CN107602489B - 一种用绿色溶剂制备1,4-二取代-1,2,3-三氮唑的方法 - Google Patents

一种用绿色溶剂制备1,4-二取代-1,2,3-三氮唑的方法 Download PDF

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本发明提供了一种用绿色溶剂条件下制备1,4‑二取代‑1,2,3‑三氮唑的方法，属于有机合成技术领域。本发明以有机卤代烃、末端有机炔烃和叠氮化钠为起始原料，在廉价易得的碘化亚铜和二乙胺组成的新型催化体系条件下，采用“一锅法”在室温条件下合成了一系列1,4‑二取代‑1,2,3‑三氮唑。本方法首次采用了绿色溶剂甘油作为合成1,2,3‑三氮唑化合物的反应溶剂，具有操作简便，安全性好，成本低廉等优点，并且该方法可以应用在克规模级别，有望应用于工业化生产。

Description

一种用绿色溶剂制备1,4-二取代-1,2,3-三氮唑的方法
技术领域
本发明涉及一种使用绿色溶剂条件下制备1,4-二取代-1,2,3-三氮唑的方法，属于有机合成技术领域。
背景技术
1,2,3-三氮唑是一种十分重要的杂环化合物，被广泛应用于医药、新材料、有机合成领域。K.Barry.Sharpless用有机叠氮化合物和炔烃为原料，一价铜为催化剂是合成了1,4-二取代-1,2,3-三氮唑，这成为合成1,2,3-三氮唑最常用的方法(H.C.Kolb,M.G.Finn,K.B.Sharpless,Angew.Chem.,Int.Ed.,2001,40,2004；V.V.Rostovtsev,L.G.Green,V.V.Fokin,K.B.Sharpless,Angew.Chem.,Int.Ed.,2002,41,2596.)。由于有机叠氮化物的不稳定性进而催生了“一锅法”制备1,2,3-三氮唑的策略(A.K.Feldman,B.Colasson,V.V.Fokin.,Org.Lett.,2004,6,3897.)。近年来该化合物的合成方法多为采用不易制备的纳米催化剂、贵金属配合物等催化剂，使合成方法变得更加繁琐复杂(J.Li,D.Wang,Y.Zhang,J.Li,B.Chen,Org.Lett.,2009,11,3024；F.Alonso,Y.Moglie,G.Radivoy,M.Yus,Org.Biomol.Chem.,2011,9,6385.)。而且这些合成方法大都避免不了使用DMF,THF,DMSO等有毒的有机溶剂(P.N.Liu,H.X.Siyang,L.Zhang,S.K.San Tse,G.Jia,J.Org.Chem.,2012,77,5844；A.Ali,A.G.Correa,D.Alves,J.Zukerman-Schpector,B.Westermann,M.A.B.Ferreira,M.W.Paixao,Chem.Commun.,2014,50,11926；A.K.Shil,S.Kumar,S.Sharma,A.Chaudhary,P.Das,RSC Adv.,2015,5,11506.)。即使最近有人用水作溶剂成功合成了1,4-二取代-1,2,3-三氮唑，但必须依靠微波辅助、加入表面活性剂、加入不易制备的具有复杂结构催化剂等方法来实现(C.S.Radatz,L.A.Soares,E.R.Vieira,D.Alves,D.Russowsky,P.H.Schneider,New J.Chem.,2014,38,1410；E.Tasca,G.La,Sorella,L.Sperni,G.Strukul,A.Scarso,Green Chem.,2015,17,1414；F.Alonso,Y.Moglie,G.Radivoy,M.Yus,J.Org.Chem.,2011,76,8394.)。因此，研发一种操作简便、只需使用简单易得的催化体系就能实现绿色溶剂条件下1,4-二取代-1,2,3-三氮唑的合成方法，仍然具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种安全高效、操作简便1,4‐二取代-1,2,3-三氮唑的合成方法。
为实现本发明目的，本发明以有机卤代烃、末端有机炔烃和叠氮化钠为起始原料，在廉价易得的碘化亚铜和二乙胺组成的新型催化体系条件下，采用“一锅法”在室温条件下合成了一系列1,4-二取代-1,2,3-三氮唑。具体合成方法如下：
将式Ⅲ有机卤代烃、式Ⅰ有机末端炔烃、叠氮化钠和CuI,二乙胺催化体系加入到甘油中，室温条件下搅拌反应，经过后处理得到式Ⅳ1,4-二取代-1,2,3-三氮唑。其中，R1选三乙基硅烷基时，R2选苄基，X选溴；R1选苯基时，R2选三氟甲氧基苄基，X选氯。
式Ⅳ选：4a或4b。
碘化亚铜的添加量为式Ⅲ化合物摩尔量的0.5-5mol％，二乙胺的添加量为式Ⅲ化合物摩尔量的3-10mol％。优选碘化亚铜的添加量为式Ⅲ化合物摩尔量的1mol％，优选二乙胺的添加量为式Ⅲ化合物摩尔量的5mol％。
有机卤代烃、有机末端炔烃、叠氮化钠摩尔比范围为1:1:1-1:1.6:1.6。
本发明创新点及优点：首次采用绿色溶剂甘油作为合成1,2,3-三氮唑化合物的反应溶剂，安全高效、操作简便。采用碘化亚铜和二乙胺组成的新型催化体系，催化效果好，4a收率最高可达83％，4b收率达最高可达76％。该方法可以应用在克规模级别，有利于应用于工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
1-苄基-4-(三乙基硅烷基)-1,2,3-三氮唑的制备
向10ml Schlenk管中加入0.72mmol三乙硅烷基苯乙炔、0.72mmol叠氮化钠、0.6mmol溴化苄、0.006mmol碘化亚铜、0.03mmol二乙胺和3ml甘油。室温条件下搅拌三个小时，反应结束后，在混合体系中加入10ml水和3*10ml乙酸乙酯，合并有机相用无水Na2SO4干燥过夜，减压蒸去溶剂，硅胶拌样，经过柱层析纯化得到相应的目标化合物1-苄基-4(三乙基硅烷基)-1,2,3-三氮唑。收率为83％；淡黄色液体；反应时间＝4h。
实施例2：
1-苄基-4-(三乙基硅烷基)-1,2,3-三氮唑的制备
向10ml Schlenk管中加入0.90mmol三乙硅烷基苯乙炔、0.90mmol叠氮化钠、0.6mmol溴化苄、0.030mmol碘化亚铜、0.06mmol二乙胺和3ml甘油。室温条件下搅拌三个小时，反应结束后，在混合体系中加入10ml水和3*10ml乙酸乙酯，合并有机相用无水Na2SO4干燥过夜，减压蒸去溶剂，硅胶拌样，经过柱层析纯化得到相应的目标化合物1-苄基-4(三乙基硅烷基)-1,2,3-三氮唑。收率为80％；淡黄色液体；反应时间＝5h；该化合物的结构为：
相应的分析数据为:1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.50(s,1H),7.38–7.31(m,3H),7.24(m,2H),5.56(s,2H),1.01–0.95(m,9H),0.85–0.77(m,6H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ143.09,134.06,128.61,127.98,127.48,126.86,52.41,6.29,2.46；HRMS(ESI)m/z[M+H]+calcd for C15H23N3Si 274.1734,found 274.1746。
实施例3：
1-(2-(三氟甲氧基)苄基)-4-苯基-1,2,3-三氮唑的制备。
向10ml Schlenk管中加入0.72mmol苯乙炔、0.72mmol叠氮化钠、0.6mmol三氟甲氧基氯化苄、0.018mmol碘化亚铜、0.45mmol二乙胺和3ml甘油。室温条件下搅拌三个小时，反应结束后，在混合体系中加入10ml水和3*10ml乙酸乙酯，合并有机相用无水Na2SO4干燥过夜，减压蒸去溶剂，硅胶拌样，经过柱层析纯化得到相应的目标化合物1-(2-(三氟甲氧基)苄基)-4-苯基-1,2,3-三氮唑。收率为70％；淡黄色固体；反应时间＝15h。
实施例4：
1-(2-(三氟甲氧基)苄基)-4-苯基-1,2,3-三氮唑的制备。
向10ml Schlenk管中加入0.72mmol苯乙炔、0.72mmol叠氮化钠、0.6mmol三氟甲氧基氯化苄、0.024mmol碘化亚铜、0.018mmol二乙胺和3ml甘油。室温条件下搅拌三个小时，反应结束后，在混合体系中加入10ml水和3*10ml乙酸乙酯，合并有机相用无水Na2SO4干燥过夜，减压蒸去溶剂，硅胶拌样，经过柱层析纯化得到相应的目标化合物1-(2-(三氟甲氧基)苄基)-4-苯基-1,2,3-三氮唑。收率为73％；淡黄色固体；反应时间＝16h。
该化合物的结构为：
相应的分析数据为:熔点94-95℃；1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.82(d,J＝7.6Hz,2H),7.73(s,1H),7.42(t,J＝7.4Hz,3H),7.32(m,4H),5.68(s,2H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ157.21,146.90,130.41,130.39,130.34,128.84,128.28,127.55,127.47,125.76,121.83,120.69,119.78,48.41；HRMS(ESI)m/z[M+H]+calcd for C16H12F3N3O 320.1005,found320.1020。

Claims (3)

1.一锅法制备1,4-二取代-1,2,3-三氮唑的方法，其特征在于，将式Ⅲ有机卤代烃、式Ⅰ有机末端炔烃、叠氮化钠和CuI,二乙胺催化体系加入到甘油中，室温条件下搅拌反应，经过后处理得到式Ⅳ1,4-二取代-1,2,3-三氮唑；
其中，R1为三乙基硅烷基且R2为苄基，X为溴；R1为苯基且R2为三氟甲氧基苄基，X为氯。
2.根据权利要求1所述的一锅法制备1,4-二取代-1,2,3-三氮唑的方法，其特征在于，碘化亚铜的添加量为式Ⅲ化合物摩尔量的0.5-5mol％，二乙胺的添加量为式Ⅲ化合物摩尔量的3-10mol％。
3.根据权利要求2所述的一锅法制备1,4-二取代-1,2,3-三氮唑的方法，其特征在于，碘化亚铜的添加量为式Ⅲ化合物摩尔量的1mol％，二乙胺的添加量为式Ⅲ化合物摩尔量的5mol％。
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