CN110256369A - 一种制备多氟烷基取代的异恶唑化合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种制备多氟烷基取代的异恶唑化合物的方法,包括:使得化合物1与NaN3、化合物3反应,得到式[1]所示的多氟烷基取代的异恶唑化合物。本发明合成方法简单易行,通过廉价易得原料和催化剂,经过一步反应即能得到多氟烷基取代的异恶唑化合物;此外,还能向异恶唑结构中引入不同的氟烷基;本发明所提供的制备多氟烷基取代的异恶唑化合物的方法,合成路线简单,收率高,成本较低。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域,具体涉及一种制备多氟烷基取代的异恶唑化合物的方法。
背景技术
异恶唑结构广泛存在于天然产物中。同时,很多具有生物活性的化合物中都含有异恶唑结构。因此,合成异恶唑的方法不断被开发出来。但是现有的方法仍存在较多问题,如原料不易得,需多步合成,操作繁琐等。特别的,当需要引入氟烷基,更难以合成。换而言之,现有的合成异恶唑的方法主要有:炔肟和α羰基肟化合物缩合或者异氰氧化物和炔环加成。当要合成氟烷基取代的异恶唑时,通常是先向原料炔肟、α羰基肟化合物、异氰氧化物、炔引入氟烷基,再进一步合成异恶唑。这些方法存在着以下两个不易解决的问题:1)、原料合成步骤繁琐;2)选择性较差,常伴有副产物生成。
发明内容
本发明提供一种制备多氟烷基取代的异恶唑化合物的方法。
本发明所所提供的制备多氟烷基取代的异恶唑化合物的方法,包括如下步骤:
使得化合物1与NaN3、化合物3反应,得到式[1]所示的多氟烷基取代的异恶唑化合物;
化合物1中,R1选自取代或未经取代的芳香基;
所述芳香基包括但不限于:苯基、萘基、噻吩基、苯并呋喃基等含有芳香环的基团,本发明中也不限制芳香基的个数;
所述取代的芳香基中的取代基可为烷基、烯基、炔基、卤素、烷氧基、氨基、芳基、氟烷基;
所述烷基可以为直链烷基也可以是支链烷基;
所述烷基具体可为C1-6烷基,如甲基、乙基、丙基、烯丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基;
所述烯基可以是直链烯基,也可以是支链烯基,并且本发明不限制烯键的数量;
所述烯基具体可为C2-6烯基;
所述炔基可以是直链炔基,也可以是支链炔基,并且本发明不限制炔键的数量;
所述炔基具体可为C2-6炔基;
所述烷氧基具体可为C1-6烷氧基;
R1可为:苯基、4-叔丁基苯基、4-甲氧基苯基、4-叔丁氧基苯基、4-N,N-二乙胺基苯基、4-苯基苯基、4-甲基苯基、4-氯苯基、4-溴苯基、4-三氟甲基苯基、3-氯苯基、3-溴苯基、3-甲基苯基、4-氟苯基、2-氯苯基、2,5-二甲氧基苯基、2,3,4,5,6-五氟苯基、萘基、苯并呋喃基、3-甲基噻吩基、4-吲哚亚甲基苯基、4-甲基苯基中的任意一种;
本发明中不限制取代基的个数,可以对芳香基中的任意个数的氢原子进行取代;
也就是说,如果R1为被取代基取代的苯基,并且苯基上取代基的个数可以是1-5个,其中当取代基的个数大于等于2时,取代基可以相同也可以不同;
化合物1具体可为苯乙烯、4-氟苯乙烯、4-氯苯乙烯、4-溴苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、4-甲氧基苯乙烯、4-叔丁氧基苯乙烯、4-苯基苯乙烯、4-三氟甲基苯乙烯、4-二乙氨基苯乙烯、3-氯苯乙烯、3-溴苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-噻吩基苯乙烯、4-萘基苯乙烯、4-苯并呋喃基苯乙烯中的任意一种;
化合物3中,Rf为取代或未取代的多氟烷基,其中所述烷基可为直链或支链烷基,其碳原子数目不限;
所述取代的多氟烷基指至少有一个H被Br、Cl取代的多氟烷基;
Rf具体可为:全氟丙基、三氟甲基、全氟戊基、氯二氟甲基、溴二氟甲基中的任意一种;
化合物3具体可为全氟碘代乙烷、1-氯-1,1,2,2-四氟-2-碘乙烷、1-溴-1,1,2,2-四氟-2-碘乙烷、全氟碘代丙烷、全氟碘代丁烷、全氟碘代戊烷、全氟碘代己烷、全氟碘代庚烷、全氟碘代辛烷、全氟碘代壬烷、全氟碘代癸烷中的任意一种;
式[1]中R1同化合物1中的R1;
式[1]中Rf同化合物3中的Rf;
式[1]所示化合物具体可为下述任一种:
3-全氟丙基-5-苯基异恶唑;
3-全氟丙基-5-(4-叔丁基)苯基异恶唑;
3-全氟丙基-5-(4-甲氧基)苯基异恶唑;
3-全氟丙基-5-(4-叔丁氧基)苯基异恶唑;
3-全氟丙基-5-(4-N,N-二乙胺基)苯基异恶唑;
3-全氟丙基-5-(4-苯基)苯基异恶唑;
3-全氟丙基-5-(4-甲基)苯基异恶唑;
3-全氟丙基-5-(4-氯)苯基异恶唑;
3-全氟丙基-5-(4-溴)苯基异恶唑;
3-全氟丙基-5-(4-三氟甲基)苯基异恶唑;
3-全氟丙基-5-(3-氯)苯基异恶唑;
3-全氟丙基-5-(3-溴)苯基异恶唑;
3-全氟丙基-5-(3-甲基)苯基异恶唑;
3-全氟丙基-5-(4-氟)苯基异恶唑;
3-全氟丙基-5-(2-氯)苯基异恶唑;
3-全氟丙基-5-(2,5-二甲氧基)苯基异恶唑;
3-全氟丙基-5-(2,3,4,5,6-五氟)苯基异恶唑;
3-全氟丙基-5-萘基异恶唑;
3-全氟丙基-5-苯并呋喃基异恶唑;
3-全氟丙基-5-(3-甲基)噻吩异恶唑;
3-全氟丙基-5-(4-吲哚亚甲基)苯基异恶唑;
3-三氟甲基-5-苯基异恶唑;
3-全氟戊基-5-苯基异恶唑;
3-全氟戊基-5-(3-氯)苯基异恶唑;
3-全氟庚基-5-苯基异恶唑;
3-全氟庚基-5-(4-甲基)苯基异恶唑;
3-全氟壬基-5-苯基异恶唑;
3-氯二氟甲基-5-(4-三氟甲基)苯基异恶唑;
3-氯二氟甲基-5-苯基异恶唑;
3-氯二氟甲基-5-(4-叔丁基)苯基异恶唑;
3-氯二氟甲基-5-(3-甲基)苯基异恶唑;
3-氯二氟甲基-5-(4-氟)苯基异恶唑;
3-氯二氟甲基-5-萘基异恶唑;
3-溴二氟甲基-5-苯基异恶唑;
3-溴二氟甲基-5-(4-叔丁基)苯基异恶唑;
3-溴二氟甲基-5-(2,5-二甲氧基)苯基异恶唑;
当反应物为苯乙烯和全氟碘代丁烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟丙基-5-苯基异恶唑;
当反应物为4-叔丁基苯乙烯和全氟碘代丁烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟丙基-5-(4-叔丁基)苯基异恶唑;
当反应物为4-甲氧基苯乙烯和全氟碘代丁烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟丙基-5-(4-甲氧基)苯基异恶唑;
当反应物为4-叔丁氧基苯乙烯和全氟碘代丁烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟丙基-5-(4-叔丁氧基)苯基异恶唑;
当反应物为4-N,N-二乙胺基苯乙烯和全氟碘代丁烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟丙基-5-(4-N,N-二乙胺基)苯基异恶唑;
当反应物为4-苯基苯乙烯和全氟碘代丁烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟丙基-5-(4-苯基)苯基异恶唑;
当反应物为4-甲基苯乙烯和全氟碘代丁烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟丙基-5-(4-甲基)苯基异恶唑;
当反应物为4-氯苯乙烯和全氟碘代丁烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟丙基-5-(4-氯)苯基异恶唑;
当反应物为4-溴苯乙烯和全氟碘代丁烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟丙基-5-(4-溴)苯基异恶唑;
当反应物为4-三氟甲基苯乙烯和全氟碘代丁烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟丙基-5-(4-三氟甲基)苯基异恶唑;
当反应物为3-氯苯乙烯和全氟碘代丁烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟丙基-5-(3-氯)苯基异恶唑;
当反应物为3-溴苯乙烯和全氟碘代丁烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟丙基-5-(3-溴)苯基异恶唑;
当反应物为3-甲基苯乙烯和全氟碘代丁烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟丙基-5-(3-甲基)苯基异恶唑;
当反应物为4-氟苯乙烯和全氟碘代丁烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟丙基-5-(4-氟)苯基异恶唑;
当反应物为2-氯苯乙烯和全氟碘代丁烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟丙基-5-(2-氯)苯基异恶唑;
当反应物为2,5-二甲氧基苯乙烯和全氟碘代丁烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟丙基-5-(2,5-二甲氧基)苯基异恶唑;
当反应物为2,3,4,5,6-五氟苯乙烯和全氟碘代丁烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟丙基-5-(2,3,4,5,6-五氟)苯基异恶唑;
当反应物为萘乙烯和全氟碘代丁烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟丙基-5-萘基异恶唑;
当反应物为乙烯基苯并呋喃和全氟碘代丁烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟丙基-5-苯并呋喃基异恶唑;
当反应物为乙烯基(4-甲基)噻吩和全氟碘代丁烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟丙基-5-(4-甲基)噻吩异恶唑;
当反应物为(4-吲哚亚甲基)苯乙烯和全氟碘代丁烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟丙基-5-(4-吲哚亚甲基)苯基异恶唑;;
当反应物为苯乙烯和全氟碘代乙烷时,式[1]所示的化合物具体为3-三氟甲基-5-苯基异恶唑;
当反应物为苯乙烯和全氟碘代己烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟戊基-5-苯基异恶唑;
当反应物为3-氯苯乙烯和全氟碘代己烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟戊基-5-(3-氯)苯基异恶唑;
当反应物为3-氯苯乙烯和全氟碘代辛烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟庚基-5-(3-氯)苯基异恶唑);
当反应物为4-甲基苯乙烯和全氟碘代辛烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟庚基-5-(4-甲基)苯基异恶唑;
当反应物为苯乙烯和全氟碘代癸烷时,式[1]所示的化合物具体为3-全氟壬基-5-苯基异恶唑;
当反应物为4-三氟甲基苯乙烯和1-氯-1,1,2,2-四氟-2-碘乙烷时,式[1]所示的化合物具体为3-氯二氟甲基-5-(4-三氟甲基)苯基异恶唑;
当反应物为苯乙烯和1-氯-1,1,2,2-四氟-2-碘乙烷时,式[1]所示的化合物具体为3-氯二氟甲基-5-苯基异恶唑;
当反应物为4-叔丁基苯乙烯和1-氯-1,1,2,2-四氟-2-碘乙烷时,式[1]所示的化合物具体为3-氯二氟甲基-5-(4-叔丁基)苯基异恶唑;
当反应物为3-甲基苯乙烯和1-氯-1,1,2,2-四氟-2-碘乙烷时,式[1]所示的化合物具体为3-氯二氟甲基-5-(3-甲基)苯基异恶唑;
当反应物为4-氟苯乙烯和1-氯-1,1,2,2-四氟-2-碘乙烷时,式[1]所示的化合物具体为3-氯二氟甲基-5-(4-氟)苯基异恶唑;
当反应物为萘乙烯和1-氯-1,1,2,2-四氟-2-碘乙烷时,式[1]所示的化合物具体为3-氯二氟甲基-5-萘基异恶唑;
当反应物为苯乙烯和1-溴-1,1,2,2-四氟-2-碘乙烷时,式[1]所示的化合物具体为3-溴二氟甲基-5-苯基异恶唑;
当反应物为4-叔丁基苯乙烯和1-溴-1,1,2,2-四氟-2-碘乙烷时,式[1]所示的化合物具体为3-溴二氟甲基-5-(4-叔丁基)苯基异恶唑;
当反应物为2,5-二甲氧基苯乙烯和1-溴-1,1,2,2-四氟-2-碘乙烷时,式[1]所示的化合物具体为3-溴二氟甲基-5-(2,5-二甲氧基)苯基异恶唑;
上述方法中,所述反应在Co(acac)2(即乙酰丙酮钴)、Cu(acac)2(即乙酰丙酮铜)、Fe(acac)2(即乙酰丙酮亚铁)、CoCl2(即氯化钴)或Co(acac)3存在下进行;
所述反应中,化合物1与NaN3、化合物3的摩尔比依次可为:0.3-0.7:1.2-1.7:1,具体可为:0.5:1.5:1;
所述反应在Co(acac)2存在下进行,Co(acac)2与化合物1的摩尔比可为:0.005-0.5:1,具体可为0.01:0.1;
所述反应在碱性条件下进行,所述碱性条件具体可由DABCO(三乙烯二胺)提供;
DABCO与化合物1的摩尔比可为:1-5:1,具体可为3:1;
所述反应在有机溶剂中进行,所述有机溶剂具体可为正己烷和四氢呋喃的混合溶剂,更具体可为体积比4:1的正己烷和四氢呋喃的混合溶剂;
所述反应在惰性气体保护气氛下进行,所述惰性气体具体可为氮气;
所述反应的温度可:60-90℃,具体可为80℃;
所述反应的时间可为5-24h,具体可为12h。
本发明合成方法简单易行,通过廉价易得原料和催化剂,经过一步反应即能得到多氟烷基取代的异恶唑化合物;此外,还能向异恶唑结构中引入不同的氟烷基;本发明所提供的制备多氟烷基取代的异恶唑化合物的方法,合成路线简单,收率高,成本较低。
附图说明
图1为本发明实施例1制备得到的3-全氟丙基-5-苯基异恶唑的核磁共振氢谱图。
图2为本发明实施例2制备得到的3-全氟丙基-5-(4-叔丁基)苯基异恶唑的核磁共振氢谱图。
图3为本发明实施例3制备得到的3-全氟丙基-5-(4-甲氧基)苯基异恶唑的核磁共振氢谱图。
图4为本发明实施例4制备得到的3-溴二氟甲基-5-(4-叔丁基)苯基异恶唑的核磁共振氢谱图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行说明,但本发明并不局限于此。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法;下述实施例中所用的试剂、材料等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
下述实施例中所采用的全氟碘代丁烷是安耐吉公司的产品,商品名为全氟碘代丁烷;
Co(acac)2是阿法埃莎(中国)化学有限公司公司的产品,商品名为乙酰丙酮钴;
1-溴2-碘全氟乙烷是阿法埃莎(中国)化学有限公司公司的产品,商品名为1-溴2-碘全氟乙烷。
实施例1
3-全氟丙基-5-苯基异恶唑的制备
在史莱克瓶,氮气保护条件下,依次加入Co(acac)2(0.05mmol),NaN3 2(1.5mmol),DABCO(1.5mmol),苯乙烯1(0.5mmol),全氟碘代丁烷3(1.0mmol),正己烷-四氢呋喃(1.6ml-0.4ml)。使其自由升温到80℃,反应12小时。反应完毕后,旋转蒸发,过柱。经称重,制得产品123mg,产率79%。
图1为制备得到的产品的核磁共振氢谱图,表征如下:
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.73-7.71(m,2H),7.42-7.41(m,3H),6.66(s,1H).
确认制备得到的产品为3-全氟丙基-5-苯基异恶唑。
当使用不同催化剂、溶剂时,也能得到异恶唑化合物(3-全氟丙基-5-苯基异恶唑)。
当使用Co(acac)3作催化剂,其他条件不变时(以正己烷-四氢呋喃(1.6ml-0.4ml)为溶剂),可以以52%的收率制得3-全氟丙基-5-苯基异恶唑;
当使用CoCl2作催化剂,其他条件不变时(以正己烷-四氢呋喃(1.6ml-0.4ml)为溶剂),可以以50%的收率制得3-全氟丙基-5-苯基异恶唑;
当使用Cu(acac)2作催化剂,其他条件不变时(以正己烷-四氢呋喃(1.6ml-0.4ml)为溶剂),可以以54%的收率制得3-全氟丙基-5-苯基异恶唑;
当使用Fe(acac)2作催化剂,其他条件不变时(以正己烷-四氢呋喃(1.6ml-0.4ml)为溶剂),可以以63%的收率制得3-全氟丙基-5-苯基异恶唑;
当使用乙腈作溶剂,其他条件不变时(Co(acac)2存在下),可以以8%的收率制得3-全氟丙基-5-苯基异恶唑;
当使用正己烷作溶剂,其他条件不变时(Co(acac)2存在下),可以以25%的收率制得3-全氟丙基-5-苯基异恶唑;
当使用四氢呋喃作溶剂,其他条件不变时(Co(acac)2存在下),可以以23%的收率制得3-全氟丙基-5-苯基异恶唑;
实施例2
3-全氟丙基-5-(4-叔丁基)苯基异恶唑的制备
在史莱克瓶,氮气保护条件下,依次加入Co(acac)2(0.05mmol),NaN3 2(1.5mmol),DABCO(1.5mmol),4-叔丁基苯乙烯1(0.5mmol),全氟碘代丁烷3(1.0mmol),正己烷-四氢呋喃(1.6ml-0.4ml)。使其自由升温到80℃,反应12小时。反应完毕后,旋转蒸发,过柱。经称重,制得产品156mg,产率85%。
图2为制备得到的产品的核磁共振氢谱图(1HNMR),表征如下:
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.66(d,J=8.5Hz,2H),7.44(d,J=8.5Hz,2H),6.62(s,1H),1.27(s,9H);
确认制备得到的产品为3-全氟丙基-5-(4-叔丁基)苯基异恶唑。
实施例3
3-全氟丙基-5-(4-甲氧基)苯基异恶唑的制备
在史莱克瓶,氮气保护条件下,依次加入Co(acac)2(0.05mmol),NaN3 2(1.5mmol),DABCO(1.5mmol),4-甲氧基苯乙烯2(0.5mmol),全氟碘代丁烷3(1.0mmol),正己烷-四氢呋喃(1.6ml-0.4ml)。使其自由升温到80℃,反应12小时。反应完毕后,旋转蒸发,过柱。经称重,制得产品137mg,产率80%。
图3为制备得到的产品的核磁共振氢谱图(1HNMR),表征如下:
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.66(d,J=8.7Hz 2H),6.91(d,J=8.8Hz,2H),6.53(s,1H),3.78(s,3H)。
确认制备得到的产品为3-全氟丙基-5-(4-甲氧基)苯基异恶唑。
实施例4
3-溴二氟甲基-5-(4-叔丁基)苯基异恶唑的制备
在史莱克瓶,氮气保护条件下,依次加入Co(acac)2(0.05mmol),NaN3 3(1.5mmol),DABCO(1.5mmol),4-叔丁基苯乙烯2(0.5mmol),1-溴2-碘全氟乙烷3(1.0mmol),正己烷-四氢呋喃(1.6ml-0.4ml)。使其自由升温到80℃,反应12小时。反应完毕后,旋转蒸发,过柱。经称重,制得产品137mg,产率80%。
图4为制备得到的产品的核磁共振氢谱图(1HNMR),表征如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.73(d,J=21.3Hz,2H),7.51(d,J=21.2Hz,2H),6.68(s,1H),1.35(s,9H);
确认制备得到的产品为3-溴二氟甲基-5-(4-叔丁基)苯基异恶唑。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种制备多氟烷基取代的异恶唑化合物的方法,包括如下步骤:
使得化合物1与NaN3、化合物3反应,得到式[1]所示的多氟烷基取代的异恶唑化合物;
化合物1中,R1选自取代或未经取代的芳香基;
所述取代的芳香基中的取代基为烷基、烯基、炔基、卤素、烷氧基、氨基、芳基、氟烷基;
所述取代的芳香基中,取代基的个数不限,
化合物3中,Rf为取代或未取代的多氟烷基;
所述取代的多氟烷基指至少有一个H被Br、Cl取代的多氟烷基;
式[1]中R1同化合物1中的R1;
式[1]中Rf同化合物3中的Rf。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:化合物1中,R1为:苯基、4-叔丁基苯基、4-甲氧基苯基、4-叔丁氧基苯基、4-N,N-二乙胺基苯基、4-苯基苯基、4-甲基苯基、4-氯苯基、4-溴苯基、4-三氟甲基苯基、3-氯苯基、3-溴苯基、3-甲基苯基、4-氟苯基、2-氯苯基、2,5-二甲氧基苯基、2,3,4,5,6-五氟苯基、萘基、苯并呋喃基、3-甲基噻吩基、4-吲哚亚甲基苯基、4-甲基苯基中的任意一种;
化合物3中,Rf为:全氟丙基、三氟甲基、全氟戊基、氯二氟甲基、溴二氟甲基中的任意一种。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于:所述方法中,所述反应在乙酰丙酮钴、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮亚铁、氯化钴或Co(acac)3存在下进行;
所述反应在乙酰丙酮钴存在下进行,乙酰丙酮钴与化合物1的摩尔比为:0.005-0.5:1。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其特征在于:所述反应中,化合物1与NaN3、化合物3的摩尔比依次为:0.3-0.7:1.2-1.7:1。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征在于:所述反应在碱性条件下进行。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:所述碱性条件由三乙烯二胺提供;
三乙烯二胺与化合物1的摩尔比为:1-5:1。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法,其特征在于:所述反应在有机溶剂中进行。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:所述有机溶剂为正己烷和四氢呋喃的混合溶剂。
9.根据权利要求1-8所述的方法,其特征在于:所述反应在惰性气体保护气氛下进行,所述惰性气体具体可为氮气。
10.根据权利要求1-9所述的方法,其特征在于:所述反应的温度为60-90℃;所述反应的时间为5-24h。
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