CN109575006A - 一种二唑吡唑酰胺类衍生物及其微波水热合成法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有机合成技术领域,尤其涉及一种N‑(5‑[1,3,4]二唑‑2‑基‑2H‑吡唑‑3‑基)‑酰胺类衍生物及其微波水热合成法,还涉及该类化合物的应用。利用胺、2,3‑二氰基‑丙酸乙酯、醇、酰卤等一系列基本原料,合成氰基吡唑,然后经酯化、酰肼化、酰胺化,再利用微波水热合成法与环合剂反应,合成N‑(5‑[1,3,4]二唑‑2‑基‑2H‑吡唑‑3‑基)‑酰胺类衍生物(包括噻二唑和噁二唑),这类衍生物具有很好的生物活性,能对多种菌株起到抑制效果,在抗菌、杀虫方面表现出高活性;化学结构方面,合成了符合该通式的一大类衍生物,活性基团种类较多,并且具有优良的光物理性能;可在光电及医药、农药、抗菌消炎杀毒等领域具有多功能用途,因此具有非常大的开发应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域,尤其涉及一种N-(5-[1,3,4]二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物及其微波水热合成方法,还涉及该类化合物的应用。
背景技术
噻二唑类化合物由于其易形成氢键、配位键等,可发挥多种非共价键相互作用及配位的性能,具有抗氧化、抗病毒和抗溃疡等性能,尤其是对金黄色葡萄球菌和大肠埃希菌等有明显的抑制作用。吡唑类化合物可用来杀菌、杀虫、除草、抗病毒、促进植物生长及抗癌等,在药学和医学、配位化学等领域有着潜在的应用价值。吡唑酰胺类化合物在生物活性方面具有抗菌、抗病毒、抗炎等用途,在新药设计中常被作为药效基团,被广泛应用于医药、农药等领域,还具有低毒、不挥发、不易燃和可生物降解等优点,可作为反应介质和相转移。噁二唑及其衍生物有较好的热稳定性和抗氧化性,并且能发射强的蓝色荧光,具有良好的电子传输和孔穴阻挡作用。将特定功能基团引入到不同的噁二唑类有机分子体系中,能制成发蓝光的有机电致发光材料以及有机薄膜器件,可用于生产荧光剂、闪烁剂,并且可作为感光高分子材料应用于电致发光仪器,其拥有强的电子亲和势可在电致发光器件中被用作为电子传输材料。
王子云等将活性基团芳酰胺基团导入噻二唑母核,实现化合物生物活性的叠加。雷英杰等将硫醚乙酰胺结构与噁二唑基团拼接起来,合成的目标产物对白色念珠菌和黑曲霉等有较显著的抗菌活性。但这类研究中的化合物仅仅将一类基团进行衍生,或将两类基团进行简单拼接,且化合物结构较为固定,产物抗菌的种类数较少,化学性质或物理用途较为单一。
王子云等合成芳酰胺噻二唑类化合物是利用油浴加热回流法,反应时间较长,后处理麻烦,产率有待提高;雷英杰等合成硫醚乙酰胺噁二唑类化合物是以乙腈为溶剂,NaOH为碱,PEG-400为相转移催化剂,利用超声波辐射相转移方法合成,能耗较大。这些合成方法大都所需能耗大、产率有待提高、后处理麻烦、溶剂易挥发,在一定程度上限制了这些类型化合物的应用。
微波水热法利用物质在电磁场中由介质损耗引起体积加热,在高频变换的微波能量场作用下,分子由原来杂乱无章的状态变成有序的高频振动,从而使分子动能变成热能,其能量通过空间或媒介以电磁波的形式传递,可实现分子水平上的搅拌,达到均匀加热,即无梯度加热,克服常规水热容器加热不均匀的特点。目前该法在无机材料合成上具有很广的应用,但在有机合成上的应用鲜有报道,实验证明,该法具有产率高,时间短,操作简单,节能环保等优点,后处理方便,可实现大量制备。有望成为高效制备N-(5-[1,3,4]二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物的新方法,应用前景将非常广阔。
发明内容
当前对于吡唑、酰胺、噻二唑、噁二唑这些活性基团的研究中,大多数研究合成的化合物结构较为固定,均为单一结构,或者一到两种基团拼接,活性基团种类较少,合成化合物抗菌种类数较少。部分合成方法还存在能耗大、时间长、产率低、后处理麻烦、溶剂挥发等缺点,在一定程度上限制了这些类型化合物的应用。针对现有技术中存在的不足,本申请利用生物活性拼接原理将噁二唑或噻二唑、吡唑以及酰胺这三类官能团拼接起来,得到的N-(5-[1,3,4]二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物将是一类综合性的在光电领域及医药、农药、抗菌消炎杀毒等领域具有多功能用途的化合物。化学结构方面,可合成符合该通式的一大类衍生物,活性基团种类较多,并且能对普通变形杆菌、抗金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏菌等多种菌株起到抑制效果,生物活性更为广泛,具有一定的光电性能,应用领域更为广阔。
本发明利用胺、2,3-二氰基-丙酸乙酯、醇、酰卤等一系列基本原料,合成氰基吡唑,然后经酯化、酰肼化、酰胺化后得到化合物(Ⅱ),再利用微波水热合成法与环合剂反应,合成N-(5-[1,3,4]噁二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物或N-(5-[1,3,4]噻二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物。
基于以上考虑,本发明的四个发明目的为:
第一个目的:提供一种N-(5-[1,3,4]二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物,其结构式如通式(Ⅲ)所示:
其中,M为-O-或-S-;
当M为-O-时,所述通式(Ⅲ)为如下结构式(Ⅲa)所示:
当M为-S-时,所述通式(Ⅲ)为如下结构式(Ⅲb)所示:
上述各结构式中,R1、R2各自独立选自以下基团中的任意一种:
CH3-、CH3CH2-、CH3CH2CH2-、CH3(CH2)2CH2-、CH3(CH2)3CH2-、CH3(CH2)4CH2-、CH3(CH2)5CH2-、CH(CH3)2CH2CH2-、ClCH2-、ClCH2CH2-、Cl2CHCH2CH2-、Cl3CCH2CH2-、 以及
优选的,所述R1、R2各自独立选自以下基团中的任意一种:
CH3-、CH3CH2-、CH3CH2CH2-、 以及
最佳的,所述R1、R2分别独自选自以下基团中的任意一种:
CH3-、CH3CH2-、CH3CH2CH2-、 以及
第二个目的:提供一种易于高效制备、节能环保、生产成本相对较低的N-(5-[1,3,4]二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物的合成方法。
一种结构式如通式(Ⅲ)所示化合物的合成方法,反应式如下:
式中,R自有机溶剂A中引入,例如,当有机溶剂A为乙醇时,R为乙基;
化合物(Ⅰ)5-氨基-1H-吡唑-3-甲腈类化合物经酯化、酰肼化、酰胺化后得到化合物(Ⅱ),再利用微波水热法,与环合剂反应合成化合物N-(5-[1,3,4]噁二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物(Ⅲa)或N-(5-[1,3,4]噻二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物(Ⅲb):
(1)向化合物(Ⅰ)中加入有机溶剂A,震荡摇匀,然后向其中加入三氯化铁,在搅拌、80~150℃条件下加热回流8~24h(优选为在搅拌、85-115℃条件下加热回流12-16h),然后萃取、旋转蒸发、柱层析分离、旋转蒸发、干燥,得到化合物(Ⅰ)的氰基酯化的衍生物所述化合物(Ⅰ)与三氯化铁的摩尔比为1:(1~5),优选为1:1;
(2)向上述氰基酯化的衍生物中加入有机溶剂B,搅拌均匀后将水合肼溶液缓慢滴加到其中,在60~150℃下加热回流2~8小时(优选为在80-90℃下加热回流2-4小时),反应完毕,旋转蒸发,过滤,洗涤,干燥,即得白色固体酰肼化合物所述氰基酯化的衍生物与水合肼溶液中水合肼的摩尔比为1:(1~10),优选为1:(6-8);
(3)向上述酰肼化合物中加入有机溶剂C,然后向其中加入NaH,搅拌后,向其中加入酰卤(优选地,X为Br或者Cl),在60~150℃条件下加热回流10~24h(优选为在85-100℃条件下加热回流12-16h),萃取、干燥、柱层析分离、旋转蒸发、干燥,得化合物(Ⅱ)所述酰肼化合物与酰卤的摩尔比为1:(1-10),优选为1:1;
(4)将化合物(Ⅱ)、环合剂和有机溶剂D加入水热反应釜内,密封后放入微波反应器中,在微波功率为200~800W,温度70~300℃下微波水热反应0.5~12h,反应结束后,自然冷却到室温后,洗涤,干燥,无水乙醇重结晶,得到化合物(Ⅲ)所述化合物(Ⅱ)与环合剂的摩尔比为1:(1-8),优选为1:1;
R1、R2和M的定义如前所述;
所述环合剂选自如下两类环合剂之一,第一类环合剂为合成N-(5-[1,3,4]噁二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物(Ⅲa)所用环合剂,第二类环合剂为合成N-(5-[1,3,4]噻二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物(Ⅲb)所用环合剂;
所述第一类环合剂选自五氧化二磷、多聚磷酸、三氯氧磷、三氯化磷、五氯化磷和三甲基氯硅烷中的任意一种,优选自五氧化二磷和三氯氧磷、三氯化磷和五氯化磷中的任意一种;
所述第二类环合剂选自五硫化二磷、硫脲和2-巯基乙酸中的任意一种,优选为五硫化二磷或硫脲;
所述有机溶剂A选自醇类溶剂中的一种;有机溶剂B选自醇类溶剂中的一种;有机溶剂C选自链状醚类和环醚类溶剂中的一种;有机溶剂D选自芳香烃类溶剂、胺类溶剂、二甲亚砜、环醚类溶剂以及N-环己基-2-吡咯烷酮中的任意一种;
进一步的,所述环醚类溶剂为四氢呋喃和/或二氧六环;
所述醇类溶剂为无水乙醇、正丙醇和异丁醇中的至少一种;
所述链状醚类溶剂为乙二醇二乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇甲醚以及丙二醇单乙醚中的至少一种;
所述芳香烃类溶剂为甲苯、二甲苯、均三甲苯、氯苯、溴苯以及吡啶中的至少一种;
所述胺类溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和/或N,N-二甲基乙酰胺;
优选的,所述有机溶剂A和有机溶剂B各自独立选自无水乙醇、正丙醇和异丁醇中的任意一种;有机溶剂C选自四氢呋喃、二氧六环和乙二醇二乙醚中任意一种;有机溶剂D选自甲苯、吡啶、氯苯、四氢呋喃、二甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-环己基-2-吡咯烷酮中的任意一种。
最佳的,有机溶剂C为四氢呋喃;
有机溶剂D为甲苯、吡啶、氯苯、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺中的任意一种,最优选为吡啶。
进一步的,所述步骤(1)中化合物(Ⅰ)与有机溶剂A比例为1mmol:2~8mL。
进一步的,所述步骤(2)中氰基酯化的衍生物与有机溶剂B比例为1mmol:2-8mL。
进一步的,所述步骤(4)中化合物(Ⅱ)与有机溶剂D比例为1mmol:1-5mL。
进一步的,所述水合肼溶液的浓度为50-85wt%。
进一步的,所述步骤(3)中酰肼化合物与有机溶剂C比例为1mmol:2-5mL。
进一步的,所述酰卤为乙酰氯、丙酰氯、丁酰氯、乙酰溴、苯甲酰氯、苯甲酰溴或对羟基苯甲酰溴。
进一步的,所述步骤(3)中NaH与酰肼化合物摩尔比为1:(2~2.5),所述NaH少量多次加入。
进一步的,所述步骤(4)中在微波功率为300~600W、温度150~230℃下微波水热反应3~10h。
最佳的,所述微波水热功率300~600W,反应时间为3-6h,温度200-230℃。
进一步的,所述步骤(4)中反应釜容积与化合物(Ⅱ)比例为10mL:1-3mmol。
进一步的,所述化合物(Ⅰ)5-氨基-1H-吡唑-3-甲腈类化合物的制备路径如下所示:
具体参考文献:陈连清,陈贵娣,程国森等,5-氨基-3-氰基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲苯基)吡唑衍生物的合成及其光物理性能[J].中南民族大学学报(自然科学版),2011,30(1);5-12的方法合成。
第三个目的:提供一种上述N-(5-[1,3,4]二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物在制备抗菌药物及杀虫药物中的应用。
为实现本发明的第三个目的,本发明将制备得到的N-(5-[1,3,4]二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物分别用于普通变形杆菌、抗金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏菌试验,均取得了良好的抗菌效果,用于赤松毛虫和透翅蛾幼虫实验,均取得了良好的杀虫效果。
第四个目的:提供一种上述N-(5-[1,3,4]二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物在制备发光材料中的应用,比如:在制造荧光剂或闪烁剂中的应用,作为感光高分子材料、电子传输材料在电致发光仪器方面的应用。
为实现本发明的第四个目的,将本发明所制备得到的N-(5-[1,3,4]二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物从荧光发射光谱和紫外-可见吸收光谱两方面考察了产物的光物理性质,确定其具有较好的光物理性能。
与现有技术相比,本发明的优点和有益效果如下:
本发明采用微波水热法合成制备N-(5-[1,3,4]二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物(Ⅲ),可实现分子水平上的搅拌,密闭高温高压下反应,克服普通油浴加热和常规水热容器加热不均匀的缺点,反应时间短,后处理方便,有效地降低了生产成本,具有节能环保、操作简单等优点。
通过本发明的方法制备得到的N-(5-[1,3,4]二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物(Ⅲ)具有很好的生物活性,能对更多种类的菌株起到抑制效果,在抗菌、杀虫方面表现出高活性,化学结构方面,可合成符合该通式的一大类衍生物,活性基团种类较多,并且具有优良的光物理性能;可在光电及医药、农药、抗菌消炎杀毒等领域具有多功能用途,因此具有非常大的开发应用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明,但这些具体实施例不以任何方式限制本发明的保护范围。
以下各实施例中:
所用的原料均为已知化合物,可在市场上购得,或可用本领域已知的方法合成;
所用微波反应器为MDS-10型微波水热仪。
实施例1、N-[5-(5-甲基-[1,3,4]噁二唑-2-基)-2-环己基-2H-吡唑-3-基]-乙酰胺(Ⅲa1)的合成
5-氨基-1-环己基-1H-吡唑-3-甲腈由环己基胺、2,3-二氰基-丙酸乙酯、氨水等按照参考文献:陈连清,陈贵娣,程国森等,5-氨基-3-氰基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲苯基)吡唑衍生物的合成及其光物理性能[J].中南民族大学学报(自然科学版),2011,30(1);5-12的方法自制得到。
(1)用分析天平称取15mmol 5-氨基-1-环己基-1H-吡唑-3-甲腈,向其中加入30mL无水乙醇,震荡摇匀,然后向其中加入15mmol三氯化铁,加入搅拌磁子,在搅拌、90℃下加热回流反应14h,用乙酸乙酯和水萃取,旋转蒸发后,用体积比1:4的乙酸乙酯和石油醚作为洗脱剂进行硅胶柱层析分离、旋转蒸发、干燥,得到氰基酯化产物,其结构经核磁、红外方法检测确证;
(2)取上述氰基酯化产物10mmol于100mL三颈烧瓶中,向其中加入30mL无水乙醇,室温下搅拌均匀,然后将60mmol 80wt%的水合肼溶液缓慢滴加进上述溶液中,30s滴加完,滴加完后在80℃下加热回流3小时,反应完毕后,旋转蒸发蒸出大部分溶剂,过滤,滤饼用少量无水乙醇洗涤,干燥,即得白色固体酰肼化合物,其结构经核磁、红外方法检测确证;
(3)于通风橱中取上述酰肼化合物0.01mol用30mL四氢呋喃溶解后,将0.02molNaH加入其中(为防止反应太剧烈,有大量气体产生,NaH分多次加入,先加入一部分,待排出气体后,再加入一部分,如此反复少量多次加完)。加完后磁力搅拌约10min,然后向其中加入10mmol乙酰氯,85℃下加热回流14h,用乙酸乙酯和水萃取后,干燥,再用体积比1:4的乙酸乙酯和石油醚作为洗脱剂进行硅胶柱层析分离,然后旋转蒸发、干燥,得化合物(Ⅱ)其结构经核磁、红外方法检测确证;
(4)在100mL反应釜中加入25mL吡啶、15mmol化合物(Ⅱ)和15mmol五氧化二磷,混合均匀,密封后放入微波反应器内,在230℃条件下,500W功率微波水热辐射6h,自然冷却到室温后,将所得混合物用蒸馏水洗涤,干燥,然后用无水乙醇重结晶,得固体化合物N-[5-(5-甲基-[1,3,4]噁二唑-2-基)-2环己基-2H-吡唑-3-基]-乙酰胺(Ⅲa1)。步骤(4)的收率:97.6%。mp:178.8~179.5℃.1HNMR(CDCl3,400MHz)δ:8.2(s,1H,N-H),6.1(s,2H,C-H),3.73(m,1H,C-H),2.38(s,3H,C-H3),2.07(s,2H,C-H3),1.79(m,4H,C-H2),1.38(m,4H,C-H2),1.24(m,1H,C-H2).Anal.calc.for C14H19N5O2:C,58.12;H,6.62;N,24.21;found C,58.32;H,6.73;N,24.19。
实施例2、N-[5-(5-乙基-[1,3,4]噁二唑-2-基)-2苯基-2H-吡唑-3-基]-丙酰胺(Ⅲa2)的合成
5-氨基-1-苯基-1H-吡唑-3-甲腈由苯胺、2,3-二氰基-丙酸乙酯、氨水等按照参考文献:陈连清,陈贵娣,程国森等,5-氨基-3-氰基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲苯基)吡唑衍生物的合成及其光物理性能[J].中南民族大学学报(自然科学版),2011,30(1);5-12的方法自制得到。
(1)用分析天平称取15mmol 5-氨基-1-苯基-1H-吡唑-3-甲腈,向其中加入30mL无水乙醇,震荡摇匀,然后向其中加入15mmol三氯化铁,加入搅拌磁子,在搅拌、90℃下加热回流反应15h,然后用乙酸乙酯和水萃取、旋转蒸发后,用体积比1:4的乙酸乙酯和石油醚作洗脱剂进行硅胶柱层析分离、旋转蒸发、干燥,得到氰基酯化产物,其结构经核磁、红外方法检测确证;
(2)取上述氰基酯化产物10mmol于100mL三颈烧瓶中,向其中加入30mL无水乙醇,室温搅拌均匀,然后将70mmol 70wt%的水合肼溶液缓慢滴加进上述溶液中,30s滴加完,然后在80℃下回流2.5小时,反应完毕,旋转蒸发蒸出大部分溶剂,过滤,滤饼用少量无水乙醇洗涤,干燥,即得白色固体酰肼化合物,其结构经核磁、红外方法检测确证;
(3)于通风橱中取上述酰肼化合物0.01mol用30mL四氢呋喃溶解后,将0.02molNaH加入其中(为防止反应太剧烈,有大量气体产生,NaH分多次加入,先加入一部分,待排出气体后,再加入一部分,如此反复少量多次加完)。加完后,磁力搅拌约10min,然后向其中加入10mmol丙酰氯,在90℃下加热回流12h,用乙酸乙酯和水萃取,干燥后,用体积比1:4的乙酸乙酯和石油醚作洗脱剂进行硅胶柱层析分离、旋转蒸发、干燥,得化合物(Ⅱ),其结构经核磁、红外方法检测确证;
(4)在100mL反应釜中加入25mL吡啶、15mmol化合物(Ⅱ)和15mmol三氯氧磷,混合均匀,密封后放入微波反应器内,在200℃条件下,用450W功率微波水热辐射6h,自然冷却到室温,将所得混合物用蒸馏水洗涤,干燥,无水乙醇重结晶,得固体化合物N-[5-(5-乙基-[1,3,4]噁二唑-2-基)-2苯基-2H-吡唑-3-基]-丙酰胺(Ⅲa2)。步骤(4)的收率96.6%。mp:188.7~189.5℃.1HNMR(CDCl3,400MHz)δ:8.2(s,1H,N-H),7.5(d,2H,Ar-H),7.4(t,2H,Ar-H),7.3(d,1H,Ar-H),6.6(s,1H,C-H),2.65(m,2H,C-H2),2.25(m,2H,C-H2),1.34(t,3H,C-H3),1.22(t,3H,C-H3).Anal.calc.for C16H17N5O2:C,61.72;H,5.50;N,22.49;found C,61.58;H,5.37;N,22.56。
实施例3、N-[2-(4-羟基-苯基-5-(5-丙基-[1,3,4]噁二唑-2-基)-2H-吡唑-3-基]-丁酰胺(Ⅲa3)的合成
5-氨基-1-(4-羟基-苯基)-1H-吡唑-3-甲腈由对羟基苯胺、2,3-二氰基-丙酸乙酯、氨水等按照参考文献:陈连清,陈贵娣,程国森等,5-氨基-3-氰基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲苯基)吡唑衍生物的合成及其光物理性能[J].中南民族大学学报(自然科学版),2011,30(1);5-12的方法自制得到。
(1)用分析天平称取15mmol 5-氨基-1-苯基-1H-吡唑-3-甲腈,加入30mL正丙醇,震荡摇匀,然后向其中加入15mmol三氯化铁,加入搅拌磁子,在搅拌、85℃下加热回流反应16h,然后用乙酸乙酯和水萃取,旋转蒸发后,用体积比1:4的乙酸乙酯和石油醚作洗脱剂进行硅胶柱层析分离、旋转蒸发、干燥,得到氰基酯化产物,其结构经核磁、红外方法检测确证;
(2)取上述氰基酯化产物10mmol于100mL三颈烧瓶中,向其中加入30mL无水乙醇,室温下搅拌均匀,然后将60mmol 70wt%的水合肼溶液缓慢滴加进上述溶液中,30s滴加完,然后在80℃下回流3小时,反应完毕后,旋转蒸发蒸出大部分溶剂,过滤,滤饼用少量无水乙醇洗涤,干燥,即得白色固体酰肼化合物,其结构经核磁、红外方法检测确证;
(3)于通风橱中取上述酰肼化合物0.01mol用30mL四氢呋喃溶解后,将0.02molNaH加入其中(为防止反应太剧烈,有大量气体产生,NaH分多次加入,先加入一部分,待排出气体后,再加入一部分,如此反复少量多次加完)。加完后,磁力搅拌约10min,然后向其中加入10mmol丁酰氯,在85℃下加热回流14h,用乙酸乙酯和水萃取、干燥后,用体积比1:4的乙酸乙酯和石油醚作洗脱剂进行硅胶柱层析分离、旋转蒸发、干燥,得化合物(Ⅱ),其结构经核磁、红外方法检测确证;
(4)在100mL反应釜中加入25mLTHF、15mmol化合物(Ⅱ)和15mmol三氯化磷,混合均匀,密封后放入微波反应器内,在210℃条件下,用500W功率微波水热辐射6h,自然冷却到室温后,将所得混合物用蒸馏水洗涤,干燥,用无水乙醇重结晶,得固体化合物N-[2-(4-羟基-苯基-5-(5-丙基-[1,3,4]噁二唑-2-基)-2H-吡唑-3-基]-丁酰胺(Ⅲa3)。步骤(4)的收率:95.6%。mp:195.8~196.5℃.1HNMR(CDCl3,400MHz)δ:8.1(s,1H,N-H),7.3(t,2H,Ar-H),6.9(d,2H,Ar-H),6.7(s,1H,C-H),5.2(s,1H,C-H),2.67(t,2H,C-H2),2.28(t,2H,C-H2),1.77(m,2H,C-H2),1.65(m,2H,C-H2),0.99(t,3H,C-H3),0.98(t,3H,C-H3)Anal.calc.forC18H21N5O3:C,60.83;H,5.96;N,19.71;found C,60.63;H,5.87;N,19.64。
实施例4、N-[5-(5-甲基-[1,3,4]噁二唑-2-基)-2-(4-硝基-苯基)-2H-吡唑-3-基]-乙酰胺(Ⅲa4)的合成
5-氨基-1-(4-硝基-苯基)-1H-吡唑-3-甲腈由对硝基苯胺、2,3-二氰基-丙酸乙酯、氨水等按照参考文献:陈连清,陈贵娣,程国森等,5-氨基-3-氰基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲苯基)吡唑衍生物的合成及其光物理性能[J].中南民族大学学报(自然科学版),2011,30(1);5-12的方法自制得到。
(1)用分析天平称取15mmol 5-氨基-1-(4-硝基-苯基)-1H-吡唑-3-甲腈,加入35mL正丙醇,震荡摇匀,然后向其中加入15mmol三氯化铁,加入搅拌磁子,在搅拌、95℃下加热回流反应12h,然后用乙酸乙酯和水萃取、旋转蒸发后,用体积比1:4的乙酸乙酯和石油醚作洗脱剂进行硅胶柱层析分离、旋转蒸发、干燥,得到氰基酯化产物,其结构经核磁、红外方法检测确证;
(2)取上述氰基酯化产物10mmol于100mL三颈烧瓶中,向其中加入30mL无水乙醇,在室温下搅拌均匀,然后将60mmol 80wt%的水合肼溶液缓慢滴加进上述溶液,30s滴加完,然后在80℃下回流3小时,反应完毕,旋转蒸发蒸出大部分溶剂,过滤,滤饼用少量无水乙醇洗涤,干燥,即得白色固体酰肼化合物,其结构经核磁、红外方法检测确证;
(3)于通风橱中取上述酰肼化合物0.01mol用30mL四氢呋喃溶解后,将0.02molNaH加入其中(为防止反应太剧烈,有大量气体产生,NaH分多次加入,先加入一部分,待排出气体后,再加入一部分,如此反复少量多次加完)。加完后,磁力搅拌约10min,然后向其中加入10mmol乙酰氯,在90℃下加热回流14h,用乙酸乙酯和水萃取、干燥后,用体积比1:4的乙酸乙酯和石油醚作洗脱剂进行硅胶柱层析分离、旋转蒸发、干燥,得化合物(Ⅱ),其结构经核磁、红外方法检测确证;
(4)在100mL反应釜中加入25mL甲苯、15mmol化合物(Ⅱ)和15mmol五氯化磷,混合均匀,密封后放入微波反应器内,在190℃条件下,用550W功率微波水热辐射6h,自然冷却到室温后,将所得混合物用蒸馏水洗涤,干燥,用无水乙醇重结晶,得固体化合物N-[5-(5-甲基-[1,3,4]噁二唑-2-基)-2-(4-硝基-苯基)-2H-吡唑-3-基]-乙酰胺(Ⅲa4)。步骤(4)的收率:96.8%。mp:215.9~216.7℃1HNMR(CDCl3,400MHz)δ:8.4(d,2H,Ar-H),8.1(s,1H,N-H),7.7(d,2H,Ar-H),6.9(s,H,C-H),2.55(s,3H,C-H3),2.12(s,3H,C-H3).Anal.calc.forC14H12N6O4:C,51.22;H,3.68;N,25.60;found C,51.27;H,3.63;N,25.57。
实施例5、N-[2-(4-硝基-苯基)-5-(5-苯基-[1,3,4]噁二唑-2-基)-2H-吡唑-3-基]-苯甲酰胺(Ⅲa5)的合成
5-氨基-1-(4-硝基-苯基)-1H-吡唑-3-甲腈由对硝基苯胺、2,3-二氰基-丙酸乙酯、氨水等按照参考文献:陈连清,陈贵娣,程国森等,5-氨基-3-氰基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲苯基)吡唑衍生物的合成及其光物理性能[J].中南民族大学学报(自然科学版),2011,30(1);5-12的方法自制得到。
(1)用分析天平称取15mmol 5-氨基-1-(4-硝基-苯基)-1H-吡唑-3-甲腈,加入40mL异丁醇,震荡摇匀,然后向其中加入15mmol三氯化铁,加入搅拌磁子,在搅拌、90℃下加热回流反应16h,然后用乙酸乙酯和水萃取、旋转蒸发后,用体积比1:4的乙酸乙酯和石油醚作洗脱剂进行硅胶柱层析分离、旋转蒸发、干燥,得到氰基酯化产物,其结构经核磁、红外方法检测确证;
(2)取上述氰基酯化产物10mmol于100mL三颈烧瓶中,向其中加入30mL无水乙醇,室温下搅拌均匀,然后将65mmol 70wt%的水合肼溶液缓慢滴加进上述溶液,30s滴加完,然后在80℃下回流3小时,反应完毕,旋转蒸发蒸出大部分溶剂,过滤,滤饼用少量无水乙醇洗涤,干燥,即得白色固体酰肼化合物,其结构经核磁、红外方法检测确证;
(3)于通风橱中取上述酰肼化合物0.01mol用30mL四氢呋喃溶解后,将0.02molNaH加入其中(为防止反应太剧烈,有大量气体产生,NaH分多次加入,先加入一部分,待排出气体后,再加入一部分,如此反复少量多次加完)。加完后,磁力搅拌约10min,然后向其中加入10mmol苯甲酰氯,在85℃下加热回流14h,用乙酸乙酯和水萃取、干燥后,用体积比1:4的乙酸乙酯和石油醚作洗脱剂,进行硅胶柱层析分离、旋转蒸发、干燥,得化合物(Ⅱ),其结构经核磁、红外方法检测确证;
(4)在100mL反应釜中加入25mL氯苯、15mmol化合物(Ⅱ)和15mmol五氧化二磷,混合均匀,密封后放入微波反应器内,在220℃条件下,用600W功率微波水热辐射6h,自然冷却到室温后,将所得混合物用蒸馏水洗涤,干燥,无水乙醇重结晶,得固体化合物N-[2-(4-硝基-苯基)-5-(5-苯基-[1,3,4]噁二唑-2-基)-2H-吡唑-3-基]-苯甲酰胺(Ⅲa5)。步骤(4)的收率:96.8%。mp:217.9~218.7℃1HNMR(CDCl3,400MHz)δ:8.1(s,1H,N-H),7.98(t,2H,Ar-H),7.9(d,2H,Ar-H),7.7(d,2H,Ar-H),7.58(m,2H,Ar-H),7.55(t,2H,Ar-H),7.50(t,2H,Ar-H),7.46(t,2H,Ar-H),6.7(s,1H,C-H),Anal.calc.for C24H16N6O3:C,66.05;H,3.70;N,19.26;found C,66.23;H,3.78;N,19.35。
实施例6、N-[2-(4-氯-苯基)-5-(5-苯基-[1,3,4]噻二唑-2-基)-2H-吡唑-3-基]-苯甲酰胺(Ⅲb1)的合成
5-氨基-1-(4-氯-苯基)-1H-吡唑-3-甲腈由对氯苯胺、2,3-二氰基-丙酸乙酯、氨水等按照参考文献:陈连清,陈贵娣,程国森等,5-氨基-3-氰基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲苯基)吡唑衍生物的合成及其光物理性能[J].中南民族大学学报(自然科学版),2011,30(1);5-12的方法自制得到。
(1)用分析天平称取15mmol 5-氨基-1-(4-氯-苯基)-1H-吡唑-3-甲腈,向其中加入30mL无水乙醇,震荡摇匀,然后向其中加入15mmol三氯化铁,加入搅拌磁子,在搅拌、100℃下加热回流反应15h,然后用乙酸乙酯和水萃取、旋转蒸发后,用体积比1:4的乙酸乙酯和石油醚作洗脱剂进行硅胶柱层析分离、旋转蒸发、干燥,得到氰基酯化产物,其结构经核磁、红外方法检测确证;
(2)取上述氰基酯化产物10mmol于100mL三颈烧瓶中,向其中加入30mL无水乙醇,室温下搅拌均匀,然后将80mmol 60wt%的水合肼溶液缓慢滴加进上述溶液,30s滴加完,然后在90℃回流4小时,反应完毕,旋转蒸发蒸出大部分溶剂,过滤,滤饼用少量无水乙醇洗涤,干燥,即得白色固体酰肼化合物,其结构经核磁、红外方法检测确证;
(3)于通风橱中取上述酰肼化合物0.01mol用30mL四氢呋喃溶解后,然后将0.02mol NaH加入其中(为防止反应太剧烈,有大量气体产生,NaH分多次加入,先加入一部分,待排出气体后,再加入一部分,如此反复少量多次加完)。加完后,磁力搅拌约10min,然后向其中加入10mmol苯甲酰溴,85℃下加热回流16h,用乙酸乙酯和水萃取、干燥后,用体积比1:4的乙酸乙酯和石油醚作洗脱剂进行硅胶柱层析分离、旋转蒸发、干燥,得化合物(Ⅱ),其结构经核磁、红外方法检测确证;
(4)在100m反应釜中加入25mL吡啶、15mmol化合物(Ⅱ)和15mmol五硫化二磷,混合均匀,密封后放入微波反应器内,在230℃条件下,用600W功率微波水热辐射5h,自然冷却到室温后,将所得混合物用蒸馏水洗涤,干燥,无水乙醇重结晶,得固体化合物N-[2-(4-氯-苯基)-5-(5-苯基-[1,3,4]噻二唑-2-基)-2H-吡唑-3-基]-苯甲酰胺(Ⅲb1)。步骤(4)的收率:95.8%。mp:225.8~226.7℃1HNMR(CDCl3,400MHz)δ:8.2(s,1H,N-H),7.98(t,2H,Ar-H),7.58(m,1H,Ar-H),7.52(d,2H,Ar-H),7.48(m,2H,Ar-H),7.36(m,2H,Ar-H),7.32(d,2H,Ar-H),7.25(m,1H,Ar-H),7.21(d,2H,Ar-H),6.7(s,1H,C-H),Anal.calc.for C24H16ClN5OS:C,62.95;H,3.52;N,15.29,found C,62.92;H,3.61;N,15.31。
实施例7、N-[2-(4-甲氧基-苯基)-5-(5-苯基-[1,3,4]噻二唑-2-基)-2H-吡唑-3-基]-苯甲酰胺(Ⅲb2)的合成
5-氨基-1-(4-甲氧基-苯基)-1H-吡唑-3-甲腈由对甲氧基苯胺、2,3-二氰基-丙酸乙酯、氨水等按照参考文献:陈连清,陈贵娣,程国森等,5-氨基-3-氰基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲苯基)吡唑衍生物的合成及其光物理性能[J].中南民族大学学报(自然科学版),2011,30(1);5-12的方法自制得到。
(1)用分析天平称取15mmol 5-氨基-1-(4-甲氧基-苯基)-1H-吡唑-3-甲腈,向其中加入40mL异丁醇,震荡摇匀,然后向其中加入15mmol三氯化铁,加入搅拌磁子,在搅拌、90℃下加热回流反应13h,然后用乙酸乙酯和水萃取,旋转蒸发,用体积比1:4的乙酸乙酯和石油醚作洗脱剂进行硅胶柱层析分离,旋转蒸发、干燥,得到氰基酯化产物,其结构经核磁、红外方法检测确证;
(2)取上述氰基酯化产物10mmol于100mL三颈烧瓶中,向其中加入30mL无水乙醇,室温下搅拌均匀,然后将80mmol 70wt%的水合肼溶液缓慢滴加进上述溶液,30s滴加完,然后在85℃下回流3.5小时,反应完毕,旋转蒸发蒸出大部分溶剂,过滤,滤饼用少量无水乙醇洗涤,干燥,即得白色固体酰肼化合物,其结构经核磁、红外方法检测确证;
(3)于通风橱中取上述经酰肼化合物0.01mol用30mL四氢呋喃溶解后,将0.02molNaH加入其中(为防止反应太剧烈,有大量气体产生,NaH分多次加入,先加入一部分,待排出气体后,再加入一部分,如此反复少量多次加完)。加完后,磁力搅拌约10min,然后向其中加入10mmol苯甲酰溴,在100℃下加热回流14h,用乙酸乙酯和水萃取、干燥后,用体积比1:4的乙酸乙酯和石油醚作洗脱剂进行硅胶柱层析分离、旋转蒸发、干燥,得化合物(Ⅱ),其结构经核磁、红外方法检测确证;
(4)在100mL反应釜中加入25mLTHF、15mmol化合物(Ⅱ)和15mmol硫脲,混合均匀,密封后放入微波反应器内,在210℃条件下,用550W功率微波水热辐射8h,自然冷却到室温后,将所得混合物用蒸馏水洗涤,干燥,无水乙醇重结晶,得固体化合物N-[2-(4-甲氧基-苯基)-5-(5-苯基-[1,3,4]噻二唑-2-基)-2H-吡唑-3-基]-苯甲酰胺(Ⅲb2)。步骤(4)的收率:94.3%。mp:235.8~236.7℃1HNMR(CDCl3,400MHz)δ:8.2(s,1H,N-H),7.99(t,2H,Ar-H),7.57(m,1H,Ar-H),7.52(d,2H,Ar-H),7.47(m,2H,Ar-H),7.36(m,2H,Ar-H),7.26(m,2H,Ar-H),7.21(d,1H,Ar-H),6.9(d,2H,Ar-H),6.7(s,1H,C-H),3.83(s,3H,C-H3),Anal.calc.forC 25H19N5O2S:C,66.21;H,4.22;N,15.44;found C,66.29;H,4.31;N,15.41。
实施例8、4-羟基-N-[5-[5-(4-羟基-苯基)-[1,3,4]噻二唑-2-基]-2-(4-甲氧基-苯基)-2H-吡唑-3-基]-苯甲酰胺的合成
5-氨基-1-(4-甲氧基-苯基)-1H-吡唑-3-甲腈由对甲氧基苯胺、2,3-二氰基-丙酸乙酯、氨水等按照参考文献:陈连清,陈贵娣,程国森等,5-氨基-3-氰基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲苯基)吡唑衍生物的合成及其光物理性能[J].中南民族大学学报(自然科学版),2011,30(1);5-12的方法自制得到。
(1)用分析天平称取15mmol 5-氨基-1-(4-甲氧基-苯基)-1H-吡唑-3-甲腈,向其中加入40mL正丙醇,震荡摇匀,然后向其中加入15mmol三氯化铁,加入搅拌磁子,在搅拌、90℃下加热回流反应15h,然后用乙酸乙酯和水萃取,旋转蒸发,然后用体积比1:4的乙酸乙酯和石油醚作洗脱剂进行硅胶柱层析分离,旋转蒸发、干燥,得到氰基酯化产物,其结构经核磁、红外方法检测确证;
(2)取上述氰基酯化产物10mmol于100mL三颈烧瓶中,向其中加入40mL正丙醇,室温下搅拌均匀,然后将70mmol 70wt%的水合肼溶液缓慢滴加进上述溶液,30s滴加完,然后在80℃下回流4小时,反应完毕,旋转蒸发蒸出大部分溶剂,过滤,滤饼用少量无水乙醇洗涤,干燥,即得白色固体酰肼化合物,其结构经核磁、红外方法检测确证;
(3)于通风橱中取上述酰肼化合物0.01mol用30mL四氢呋喃溶解,然后将0.02molNaH加入其中(为防止反应太剧烈,有大量气体产生,NaH分多次加入,先加入一部分,待排出气体后,再加入一部分,如此反复少量多次加完)。加完后,磁力搅拌约10min,向其中加入10mmol对羟基苯甲酰溴,在100℃下加热回流15h,用乙酸乙酯和水萃取、干燥后,用体积比1:4的乙酸乙酯和石油醚作洗脱剂进行硅胶柱层析分离、旋转蒸发、干燥,得化合物(Ⅱ),其结构经核磁、红外方法检测确证;
(4)在100mL反应釜中加入25mL甲苯、15mmol化合物(Ⅱ)和15mmol五硫化二磷,混合均匀,密封后放入微波反应器内,在220℃条件下,用300W功率微波水热辐射10h,自然冷却到室温后,将所得混合物用蒸馏水洗涤,干燥,无水乙醇重结晶,得固体化合物N-[5-[5-(4-羟基-苯基)-[1,3,4]噻二唑-2-基]-2-(4-甲氧基-苯基)-2H-吡唑-3-基]-苯甲酰胺(Ⅲb3)。步骤(4)的收率:93.6%。mp:238.8~239.7℃1HNMR(CDCl3,400MHz)δ:8.2(s,1H,N-H),7.99(t,2H,Ar-H),7.58(m,1H,Ar-H),7.48(m,2H,Ar-H),7.36(d,2H,Ar-H),7.27(d,2H,Ar-H),6.9(d,2H,Ar-H),6.77(d,2H,Ar-H),6.7(s,1H,C-H),5.2(s,1H,C-H),3.83(s,3H,C-H3).Anal.calc.for C25H19N5O3S:C,63.95;H,4.08;N,14.92;found C,63.91;H,4.12;N,14.96。
实施例9、N-{2-(4-氟-苯基)-5-[5-(4-羟基-苯基)-[1,3,4]噻二唑-2-基]-2H-吡唑-3-基}-4-羟基-苯甲酰胺的合成
5-氨基-1-(4-氟-苯基)-1H-吡唑-3-甲腈由对氟苯胺、2,3-二氰基-丙酸乙酯、氨水等按照参考文献:陈连清,陈贵娣,程国森等,5-氨基-3-氰基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲苯基)吡唑衍生物的合成及其光物理性能[J].中南民族大学学报(自然科学版),2011,30(1);5-12的方法自制得到。
(1)用分析天平称取15mmol 5-氨基-1-(4-氟-苯基)-1H-吡唑-3-甲腈,向其中加入40mL无水乙醇,震荡摇匀,然后向其中加入15mmol三氯化铁,加入搅拌磁子,在搅拌、90℃下加热回流反应15h,然后用乙酸乙酯和水萃取,旋转蒸发后,用体积比1:4的乙酸乙酯和石油醚作洗脱剂进行硅胶柱层析分离,旋转蒸发、干燥,得到氰基酯化产物,其结构经核磁、红外方法检测确证;
(2)取上述氰基酯化产物10mmol于100mL三颈烧瓶中,加入30mL无水乙醇,室温下搅拌均匀,然后将60mmol 80wt%的水合肼溶液缓慢滴加进上述溶液,30s滴加完,然后在90℃回流4小时,反应完毕,旋转蒸发蒸出大部分溶剂,过滤,滤饼用少量无水乙醇洗涤,干燥,即得白色固体酰肼化合物,其结构经核磁、红外方法检测确证;
(3)于通风橱中取上述酰肼化合物0.01mol用30mL四氢呋喃溶解后,将0.02molNaH加入其中(为防止反应太剧烈,有大量气体产生,NaH分多次加入,先加入一部分,待排出气体后,再加入一部分,如此反复少量多次加完)。加完后,磁力搅拌约10min,然后向其中加入10mmol对羟基苯甲酰溴,在95℃下加热回流16h,用乙酸乙酯和水萃取、干燥后,用体积比1:4的乙酸乙酯和石油醚作洗脱剂,进行硅胶柱层析分离、旋转蒸发、干燥,得化合物(Ⅱ),其结构经核磁、红外方法检测确证;
(4)在100mL反应釜中加入25mL氯苯、15mmol化合物(Ⅱ)和15mmol硫脲,混合均匀,密封后放入微波反应器内,在200℃下,用600W功率微波水热辐射5h,自然冷却到室温,将所得混合物用蒸馏水洗涤,干燥,无水乙醇重结晶,得固体化合物N-{2-(4-氟-苯基)-5-[5-(4-羟基-苯基)-[1,3,4]噻二唑-2-基]-2H-吡唑-3-基}-苯甲酰胺(Ⅲb4)。步骤(4)的收率:94.8%。mp:247.9~248.7℃1HNMR(CDCl3,400MHz)δ:8.2(s,1H,N-H),7.99(t,2H,Ar-H),7.57(m,1H,Ar-H),7.47(m,2H,Ar-H),7.35(d,2H,Ar-H),7.27(d,2H,Ar-H),7.1(d,2H,Ar-H),6.85(d,2H,Ar-H),6.7(s,1H,C-H),5.2(s,1H,O-H)Anal.calc.for C24H16FN5O2S:C,63.01;H,3.53;N,15.31;found C,63.10;H,3.58;N,15.28。
实施例10、N-[5-[5-(4-羟基-苯基)-[1,3,4]噻二唑-2-基]-2-(1H-吲哚-4-基)-2H-吡唑-3-基]-苯甲酰胺(Ⅲb5)的合成
5-氨基-1-(1H-吲哚-4-基)-1H-吡唑-3-甲腈由吲哚胺、2,3-二氰基-丙酸乙酯、氨水等按照参考文献:陈连清,陈贵娣,程国森等,5-氨基-3-氰基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲苯基)吡唑衍生物的合成及其光物理性能[J].中南民族大学学报(自然科学版),2011,30(1);5-12的方法自制得到。
(1)用分析天平称取15mmol 5-氨基-1-(1H-吲哚-4-基)-1H-吡唑-3-甲腈,向其中加入40mL无水乙醇,震荡摇匀,然后向其中加入15mmol三氯化铁,加入搅拌磁子,在搅拌、110℃下加热回流反应16h,然后用乙酸乙酯和水萃取,旋转蒸发后,用体积比1:4的乙酸乙酯和石油醚作洗脱剂进行硅胶柱层析分离,旋转蒸发、干燥,得到氰基酯化产物,其结构经核磁、红外方法检测确证;
(2)取上述氰基酯化产物10mmol于100mL三颈烧瓶中,向其中加入30mL无水乙醇,在室温下搅拌均匀,然后将70mmol 80wt%的水合肼溶液缓慢滴加进上述溶液,30s滴加完,然后在90℃下回流4小时,反应完毕,旋转蒸发蒸出大部分溶剂,过滤,滤饼用少量无水乙醇洗涤,干燥,即得白色固体酰肼化合物,其结构经核磁、红外方法检测确证;
(3)于通风橱中取上述酰肼化合物0.01mol用30mL四氢呋喃溶解后,将0.02molNaH加入其中(为防止反应太剧烈,有大量气体产生,NaH分多次加入,先加入一部分,待排出气体后,再加入一部分,如此反复少量多次加完)。加完后,磁力搅拌约10min,向其中加入10mmol对羟基苯甲酰溴,在100℃下加热回流15h,用乙酸乙酯和水萃取、干燥后,用体积比1:4的乙酸乙酯和石油醚作洗脱剂进行硅胶柱层析分离、旋转蒸发、干燥,得化合物(Ⅱ),其结构经核磁、红外方法检测确证;
(4)在100mL反应釜中加入25mL吡啶、15mmol化合物(Ⅱ)和15mmol五硫化二磷,混合均匀,密封后放入微波反应器内,在230℃条件下用600W功率微波水热辐射7h,自然冷却到室温,将所得混合物用蒸馏水洗涤,干燥,无水乙醇重结晶,得固体化合物N-[5-[5-(4-羟基-苯基)-[1,3,4]噻二唑-2-基]-2-(1H-吲哚-4-基)-2H-吡唑-3-基]-苯甲酰胺(Ⅲb5)。步骤(4)的收率:95.9%。mp:256.9~257.71HNMR(CDCl3,400MHz)δ:10.2(d,1H,N-H),8.2(s,1H,N-H),7.99(t,2H,Ar-H),7.56(m,1H,Ar-H),7.47(m,2H,Ar-H),7.43(d,2H,Ar-H),7.39(d,1H,N-H),7.35(d,1H,Ar-H),7.2(m,1H,Ar-H),7.1(d,1H,Ar-H),6.85(d,2H,Ar-H),6.7(s,1H,C-H),6.47(d,1H,Ar-H),5.2(s,1H,O-H),Anal.calc.for C26H18N6O2S:C,65.26;H,3.79;N,17.56;found C,65.31;H,3.83;N,17.65。
对比例11、N-[5-(5-甲基-[1,3,4]噁二唑-2-基)-2环己基-2H-吡唑-3-基]-乙酰胺(Ⅲa1)的微波水热合成法
分别改变实施例1中步骤(4)的温度、反应时间和合成方法,其他操作与实施例1完全相同,制备N-[5-(5-甲基-[1,3,4]噁二唑-2-基)-2环己基-2H-吡唑-3-基]-乙酰胺(Ⅲa1),比较不同条件下步骤(4)的产率。
实验1.反应温度230℃,反应时间对微波水热法制备N-[5-(5-甲基-[1,3,4]噁二唑-2-基)-2环己基-2H-吡唑-3-基]-乙酰胺(Ⅲa1)的影响
表1
时间(min) | 30 | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 | 360 | 420 | 480 |
产率 | 55.4% | 61.9% | 89.7% | 95.4% | 96.3% | 96.0% | 97.6% | 88.4% | 77.6% |
从上表可以看出,使用微波水热法合成N-[5-(5-甲基-[1,3,4]噁二唑-2-基)-2环己基-2H-吡唑-3-基]-乙酰胺(Ⅲa1),反应时间影响反应产率,随着时间增加产率增加,反应时间在180min至360min之间产率较高并且变化范围很小,超过360min,产率开始下降,所以优选的反应时间为3到6小时。
实验2.反应时间6h,反应温度对不同合成方法制备N-[5-(5-甲基-[1,3,4]噁二唑-2-基)-2环己基-2H-吡唑-3-基]-乙酰胺(Ⅲa1)的影响
微波水热组与实施例1处理方法相同,不同的是改变了步骤(4)反应时间和反应温度;
水热法:在100mL反应釜中加入15mmol实施例1中的化合物(Ⅱ)、15mmol五氧化二磷和25mL蒸馏水,混合均匀后,拧紧密封盖,放入电热鼓风干燥箱中,从室温加热升温到反应温度,恒温反应6h后,关闭反应器,停止反应,自然冷却到室温,将混合物用蒸馏水洗涤,干燥,无水乙醇重结晶,称重,计算产率;
烘箱加热法:在手套箱中称取15mmol实施例1中的化合物(Ⅱ)和15mmol五氧化二磷、25mL吡啶,并置于手套箱中的玛瑙研钵中,混合均匀,研细至粉末状后,转移到250mL的高压反应釜的内衬中,拧紧密封盖后,放入电热鼓风干燥箱中,从室温加热升温到反应温度,反应6h后,关闭反应器,停止反应,自然冷却到室温,将混合物用蒸馏水洗涤,干燥,无水乙醇重结晶,称重,计算产率;
微波辐射法:在100mL三颈烧瓶中加入15mmol实施例1中的化合物(Ⅱ)、15mmol五氧化二磷和25mL吡啶,然后将三颈烧瓶放入微波反应器中,500W功率下辐射6h,自然冷却后,将混合物用蒸馏水洗涤,干燥,无水乙醇重结晶,称重,计算产率。
油浴加热:在100mL三颈烧瓶中加入15mmol实施例1中的化合物(Ⅱ)、15mmol五氧化二磷和25mL吡啶,油浴加热回流6h后,自然冷却,将混合物用蒸馏水洗涤,干燥,无水乙醇重结晶,称重,计算产率。
表2
从上表可以看出,在相同反应时间与反应温度时,不同合成方法对产率均有影响,随温度升高不同合成方法的反应产率均增加。微波水热法在同等条件下,产率最高,与其他四类合成方法的产率相比较提升空间很大。
实验3.反应温度150℃,反应时间对不同合成方法制备N-[5-(5-甲基-[1,3,4]噁二唑-2-基)-2环己基-2H-吡唑-3-基]-乙酰胺(Ⅲa1)的影响(其余未写出的操作和条件同实验2)。
表3
从上表可以看出,反应时间对五种合成方式的产率均有影响,但是仅有微波水热法的产率受反应时间的波动较小,其他四种加热方式的产率均随反应时间的增加而增加。可见,微波水热法在反应速率与产率上有很大的提升。
实施例12、N-(5-[1,3,4]噁二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物(Ⅲa1)~(Ⅲa5)、N-(5-[1,3,4]噻二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物(Ⅲb1)~(Ⅲb5)溶液的制备
本实施例所制备的抗菌剂型为溶液剂,分别将供试化合物(Ⅲa1)~(Ⅲa5)、(Ⅲb1)~(Ⅲb5)溶于DMSO中,预配成0.1%(m/v,m/v=g/mL,下同)的浓度,然后用1%(m/v)醋酸蒸馏水溶液稀释到100mg/L、10mg/L、1mg/L、0.1mg/L 4种浓度作为供试样品,阳性对照药诺氟沙星(NF),直接用1%(m/v)醋酸蒸馏水溶液配制成10mg/L、1mg/L、0.1mg/L 3种浓度,空白对照组为1%(m/v)醋酸溶液。
所制备的稀释溶液剂备用于以下各实施例。
实施例13、对大肠埃希氏菌的抗菌活性评价
对大肠埃希氏菌的抗菌活性评价采用平皿试验法测定,使用实施例12制备的各化合物的稀释溶液剂,用镊子将直径6cm的圆形灭菌滤纸片分别放入所配制的不同浓度溶液中,将这些纸片贴到涂有大肠埃希氏菌的牛肉膏蛋白胨培养基上。然后将培养基置于恒温培养箱中,37℃下培养24h,取出后用游标卡尺准确测量所有抑菌圈直径,并与阳性对照药诺氟沙星(NF)相比,评价供试化合物的抑菌活性高低,++表示高活性,+表示中等活性,-表示活性较弱。初步的药理试验结果见表4。
表4.化合物(Ⅲa)实施例1~5、(Ⅲb)实施例6~10的抗大肠埃希氏菌活性
实施例14、对普通变形杆菌的抗菌活性评价
对普通变形杆菌的抗菌活性评价采用平皿试验法测定,使用实施例12制备的各化合物的稀释溶液剂,用镊子将直径6cm的圆形灭菌滤纸片分别放入所配制的不同浓度溶液中,将这些纸片贴到涂有普通变形杆菌的牛肉膏蛋白胨培养基上。然后将培养基置于恒温培养箱中,37℃下培养24h,取出后用游标培卡尺准确测量所有抑菌圈直径,并与阳性对照药诺氟沙星(NF)相比,评价供试化合物的抑菌活性高低,++表示高活性,+表示中等活性,-表示活性较弱。初步的药理试验结果见表5。
表5.化合物(Ⅲa)实施例1~5、(Ⅲb)实施例6~10的抗普通变形杆菌活性
实施例15、对金黄色葡萄球菌的抗菌活性评价
对金黄色葡萄球菌的抗菌活性评价采用平皿试验法测定,使用实施例12制备的各化合物的稀释溶液剂,用镊子将直径6cm的圆形灭菌滤纸片分别放入所配制的不同浓度溶液中,将这些纸片贴到涂有金黄色葡萄球菌的牛肉膏蛋白胨培养基上。然后将培养基置于恒温培养箱中,37℃下培养24h,取出后用游标卡尺准确测量所有抑菌圈直径,并与阳性对照药诺氟沙星(NF)相比,评价供试化合物的抑菌活性高低,++表示高活性,+表示中等活性,-表示活性较弱。初步的药理试验结果见表6。
表6.化合物(Ⅲa1)~(Ⅲa5)、(Ⅲb1)~(Ⅲb5)的抗金黄色葡萄球菌活性
实施例16、对赤松毛虫的生物活性评价
将甘蓝叶分别浸渍在实施例12制备的各化合物(Ⅲa1)~(Ⅲa5)、(Ⅲb1)~(Ⅲb5)的100mg/L浓度的稀释悬浮剂中约30秒。晾干后,将其放置在直径9cm的塑料培养皿中,用赤松毛虫的二龄幼虫接种,然后盖上培养皿,放置在25℃恒温的室内。接种一周后,计数死亡和存活数。实验重复3次,结果取平均值,每组有10只昆虫。活性相对于空白对照以百分比计,分为A、B、C、D四级,死亡率100%~90%为A级,死亡率90%~70%为B级,死亡率70%~50%为C级,死亡率0%~50%为D级。测试结果见表7。
表7.化合物(Ⅲa1)~(Ⅲa5)、(Ⅲb1)~(Ⅲb5)在测试浓度为100mg/L时对赤松毛虫的活性
实施例17、对透翅蛾的生物活性评价
将茶树叶分别浸渍在实施例12制备的各化合物(Ⅲa1)~(Ⅲa5)、(Ⅲb1)~(Ⅲb5)的100mg/L浓度的稀释悬浮剂中30秒。晾干后,将叶片移至直径9cm的塑料培养皿中,用透翅蛾幼虫接种。然后将叶片放置在25℃恒温,湿度70%的室内。接种一周后,计数死亡和存活数。实验重复3次,结果取平均值,每组有10只昆虫。活性相对于空白对照以百分比计,分为A、B、C、D四级,死亡率100%~90%为A级,死亡率90%~70%为B级,死亡率70%~50%为C级,死亡率0%~50%为D级。测试结果见表8。
表8.化合物(Ⅲa1)~(Ⅲa5)、(Ⅲb1)~(Ⅲb5)在测试浓度为100mg/L时对透翅蛾的活性
实施例18、N-(5-[1,3,4]二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物、N-(5-[1,3,4]二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物的发光性能评价
从荧光发射光谱和紫外-可见吸收光谱考察N-(5-[1,3,4]噁二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物(Ⅲa)、N-(5-[1,3,4]噻二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物(Ⅲb)的光物理性质,用二氯甲烷分别配制250mL、50mg/L的化合物(Ⅲa1)~(Ⅲa5)、(Ⅲb1)~(Ⅲb5)溶液,其荧光发射和紫外-可见吸收数据见表9。
表9.化合物(Ⅲa1)~(Ⅲa5)、(Ⅲb1)~(Ⅲb5)的荧光发射和紫外-可见吸收数据
以上结果说明:所测试的10个化合物都具有较好的荧光发射与紫外吸收能力,荧光量子产率很高,这一类化合物具有较好的光物理性能。
Claims (10)
1.一种N-(5-[1,3,4]二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物,其结构式如通式(Ⅲ)所示:
其中,M为-O-或-S-;
R1、R2各自独立选自以下基团中的任意一种:
CH3-、CH3CH2-、CH3CH2CH2-、CH3(CH2)2CH2-、CH3(CH2)3CH2-、CH3(CH2)4CH2-、CH3(CH2)5CH2-、CH(CH3)2CH2CH2-、ClCH2-、ClCH2CH2-、Cl2CHCH2CH2-、Cl3CCH2CH2-、
2.根据权利要求1所述的N-(5-[1,3,4]二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物,其特征在于:所述R1、R2各自独立选自以下基团中的任意一种:
CH3-、CH3CH2-、CH3CH2CH2-、
3.一种权利要求1或2所述N-(5-[1,3,4]二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物的合成方法,步骤如下:
(1)向化合物(Ⅰ)5-氨基-1H-吡唑-3-甲腈类化合物中加入有机溶剂A,震荡摇匀,然后加入三氯化铁,在搅拌、80~150℃条件下加热回流8~24h,然后萃取、旋转蒸发、柱层析分离、干燥,得到化合物(Ⅰ)的氰基酯化的衍生物所述化合物(Ⅰ)与三氯化铁的摩尔比为1:1~5;
(2)向上述氰基酯化的衍生物中加入有机溶剂B,搅拌均匀后将水合肼溶液缓慢滴加到其中,在60~150℃下加热回流2~8小时,反应完毕,旋转蒸发,过滤,洗涤,干燥,即得白色固体酰肼化合物所述氰基酯化的衍生物与水合肼溶液中水合肼的摩尔比为1:1~10;
(3)向上述酰肼化合物中加入有机溶剂C,然后向其中加入NaH,搅拌后,向其中加入酰卤在60~150℃条件下加热回流10~24h,萃取、干燥、柱层析分离、旋转蒸发、干燥,得化合物(Ⅱ)所述酰肼化合物与酰卤的摩尔比为1:1~10;
(4)将化合物(Ⅱ)、环合剂和有机溶剂D加入水热反应釜中,密封后放入微波反应器中,在微波功率为200~800W,温度70~300℃下微波水热反应0.5~12h,反应结束后,自然冷却到室温后,洗涤,干燥,无水乙醇重结晶,得到化合物(Ⅲ)所述化合物(Ⅱ)与环合剂的摩尔比为l:1~8;
所述环合剂选自如下两类环合剂之一,第一类环合剂为合成M为-O-时通式(Ⅲ)所示的化合物所用环合剂,第二类环合剂为合成M为-S-时通式(Ⅲ)所示的化合物所用环合剂;
所述第一类环合剂选自五氧化二磷、多聚磷酸、三氯氧磷、三氯化磷、五氯化磷和三甲基氯硅烷中的任意一种;
所述第二类环合剂选自五硫化二磷、硫脲和2-巯基乙酸中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的合成方法,其特征在于:所述有机溶剂A选自醇类溶剂中的一种;有机溶剂B选自醇类溶剂中的一种;有机溶剂C选自链状醚类和环醚类溶剂中的一种;有机溶剂D选自芳香烃类溶剂、胺类溶剂、二甲亚砜、环醚类溶剂以及N-环己基-2-吡咯烷酮中的任意一种。
5.根据权利要求4所述的合成方法,其特征在于:所述环醚类溶剂为四氢呋喃和/或二氧六环;所述醇类溶剂为无水乙醇、正丙醇和异丁醇中的至少一种;所述链状醚类溶剂包括乙二醇二乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇甲醚以及丙二醇单乙醚中的至少一种;所述芳香烃类溶剂包括甲苯、二甲苯、均三甲苯、氯苯、溴苯以及吡啶中的至少一种;所述胺类溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和/或N,N-二甲基乙酰胺。
6.根据权利要求5所述的合成方法,其特征在于:所述水合肼溶液的浓度为50-85wt%。
7.根据权利要求6所述的合成方法,其特征在于:所述酰卤中X为Br或者Cl。
8.根据权利要求7所述的合成方法,其特征在于:所述步骤(3)中NaH与酰肼化合物的摩尔比为1:2~2.5。
9.一种权利要求1或2所述的N-(5-[1,3,4]二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物在制备抗菌药物或杀虫药物中的应用。
10.一种权利要求1或2所述的N-(5-[1,3,4]二唑-2-基-2H-吡唑-3-基)-酰胺类衍生物在制备发光材料中的应用。
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石玉军,等: "新型含1,3,4-噁二唑结构的吡唑酰胺类化合物的合成与杀虫活性研究", 《有机化学》 * |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114195772A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-18 | 贵州大学 | 含1,3,4-噻二唑单元的1,2,4-噁二唑衍生物及其制备方法与应用 |
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