2CO3，NaOAc，或DBU，其摩尔用量为4,5-二取代的-NH-1,2,3-三唑用量的0.5-5倍。
按上述方案：反应在0-130℃的温度范围内进行，反应时间为1-15小时。
按上述方案：反应在110℃进行，反应时间为2-8小时。
本发明的有益效果是：本发明采用稳定易得的NH-1,2,3-三唑原料，用廉价金属盐作为催化剂，敞开体系，收率高，可以选择性合成氮二位烷酰化1,2,3-三唑化合物。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
一种选择性合成氮二位烷酰化1,2,3-三唑化合物的新方法，具体步骤为：在圆底烧瓶(50ml)中加入4-溴-5-苯基-NH-1,2,3三唑(1mmol)，TBHP(2mmol,2equiv)，CuCl(0.2equiv)，Na2CO3(1.1equiv)，加入到DMF中，在敞开体系下，80℃下磁力搅拌反应10h后，用乙酸乙酯萃取反应液，有机层用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥后，减压蒸去溶剂即得粗产品，粗产品用乙酸乙酯/石油醚＝1:5(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品，产品为白色固体，收率为54％。
所得产品的核磁氢谱图结果为：1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.46(s,0.73H),8.16(s,0.27H),7.90(d,J＝7.2Hz,2H),7.48–7.40(m,3H),5.87(s,0.61H),5.70(s,1.66H),3.05(s,0.86H),2.95(s,2.25H).
实施例2：
一种选择性合成氮二位烷酰化1,2,3-三唑化合物的新方法，具体步骤为：在圆底烧瓶(50ml)中加入4-溴-5-邻溴苯基-NH-1,2,3三唑(1mmol)，TBHP(2mmol,2equiv)，CuCl(0.2equiv)，Na2CO3(1.1equiv)，加入到DMF中，在敞开体系下，90℃下磁力搅拌反应10h后，用乙酸乙酯萃取萃取反应液，有机层用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥后，减压蒸去溶剂即得粗产品，粗产品用乙酸乙酯/石油醚＝1:5(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品，产品为白色固体，收率为66％。
所得产品的核磁氢谱图结果为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.47(s,0.73H),8.19(s,0.29H),7.55–7.49(m,1H),7.45–7.34(m,3H),5.92(s,0.62H),5.76(s,1.48H),3.08(s,0.83H),2.99(s,2.2H).
实施例3：
一种选择性合成氮二位烷酰化1,2,3-三唑化合物的新方法，具体步骤为：在圆底烧瓶(50ml)中加入4-溴-5-邻溴苯基-NH-1,2,3三唑(1mmol)，K2S2O8(2mmol,2equiv)，Cu(OAc)2(0.2equiv)，Na2CO3(1.1equiv)，加入到DMF中，在敞开体系下，80℃下磁力搅拌反应10h后，用乙酸乙酯萃取萃取反应液，有机层用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥后，减压蒸去溶剂即得粗产品，粗产品用乙酸乙酯/石油醚＝1:5(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品，产品为白色固体，收率为56％。
所得产品的核磁氢谱图结果为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.48(s,0.75H),8.19(s,0.28H),7.71(d,J＝7.2Hz,1H),7.46–7.30(m,3H),5.93(s,0.6H),5.76(s,1.54H),3.08(s,0.88H),2.99(s,2.27H).
实施例4：
一种选择性合成氮二位烷酰化1,2,3-三唑化合物的新方法，具体步骤为：在圆底烧瓶(50ml)中加入4-溴-5-对氯苯基-NH-1,2,3三唑(1mmol)，K2S2O8(2mmol,2equiv)，CuBr2(0.2equiv)，K2CO3(1.1equiv)，加入到DMF中，在敞开体系下，100℃下磁力搅拌反应10h后，用乙酸乙酯萃取萃取反应液，有机层用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥后，减压蒸去溶剂即得粗产品，粗产品用乙酸乙酯/石油醚＝1:5(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品，产品为白色固体，收率为84％。
所得产品的核磁氢谱图结果为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.48(s,0.71H),8.18(s,0.28H),7.94–7.81(m,2H),7.49–7.37(m,2H),5.88(s,0.59H),5.72(s,1.46H),3.08(s,0.88H),2.97(s,2.16H).
实施例5：
一种选择性合成氮二位烷酰化1,2,3-三唑化合物的新方法，具体步骤为：在圆底烧瓶(50ml)中加入4-甲基-5-苯基-NH-1,2,3三唑(1mmol)，TBHP(2mmol,2equiv)，CuBr(0.2equiv)，DBU(1.1equiv)，加入到DMF中，在敞开体系下，80℃下磁力搅拌反应10h后，用乙酸乙酯萃取萃取反应液，有机层用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥后，减压蒸去溶剂即得粗产品，粗产品用乙酸乙酯/石油醚＝1:5(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品，产品为白色固体，收率为52％。
所得产品的核磁氢谱图结果为：1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.34(s,0.73H),8.01(s,0.25H),7.56(t,J＝7.8Hz,2H),7.31(t,J＝7.2Hz,2H),7.24(t,J＝7.2Hz,1H),5.71(s,0.49H),5.53(s,1.59H),2.87(s,0.7H),2.80(s,2.16H),2.35(s,3H).
实施例6：
一种选择性合成氮二位烷酰化1,2,3-三唑化合物的新方法，具体步骤为：在圆底烧瓶(50ml)中加入4-苯甲酰基-5-苯基-NH-1,2,3三唑(1mmol)，K2S2O8(2mmol,2equiv)，Cu(OAc)2(0.2equiv)，Na2CO3(1.1equiv)，加入到DMF中，在敞开体系下，110℃下磁力搅拌反应5h后，用乙酸乙酯萃取萃取反应液，有机层用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥后，减压蒸去溶剂即得粗产品，粗产品用乙酸乙酯/石油醚＝1:5(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品，产品为白色固体，收率为92％。
所得产品的核磁氢谱图结果为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.51(s,1H),8.18(s,1H),7.58–7.52(m,4H),7.39–7.33(m,6H),5.94(s,1H),5.75(s,2H),3.07(s,1H),3.01(s,2H).
实施例7：
一种选择性合成氮二位烷酰化1,2,3-三唑化合物的新方法，具体步骤为：在圆底烧瓶(50ml)中加入4,5-二苯基-NH-1,2,3三唑(1mmol)，K2S2O8(2mmol,2equiv)，Cu(OAc)2(0.2equiv)，K2CO3(1.1equiv)，加入到DMF中，在敞开体系下，110℃下磁力搅拌反应10h后，用乙酸乙酯萃取萃取反应液，有机层用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥后，减压蒸去溶剂即得粗产品，粗产品用乙酸乙酯/石油醚＝1:5(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品，产品为白色固体，收率为84％。
所得产品的核磁氢谱图结果为：1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.49(s,1H),8.17(s,1H),8.03(dd,J＝16.5,7.5Hz,2H),7.79–7.76(m,2H),7.59(d,J＝7.5Hz,1H),7.50–7.43(m,2H),7.43–7.34(m,3H),5.96(s,1H),5.79(s,1H),3.07(s,1H),2.99(s,2H).
实施例8：
一种选择性合成氮二位烷酰化1,2,3-三唑化合物的新方法，具体步骤为：在圆底烧瓶(50ml)中加入4-溴-5-苯基-NH-1,2,3三唑(1mmol)，TBHP(2mmol,2equiv)，Cu(OAc)2(0.2equiv)，NaOAc(1.1equiv)，加入到NMP中，在敞开体系下，90℃下磁力搅拌反应10h后，用乙酸乙酯萃取萃取反应液，有机层用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥后，减压蒸去溶剂即得粗产品，粗产品用乙酸乙酯/石油醚＝1:5(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品，产品为白色固体，收率为78％。
所得产品的核磁氢谱图结果为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.92(dd,J＝8.4,1.6Hz,2H),7.51–7.38(m,3H),5.99(dd,J＝7.6,1.6Hz,1H),2.99–2.85(m,1H),2.78(s,3H),2.68–2.56(m,1H),2.55–2.44(m,2H).
实施例9：
一种选择性合成氮二位烷酰化1,2,3-三唑化合物的新方法，具体步骤为：在圆底烧瓶(50ml)中加入4-溴-5-邻溴苯基-NH-1,2,3三唑(1mmol)，TBHP(2mmol,2equiv)，CuBr2(0.2equiv)，Na2CO3(1.1equiv)，加入到DMA中，在敞开体系下，110℃下磁力搅拌反应10h后，用乙酸乙酯萃取萃取反应液，有机层用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥后，减压蒸去溶剂即得粗产品，粗产品用乙酸乙酯/石油醚＝1:5(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品，产品为白色固体，收率为84％。
所得产品的核磁氢谱图结果为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.75–7.65(m,1H),7.43–7.38(m,2H),7.37–7.30(m,1H),5.97(s,1H),5.84(s,1.11H),3.15(s,1.51H),3.08(s,1.65H),2.44(s,1.66H),2.19(s,1.52H).
本发明采用价廉的铜盐作为催化剂，以4,5-二取代-NH三唑和氮烷基酰胺为原料进行反应，方便有效的选择性合成氮二位烷酰化1,2,3-三唑化合物，与已有方法相比，本发明所述的反应条件温和、安全性好、操作便捷、反应效率高、氧化剂低廉且环保，是一种具有潜在应用价值的方法。
上述施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等小变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种选择性合成氮二位烷酰化1,2,3-三唑化合物的新方法，其特征在于：在反应物酰胺作溶剂，且加入金属催化剂、氧化剂和碱的条件下，采用4,5-二取代的-NH-1,2,3-三唑反应制取；其反应式如Ⅰ所示：
其中，式Ⅰ中Ar为芳基或取代芳基；R1为氢，甲基，芳基，芳酰基或溴原子；R2为氢或者甲基或者所述的n为4或者5。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的金属催化剂选自CuCl，CuBr，CuI，CuCl2，CuBr2，CuO，Cu(OAc)2，Cu(NO3)2，CuSO4，FeCl2或FeCl3。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的金属催化剂摩尔用量为4,5-二取代的-NH-1,2,3-三唑用量的0.05-0.5倍。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的金属催化剂摩尔用量为4,5-二取代的-NH-1,2,3-三唑用量的0.2倍。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的氧化剂选自TBHP，H2O2或K2S2O8，其摩尔用量为4,5-二取代的-NH-1,2,3-三唑用量的0.5-5倍。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的碱选自Na2CO3，K2CO3，NaOAc，或DBU，其摩尔用量为4,5-二取代的-NH-1,2,3-三唑用量的0.5-5倍。
7.根据权利要求1所述合成方法，其特征在于：反应在0-130℃的温度范围内进行，反应时间为1-15小时。
8.根据权利要求8所述合成方法，其特征在于：反应在110℃进行，反应时间为2-8小时。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113912556A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-01-11 | 武汉工程大学 | 一种α,β-二羰基-1,2,3-三唑化合物的合成方法 |
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2017
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