CN108794412A - 一种4,5-二芳基-2h-1,2,3-三唑化合物的制备方法 - Google Patents

一种4,5-二芳基-2h-1,2,3-三唑化合物的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种4,5‑二芳基‑2H‑1,2,3‑三唑化合物的制备方法，具体包括如下步骤：在有机溶剂中，式II化合物与R2CN在碱的作用下，反应生成式I化合物；其中R1、R2各自独立地选自任选被卤素、烷氧基、烷基、氯代烷基取代的C5‑C10的芳基；所述碱选自t‑BuOK、NaHMDS；式II化合物、R2CN、碱的摩尔比为1：1.0‑1.2：2.5‑3.0；有机溶剂优选甲苯、二甲苯、DMF、二氧六环、聚乙二醇二甲醚、甲基叔丁基醚、N‑甲基吡咯烷酮；反应温度优选60‑100℃，进一步优选60‑80℃，反应时间优选3‑4小时。

Description

一种4,5-二芳基-2H-1,2,3-三唑化合物的制备方法
技术领域
本发明属于有机合成领域，具体涉及一种4,5-二芳基-2H-1,2,3-三唑化合物的制备方法。
背景技术
1,2,3-三唑，是一个重要的五元杂，该杂环结构在许多医药、农药、材料分子中发挥着重要的作用。许多的1,2,3-三唑化合物或者含有三唑结构的化合物具有特殊的生理活性，如抗菌，抗肿瘤，抗过敏，抗HIV病毒等。同时他们在除草剂，荧光材料等方面都有重要的应用。4,5-二芳基-2H-1,2,3-三唑化合物是一种特殊的三唑化合物。NH-1,2,3-三唑是一类N原子上没有取代基的三唑，实验研究表明，NH-1,2,3-三唑对多种肿瘤细胞具有体外抗肿瘤活性，如小叶肺细胞增生等。2015年，作为抗肿瘤分子康普瑞汀(combretastatin A-4，临床实验中)的结构类似物，系列4,5-二芳基-NH-1,2,3-三唑化合物分子被Peter A.Crooks等人合成，并针对数十种人类癌症细胞系进行了抗癌活性的系统评估(N.R.Madadi etal./European Journal of Medicinal Chemistry 103(2015)123-132)。研究显示，作为康普瑞汀的类似物，4,5-二芳基-2H-1,2,3-三唑化合物对多种人类肿瘤细胞具有良好的抗肿瘤活性。研究4,5-二芳基-2H-1,2,3-三唑化合物的制备方法具有重要的价值。
目前，4,5-二芳基-2H-1,2,3-三唑化合物的制备方法分主要有(2)芳基炔烃与叠氮化钠或其衍生物的环加成反应。由于反应物反应活性差，反应收率较低，同时叠氮化物存在高毒、易爆炸等性质，从而限制了反应的应用价值。(3)Peter A.Crooks等人实现了官能团化烯烃与叠氮化钠或其叠氮衍生物的反应(N.R.Madadi et al./European Journal ofMedicinal Chemistry 103(2015)123-132；N.R.Penthala et al./Tetrahedron Letters55(2014)5562–5565)。尽管官能团使得烯烃反应活性提高，但仍需要叠氮化物的参与，同时官能团化烯烃的制备需要特殊的反应途径，仍然限制了4,5-二芳基-2H-1,2,3-三唑化合物的制备。(4)2017年，印度学者Subhankar Panda等人报道了碳酸铯作用下两分子芳醛磺酰腙之间的反应，成功地合成了4,5-二芳基-2H-1,2,3-三唑化合物。但是该反应中，当两个芳醛磺酰腙不相同时，反应会不同程度地生成自偶合产物和交叉偶合反应的产物，而这些自偶联产物也是4,5-二芳基-2H-1,2,3-三唑化合物，为反应后期分离纯化带来困难。值得注意的是，作者也尝试了碳酸铯促进下对氯苯甲醛对甲基苯磺酰腙与2-氯苯甲腈和3-氯苯甲腈之间反应，也得到了相应的4,5-二芳基-2H-1,2,3-三唑化合物(收率低于50％)；但是该反应除预期的4,5-二芳基-2H-1,2,3-三唑化合物外，还产生了大量芳醛磺酰腙自偶合产物，而这些自偶联产物与预期产物都属于4,5-二芳基-2H-1,2,3-三唑类化合物，因而，自偶联产物作为杂质，而杂质与预期产物极性及分子大小较为接近，导致预期产物的分离纯化难度大，进而影响了预期产物的纯度。同时，该反应产率较低，这些因素都限制了该反应的应用价值。
因此，发展一种高效、便捷、并高纯度地制备4,5-二芳基-2H-1,2,3-三唑化合物的方法，仍是一种挑战，是药物分子合成制备的关键问题之一。
发明内容
本发明提供一种式I所示的4,5-二芳基-2H-1,2,3-三唑类化合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
在有机溶剂中，式II化合物与R2CN在碱的作用下，反应生成式I化合物；
其中R1、R2各自独立地选自任选被卤素、烷氧基、烷基、氯代烷基取代的C5-C10的芳基；所述碱选自t-BuOK、NaHMDS；式II化合物、R2CN、碱的摩尔比为1：1.0-1.2：2.5-3.0；有机溶剂优选甲苯、二甲苯、DMF、二氧六环、聚乙二醇二甲醚、甲基叔丁基醚、N-甲基吡咯烷酮；反应温度优选60-100℃，进一步优选60-80℃，反应时间优选3-4小时。
本发明的另一实施方案提供上述式I所示的4,5-二芳基-2H-1,2,3-三唑类化合物的制备方法，其特征在于R1、R2各自独立地选自苯基、4-甲氧基苯基、3-三氟甲基苯基、4-甲基苯基、2,6-二甲基苯基、3-吡啶基、2-噻吩基、1-萘基、2-氯苯基、4-氯苯基。
与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)本发明利用t-BuOK、NaHMDS做为碱促进芳醛磺酰腙与芳香甲腈类化合物之间的环加成反应得到了预期的产物，避免了芳醛磺酰腙自偶合的发生，使得反应转化率高、杂质少，产品易纯化；(2)本发明反应温度及时间相对于现有技术都得到了很大的降低，极大地提高了4,5-二芳基-2H-1,2,3-三唑类化合物的合成效率。
应理解，在本发明范围内，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图说明
图1是实施例1方案一得到产品的1H NMR图；
图2是实施例1方案二得到产品的1H NMR图；
图3是实施例2得到产品的1H NMR图；
图4是实施例2得到产品的13C NMR图；
图5是实施例3得到产品的1H NMR图；
图6是实施例3得到产品的13C NMR图；
图7是实施例4得到产品的1H NMR图；
图8是实施例4得到产品的13C NMR图；
图9是实施例5得到产品的1H NMR图；
图10是实施例5得到产品的13C NMR图；
图11是实施例6得到产品的1H NMR图；
图12是实施例6得到产品的13C NMR图；
图13是实施例7得到产品的1H NMR图；
图14是实施例7得到产品的13C NMR图；
图15是实施例9得到产品的1H NMR图。
具体实施方式
为了便于对本发明的进一步理解，下面提供的实施例对其做了更详细的说明。但是这些实施例仅供更好的理解发明而并非用来限定本发明的范围或实施原则，本发明的实施方式不限于以下内容。
实施例1 4,5-二苯基-2H-1,2,3-三唑的制备
方案一：将苯甲醛对甲苯磺酰腙1.0mmol、苯甲腈1.2mmol溶于DMF 4.0mL中，搅拌下加入叔丁醇钾2.5mmol，加热至60℃，反应4小时，TLC检测原料几乎完全消失，将反应液冷却至室温，加入饱和氯化铵溶液淬灭反应后，用乙酸乙酯萃取，有机相依次用水、饱和氯化钠洗涤2-3次，加入无水硫酸钠干燥、过滤，浓缩后，经硅胶柱层析(200-300目硅胶)，用20:1-2:1(v：v)石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂洗脱，得到4,5-二苯基-2H-1,2,3-三唑化合物，198mg，白色固体，产率89.5％。1H NMR(CDCl3,400MHz),δ:13.40(br,1H),7.54(d,J＝3.2Hz,4H),7.37(m,6H).13C NMR(CDCl3,100MHz),δ:142.6,130.1,128.7,128.6,128.2.HRMSCalcd(ESI)m/z for C14H12N3:[M+H]+222.1031,found:222.1026。
方案二：将苯甲醛对甲苯磺酰腙1.0mmol、苯甲腈1.5mmol溶于DMF 4.0mL中，搅拌下加入碳酸铯3.0mmol，加热至100℃，反应10小时，TLC检测原料几乎完全消失，将反应液冷却至室温，加入饱和氯化铵溶液淬灭反应后，用乙酸乙酯萃取，有机相依次用水、饱和氯化钠洗涤2-3次，加入无水硫酸钠干燥、过滤，浓缩后，经硅胶柱层析(200-300目硅胶)，用20:1-2:1(v：v)石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂洗脱，得到4,5-二苯基-2H-1,2,3-三唑化合物，101mg，白色固体，产率45.6％(1H NMR显示高场出存在较多杂质信号)。
方案三：将苯甲醛对甲苯磺酰腙1.0mmol、苯甲腈1.2mmol溶于DMF 4.0mL中，搅拌下，加入叔丁醇钠6.0mmol，加热至100℃，反应4小时，TLC检测原料几乎完全消失，将反应液冷却至室温，加入饱和氯化铵溶液淬灭反应后，用乙酸乙酯萃取，有机相依次用水、饱和氯化钠洗涤2-3次，加入无水硫酸钠干燥、过滤，浓缩后，经硅胶柱层析(200-300目硅胶)，用20:1-2:1(v：v)石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂洗脱，得到4,5-二苯基-2H-1,2,3-三唑化合物，77mg，白色固体，产率35％。
方案四：将苯甲醛对甲苯磺酰腙1.0mmol、苯甲腈1.2mmol溶于DMF 4.0mL中，搅拌下加入甲醇钠2.5mmol，加热至60℃，反应4小时，TLC检测原料几乎完全消失，将反应液冷却至室温，加入饱和氯化铵溶液淬灭反应后，用乙酸乙酯萃取，有机相依次用水、饱和氯化钠洗涤2-3次，加入无水硫酸钠干燥、过滤，浓缩后，经硅胶柱层析(200-300目硅胶)，用20:1-2:1(v：v)石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂洗脱，得到4,5-二苯基-2H-1,2,3-三唑化合物，95mg，白色固体，产率43％。
实施例2 4-(4-甲氧苯基)-5-苯基-2H-1,2,3-三唑的制备
将4-甲氧基苯甲醛对甲苯磺酰腙1.0mmol、苯甲腈1.0mmol溶于甲苯4.0mL中，搅拌下加入NaHMDS 3.0mmol，加热至80℃，反应3小时，TLC检测原料几乎完全消失，将反应液冷却至室温，加入饱和氯化铵溶液淬灭反应后，用乙酸乙酯萃取，有机相依次用水、饱和氯化钠洗涤2-3次，加入无水硫酸钠干燥、过滤，浓缩后，经硅胶柱层析(200-300目硅胶)，用20:1-2:1(v：v)石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂洗脱，得到4-(4-甲氧苯基)-5-苯基-2H-1,2,3-三唑，无色透明玻璃状液体，221mg，产率87.9％。1H NMR(CDCl3,400MHz),δ:7.50(t,J＝3.2Hz,2H),7.40(d,J＝8.8Hz,2H),7,29(m,3H),6.60(m,2H),3.76(s,3H).13C NMR(CDCl3,100MHz),δ:159.7,141.4,130.1,129.4,128.5,128.3,128.0,122.0,114.0,55.1.HRMSCalcd(ESI)m/z for C15H14N3O:[M+H]+252.1137,found:252.1129.
实施例3 4-苯基-5-(3-三氟甲基)苯基-2H-1,2,3-三唑的制备
将3-三氟甲基苯甲醛对甲苯磺酰腙1.0mmol、苯甲腈1.2mmol溶于二甲苯5.0mL中，搅拌下加入NaHMDS 2.5mmol，加热至60℃，反应3小时，TLC检测原料几乎完全消失，将反应液冷却至室温，加入饱和氯化铵溶液淬灭反应后，用乙酸乙酯萃取，有机相依次用水、饱和氯化钠洗涤2-3次，加入无水硫酸钠干燥、过滤，浓缩后，经硅胶柱层析(200-300目硅胶)，用20:1-2:1(v：v)石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂洗脱，得到4-苯基-5-(3-三氟甲基)苯基-2H-1,2,3-三唑，无色透明玻璃状液体，258mg，产率89.2％。1H NMR(CDCl3,400MHz),δ:7.90(s,1H),7.73(d,J＝7.6Hz,1H),7.61(d,J＝8.0Hz,1H),7.55-7.42(m,3H),7.42-7.32(m,3H).13C NMR(CDCl3,100MHz),δ:141.8,131.2,131.1,131.0,129.1,128.9,128.2,125.2,125.1,124.9,122.4.HRMS Calcd(ESI)m/z for C15H11F3N3:[M+H]+290.0905,found:290.0902.
实施例4 4-苯基-5-甲基苯基-2H-1,2,3-三唑的制备
将对甲基苯甲醛对甲苯磺酰腙1.0mmol、苯甲腈1.2mmol溶于二氧六环5.0mL中，搅拌下加入NaHMDS 2.5mmol，加热至70℃，反应4小时，TLC检测原料几乎完全消失，将反应液冷却至室温，加入饱和氯化铵溶液淬灭反应后，用乙酸乙酯萃取，有机相依次用水、饱和氯化钠洗涤2-3次，加入无水硫酸钠干燥、过滤，浓缩后，经硅胶柱层析(200-300目硅胶)，用20:1-2:1(v：v)石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂洗脱，得到4-苯基-5-甲基苯基-2H-1,2,3-三唑，无色透明玻璃状液体，226mg，产率96.0％。1H NMR(CDCl3,400MHz),δ:7.53(d,J＝7.6Hz,2H),7.39(d,J＝7.6Hz,2H),7.31(d,J＝4.8Hz,3H),7.11(d,J＝7.6Hz,2H).13C NMR(CDCl3,100MHz),δ:138.4,130.1,128.6,128.4,128.1,128.0,126.8,21.2.HRMS Calcd(ESI)m/zfor C15H14N3:[M+H]+236.1188,found:236.1178.
实施例5 4-(2,6-二甲基)苯基-5-苯基-2H-1,2,3-三唑的制备
将2,6-二甲基苯甲醛对甲苯磺酰腙1.0mmol、苯甲腈1.2mmol溶于二氧六环5.0mL中，搅拌下加入叔丁醇钾2.5mmol，加热至60℃，反应4小时，TLC检测原料几乎完全消失，将反应液冷却至室温，加入饱和氯化铵溶液淬灭反应后，用乙酸乙酯萃取，有机相依次用水、饱和氯化钠洗涤2-3次，加入无水硫酸钠干燥、过滤，浓缩后，经硅胶柱层析(200-300目硅胶)，用20:1-2:1(v：v)石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂洗脱，得到4-(2,6-二甲基)苯基-5-苯基-2H-1,2,3-三唑。无色透明玻璃状液体，225mg，产率90.2％。1H NMR(CDCl3,400MHz),δ:7.45(d,J＝3.2Hz,2H),7.32-7.17(m,4H),7.07(d,J＝3.6Hz,2H).13C NMR(CDCl3,100MHz),δ:142.5,137.9,130.1,129.1,128.7,128.0,127.7,125.8.HRMS Calcd(ESI)m/z forC16H16N3:[M+H]+250.1344,found:250.1333.
实施例6 5-苯基-4-(3-吡啶基)-2H-1,2,3-三唑的制备
将3-吡啶基甲醛对甲苯磺酰腙1.0mmol、苯甲腈1.1mmol溶于DMF 4.0mL中，搅拌下加入叔丁醇钾3.0mmol，加热至100℃，反应3小时，TLC检测原料几乎完全消失，将反应液冷却至室温，加入饱和氯化铵溶液淬灭反应后，用乙酸乙酯萃取，有机相依次用水、饱和氯化钠洗涤2-3次，加入无水硫酸钠干燥、过滤，浓缩后，经硅胶柱层析(200-300目硅胶)，用20:1-2:1(v：v)石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂洗脱，得到5-苯基-4-(3-吡啶基)-2H-1,2,3-三唑。无色透明玻璃状液体，203mg，产率91.3％。1H NMR(CDCl3,400MHz),δ:8.91(s,1H),8.61(d,J＝4.8Hz,1H),7.92(d,J＝8.0Hz,2H),7.49(s,2H),7.40-7.27(m,3H).13C NMR(CDCl3,100MHz),δ:148.4,148.2,142.4,139.7,136.0,129.5,128.9,128.1,127.6,123.7.HRMSCalcd(ESI)m/z for C13H11N4:[M+H]+223.0984,found:223.0972.
实施例7 4-(2-噻吩基)-5-对甲苯基-2H-1,2,3-三唑的制备
将2-噻吩甲醛对甲苯磺酰腙1.0mmol、对甲基苯甲腈1.0mmol溶于DMF 4.0mL中，搅拌下加入叔丁醇钾3.0mmol，加热至70℃，反应3小时，TLC检测原料几乎完全消失，将反应液冷却至室温，加入饱和氯化铵溶液淬灭反应后，用乙酸乙酯萃取，有机相依次用水、饱和氯化钠洗涤2-3次，加入无水硫酸钠干燥、过滤，浓缩后，经硅胶柱层析(200-300目硅胶)，用20:1-2:1(v：v)石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂洗脱，得到4-(2-噻吩基))-5-对甲苯基-2H-1,2,3-三唑。无色透明玻璃状液体，218mg，产率90.3％。1H NMR(CDCl3,400MHz),δ:7.45(d,J＝7.6Hz,2H),7.28(d,J＝4.8Hz,1H),7.25-714(m,3H),6.97(t,J＝3.6Hz,1H),2.37(s,3H).13C NMR(CDCl3,100MHz),δ:138.9,131.8,129.4,128.4,127.4,126.3,126.0,21.3.HRMSCalcd(ESI)m/z for C13H12N3S:[M+H]+242.0752,found:242.0743.
实施例8 4-(1-萘基)-5-对甲苯基-2H-1,2,3-三唑的制备
将1-萘甲醛对甲苯磺酰腙1.0mmol、对甲基苯甲腈1.0mmol溶于DMF 4.0mL中，搅拌下加入叔丁醇钾3.0mmol，加热至70℃，反应3小时，TLC检测原料几乎完全消失，将反应液冷却至室温，加入饱和氯化铵溶液淬灭反应后，用乙酸乙酯萃取，有机相依次用水、饱和氯化钠洗涤2-3次，加入无水硫酸钠干燥、过滤，浓缩后，经硅胶柱层析(200-300目硅胶)，用20:1-2:1(v：v)石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂洗脱，得到4-(1-萘基)-5-对甲苯基-2H-1,2,3-三唑。无色透明玻璃状液体，249mg，产率87.3％。1H NMR(CDCl3,400MHz),δ:7.91-7.84(m,2H),7.65(d,J＝8.0Hz,1H),7.47-7.38(m,3H),7.35-7.24(m,3H),6.91(d,J＝8.0Hz,2H),2.22(s,3H).13C NMR(CDCl3,100MHz),δ:138.0,133.7,131.8,129.4,129.2,128.5,128.2,127.0,126.6,126.1,125.5,125.2,21.1.HRMS Calcd(ESI)m/z for C19H16N3:[M+H]+286.1344,found:286.1336.
实施例9 4-(2-氯代苯基)-5-(4-氯代苯基)-2H-1,2,3-三唑的制备
将4-氯代苯甲醛对甲苯磺酰腙1.0mmol、2-氯代苯甲腈1.2mmol溶于DMF5.0mL中，搅拌下加入叔丁醇钾2.5mmol，加热至60℃，反应4小时，TLC检测原料几乎完全消失，将反应液冷却至室温，加入饱和氯化铵溶液淬灭反应后，用乙酸乙酯萃取，有机相依次用水、饱和氯化钠洗涤2-3次，加入无水硫酸钠干燥、过滤，浓缩后，经硅胶柱层析(200-300目硅胶)，用20:1-2:1(v：v)石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂洗脱，得到4-(2-氯代苯基)-5-(4-氯代苯基)-2H-1,2,3-三唑。白色固体，273mg，产率94.1％(1H NMR未出现杂质峰，纯度高，详见图15)。

Claims (2)

1.一种式I所示的4,5-二芳基-2H-1,2,3-三唑类化合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
在有机溶剂中，式II化合物与R2CN在碱的作用下，反应生成式I化合物；其中R1、R2各自独立地选自任选被卤素、烷氧基、烷基、氯代烷基取代的C5-C10的芳基；所述碱选自t-BuOK、NaHMDS；式II化合物、R2CN、碱的摩尔比为1：1.0-1.2：2.5-3.0；有机溶剂选自甲苯、二甲苯、DMF、二氧六环、聚乙二醇二甲醚、甲基叔丁基醚、N-甲基吡咯烷酮；反应温度优选60-100℃，进一步优选60-80℃，反应时间优选3-4小时。
2.权利要求1所述的制备方法，其特征在于R1、R2各自独立地选自苯基、4-甲氧基苯基、3-三氟甲基苯基、4-甲基苯基、2,6-二甲基苯基、3-吡啶基、2-噻吩基、1-萘基、2-氯苯基、4-氯苯基。
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