CN111675703B - 一种混合芳香醛和碘化铵构建不对称2,4,6-三取代1,3,5-三嗪化合物的方法 - Google Patents

一种混合芳香醛和碘化铵构建不对称2,4,6-三取代1,3,5-三嗪化合物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混合芳香醛和碘化铵构建不对称2,4,6‑三取代1,3,5‑三嗪化合物的方法，属于有机合成领域。该方法是将混合芳香醛和碘化铵在三价铁盐催化作用下进行一锅反应，即得不对称2,4,6‑三取代1,3,5‑三嗪化合物。该方法采用小分子芳基醛原料及铁盐催化剂，成本较低，且反应条件温和，可以较高选择性获得不对称2,4,6‑三取代1,3,5‑三嗪类化合物，为三嗪环的构建提供了一种全新的合成思路。

Description

一种混合芳香醛和碘化铵构建不对称2,4,6-三取代1,3,5-三 嗪化合物的方法
技术领域
本发明涉及一种2,4,6-三取代1,3,5-三嗪化合物的合成方法，特别涉及利用混合芳香醛和碘化铵小分子在三价铁盐催化作用下一步反应获得具有不对称结构的2,4,6-三取代1,3,5-三嗪化合物的方法，属于有机合成技术领域。
背景技术
氮杂环化合物是许多天然产物、合成药物和先进功能材料中普遍存在的重要结构单元之一，同时也是重要的有机合成中间体。氮杂环化合物中的1,3,5-三嗪化合物广泛应用在液晶、过渡金属催化剂、超分子、活性染料、有机发光二极管和选择性转换试剂等方面，具有十分重要的地位。
在现有技术中，通常合成1,3,5,-三嗪化合物的方法主要有腈和脒类化合物在催化作用下发生环化以及卤代化合物和硼酸或有机金属化合物进行偶联等。近年来，通过过渡金属或无金属催化构建C＝N键已经成为构建复杂含氮化合物的重要方法，这些方法不但提高了原子利用率，同时提高了能量效率。这些方法主要使用腈、苯甲脒衍生物、苯甲脒盐酸盐和酰胺等作为氮源来合成1,3,5-三嗪化合物，具体如下：
1)最新报道的利用腈类化合物为含氮源合成1,3,5-三嗪类化合物的方法：2017年，(Bai J,Wang P,Cao W,et al.Tautomer-selective derivatives of enolate,ketoneand enaminone by addition reaction of picolyl-type anions with nitriles[J].Journal of Molecular Structure,2017,1128(645-52.)报道了一种利用丁基锂作为催化剂合成1,3,5-三嗪化合物的反应方法，该方法合成的三嗪化合物中并不是所有的氮源都来自腈，而有一个是来自与吡啶当中，该方法的底物范围很受局限，只有少数底物能反应得到1,3,5-三嗪化合物。
Figure BDA0002503177220000021
2)最新报道的利用脒盐为含氮源合成1,3,5-三嗪化合物的方法：2019年，(ZhangY,Liu Y,Zhang J,et al.An alternatively metal-free synthesis of 1,3,5-triazines or 1,2,4-thiadiazoles from benzyl chlorides and benzylaminesmediated by elemental sulfur[J].Tetrahedron Letters,2019,60(49))报道了通过S8体系脱氢偶联，然后成功地得到一种亚胺中间体，中间体再继续和一分子的苯甲脒反应关环，再氧化得到1,35-三嗪化合物，具体如下反应路线。该方法反应以苄氯和苄脒盐酸盐为底物，条件简单，可避免使用金属催化剂和配体，为合成其他含N杂环化合物提供了新的可行性方法。
Figure BDA0002503177220000022
3)最新报道的利用苯甲脒及其衍生物为氮源合成1,3,5-三嗪化合物的方法：2019年，(Shen J,Meng X.Base-free synthesis of 1,3,5-triazines via aerobicoxidation of alcohols and benzamidine over a recyclable OMS-2catalyst[J].Catalysis Communications,2019,127(58-63).)公开了以4Na2SO4·2H2O2·NaCl为还原剂制备氧化锰八面体分子筛(OMS-2)，OMS-2对苯甲醇和苯甲脒的好氧氧化合成1,3,5-三嗪具有极好的催化能力，具体如下反应路线。该方法适应的底物范围广，具有高化学选择性，操作简便，催化剂可回收以及用O2作为绿色氧化剂的特点。
Figure BDA0002503177220000023
4)最新报道的利用有机小分子为C1基础构建三嗪化合物的方法：2019年，(Yan Y,Cui C,Wang J,et al.Transition metal-free C-F/C-Cl/C-C cleavage of ClCF2COONafor the synthesis of heterocycles[J].Org Biomol Chem,2019,17(35):8071-4.)提出了利用小分子(ClCF2COONa)的作为碳源，与芳香脒盐酸盐反应构建C＝N键合成＝氮杂环化合物，具体如下反应路线。该方法实现了具有两个氮的亲核位点的底物和ClCF2COONa在无过渡金属和无外部氧化剂的条件下，可以合成一系列1,3,5-三嗪和喹唑啉酮，产率高达96％。该方法避免了使用过渡金属和氧化剂，并产生了低毒性的无机废物。
Figure BDA0002503177220000031
同年，(Yu X,Zhou Y,Ma X,et al.Transition metal-free assembly of 1,3,5-triazines using ethyl bromodifluoroacetate as C1 source[J].Chem Commun(Camb),2019,55(56):8079-82.)开发了溴二氟乙酸酯作为碳源，与芳香脒合成1,3,5-三嗪化合物，具体如下合成路线。该方法不需要金属催化剂，也不需要氧化剂，操作更为简单，且反应只产生低毒的无机废物。
Figure BDA0002503177220000032
5)最新报道的Suzuki–Miyaura型偶联合成1,3,5-三嗪化合物的方法：2019年，(Chen T,Li W-Q,Hu W-B,et al.Direct synthesis of covalent triazine-basedframeworks(CTFs)through aromatic nucleophilic substitution reactions[J].RSCAdvances,2019,9(31):18008-12.)报道了采用有机金属锂和卤代三嗪化合物偶联得到了各种三嗪化合物的框架。该方法在室温下即可进行，且无需任何催化剂，只需在甲苯中回流即可，操作简单，条件温和。但是该方法只能合成些三嗪大框架，对于一些小分子的三嗪化合物没有效果，同时有机金属锂不易获取，也为该方法的应用提高了难度。
Figure BDA0002503177220000033
同年，(Niakan M,Asadi Z,Masteri-Farahani M.Encapsulation of aPalladium Schiff-Base Complex into the Nanocages of Mesoporous SBA-16as anEfficient Heterogeneous Catalyst for the Suzuki-Miyaura Coupling Reaction inWater[J].ChemistrySelect,2019,4(5):1766-75.)报道了利用钯席夫碱复合物催化卤代三嗪化合物和苯硼酸合成1,3,5-三嗪化合物，该催化剂可以在温和的水性条件下，催化各种芳基卤化物与芳基硼酸发生反应获得芳基取代的1,3,5-三嗪化合物，具体如下反应路线。
Figure BDA0002503177220000041
6)最新报道的通过氧化或关环反应合成1,3,5-三嗪化合物的方法：2013年，(ZhaoF,Zhan M,Zhang W-X,et al.DFT Studies on the Reaction Mechanisms of 1,4-Dilithio 1,3-Dienes with Nitriles[J].Organometallics,2013,32(7):2059-68.)报道了有机金属锂与腈反应，然后再脱去金属锂合成1,3,5-三嗪化合物，具体如下反应路线。该方法反应条件温和，同样可以合成其他含氮杂环化合物，但是难以针对性获得所需的目标1,3,5,-三嗪化合物。
Figure BDA0002503177220000042
现有技术中报道的这些方法，主要使用腈或脒类化合物作为单一含氮源，在催化剂的作用下发生环化，以及卤代化合物和硼酸或有机金属化合物偶联。但这些方法大多操作复杂，反应条件严苛，用料昂贵。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种利用三价铁催化混合芳香醛和碘化铵一锅反应合成不对称2,4,6-三取代1,3,5-三嗪类化合物的方法，该方法采用的原料及催化剂成本低，反应条件温和，可以高选择性获得不对称性2,4,6-三取代1,3,5-三嗪类化合物。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种混合芳香醛和碘化铵构建不对称2,4,6-三取代1,3,5-三嗪化合物的方法，该方法是将混合芳香醛和碘化铵在三价铁盐催化作用下进行一锅反应，即得不对称2,4,6-三取代1,3,5-三嗪化合物；
所述混合芳香醛由式1结构芳香醛和式2结构芳香醛组成：
Ar1-CHO
式1
Ar2-CHO
式2
所述不对称2,4,6-三取代1,3,5-三嗪化合物包括式3结构2,4,6-三取代1,3,5-三嗪化合物和/或式4结构2,4,6-三取代1,3,5-三嗪化合物：
Figure BDA0002503177220000051
其中，
Ar1和Ar2独立选自芳基或芳杂环基，且Ar1和Ar2不选择相同基团。
作为一个优选的方案，Ar1和Ar2为常见的芳香基团，通过采用不同芳香基团可以获得不同结构的2,4,6-三取代1,3,5-三嗪化合物。Ar1和Ar2具有相同的选择范围，但是要获得不对称2,4,6-三取代1,3,5-三嗪化合物，Ar1和Ar2不能同时选择相同的基团。Ar1和Ar2均可以选择芳基或芳杂环基，芳基可以选择苯基或取代苯基；取代苯基一般含有1～2个取代基的苯基，取代基在苯环上的位置不受限制，最好为对位。所述取代基为常见的小分子有机基团，如C1～C5的烷基、C1～C5的烷氧基、卤素取代基或三氟甲基。一般来说烷基可以为直链烷基或带支链的烷基，优选为直链烷基，如甲基、乙基、丙基等。烷氧基主要为含直链烷基的烷氧基，如甲氧基、乙氧基等等。卤素取代基常见的为氟取代基或氯取代基。所述芳杂环基主要为五元芳杂环基，如噻吩基、呋喃基或吡咯基。对于Ar1和Ar2选择取代苯基时，苯环上的取代基的位阻效应比较明显，间位或对位取代基相对邻位取代基明显有利于提高目标产物的收率，且苯环上含有三个以上取代基时，几乎难以获得三嗪化合物产物；苯环上的取代基的电子效应相对较弱，苯环上带有卤素、三氟甲基等吸电子基团的底物相对于带甲基、甲氧基等给电子基团的底物对目标产物收率没有太大的差异。
作为一个优选的方案，所述混合芳香醛中式1芳香醛和式2结构芳香醛的摩尔比为1:2～2:1。如果式1芳香醛和式2结构芳香醛的比例不在优选范围内容易产生对称性2,4,6-三取代1,3,5-三嗪化合物副产物。
作为一个优选的方案，碘化铵的用量为芳香醛摩尔量的0.8～1.2倍，最优选的方案，碘化铵与芳香醛按等摩尔量反应。
作为一个优选的方案，三价铁盐的用量为芳香醛摩尔量的10～30％。较优选的方案，三价铁盐的用量为芳香醛摩尔量的15～25％。
作为一个优选的方案，三价铁盐为氯化铁、溴化铁、硫酸铁中至少一种。三价铁盐主要起到活性催化作用的为三价铁离子，因此能电离出三价铁离子的化合物理论上都适应于本发明技术方案，最优选的三价铁盐为氯化铁。
作为一个优选的方案，所述一锅反应在苯类溶剂中进行。所述苯类溶剂为氯苯和/或甲苯。最优选为甲苯。
作为一个优选的方案，所述一锅反应条件为：在含氧气氛中，于130～150℃温度下，反应14～18小时。
作为一个优选的方案，所述含氧气氛为氧气或空气。如果在非含氧气氛中，该反应难以顺利进行。因此，本发明的反应特别适合在常规的敞开体系中进行反应。
本发明的芳香醛和碘化铵合成2,4,6-三取代-1,3,5-三嗪化合物的反应机理如下反应式：
第一步反应：
Figure BDA0002503177220000061
第二步反应存在多种反应情况，例如：
Figure BDA0002503177220000071
或者，
Figure BDA0002503177220000072
或者，
Figure BDA0002503177220000073
或者，
Figure BDA0002503177220000074
在上述反应式中，在第一步反应中，两种芳香醛原料和碘化铵均可发生亲核加成反应生成中间体A，中间体A在碘离子的作用下脱去H生成中间体B，同时碘离子在三价铁离子的氧化作用下失去电子得到碘单质和亚铁离子并发生氧化还原的循环作用。第二步反应是中间体A氮上的孤对电子去进攻中间体B中亚胺上面的碳原子得到中间体C，最后，再经过一次中间体A进攻中间体C得到中间体D，由于中间体A可以有两种选择，可以产生多种加成方式，最终主要得到两种中间体D，中间体D经过自身的环合作用得到中间体E，中间体E最后在氧气的作用下得到目标产物。
相对现有技术，本发明技术方案带来的有益技术效果：
本发明技术方案采用小分子醛类化合物作为碳源以及无机铵盐作为氮源，具有原料来源广、成本低的优势；
本发明技术方案无需采用污染的过渡金属作为催化剂，而采用无污染、成本低的铁盐作为催化剂；
本发明技术方案反应条件温和，可以通过一锅反应一步获得目标产物，步骤和操作简单，有利于扩大生产；
本发明的技术方案对底物的适应性广泛，适应多种不同取代基团的芳香醛，且可以通过选自两种含不同取代基的芳香醛任意组合来获得不对称2,4,6-三取代1,3,5-三嗪类化合物，为不对称2,4,6-三取代1,3,5-三嗪类化合物的合成提供新的思路。
附图说明
图1为化合物2-phenyl-4,6-di(thiophen-2-yl)-1,3,5-triazine的核磁氢谱图；
图2为化合物2-phenyl-4,6-di(thiophen-2-yl)-1,3,5-triazine的核磁碳谱图；
图3为化合物2-(3-fluorophenyl)-4,6-di(thiophen-2-yl)-1,3,5-triazine的核磁氢谱图；
图4为化合物2-(3-fluorophenyl)-4,6-di(thiophen-2-yl)-1,3,5-triazine的核磁碳谱图；
图5为化合物2-(3-fluorophenyl)-4,6-di(thiophen-2-yl)-1,3,5-triazine的核磁氟谱图。
具体实施方式
以下实施例旨在进一步说明本发明内容，而不是限制权利要求的保护范围。
条件优化反应实验：
以苯甲醛和对甲基苯甲醛混合芳香醛和碘化铵作为反应底物为例，对各种条件(催化剂的种类及量、无机铵盐种类、氧化剂、反应溶剂、反应温度、反应时间等)进行了系统的筛选。
1、催化剂的优化：
该实验组主要研究催化剂的种类对苯甲醛和对甲基苯甲醛混合芳香醛和碘化铵反应的影响，结果如表1所示。其中铁盐表现出了较好的催化效果，铜盐、铁盐、钴盐均能促进该反应。但是当选用其他非金属氧化剂作为催化剂时，反应产率很低。其中，当选用FeCl3作为催化剂时，产率最高(两种不对称性2,4,6-三取代1,3,5-三嗪类化合物总收率58％)，因此FeCl3为最佳催化剂。
Figure BDA0002503177220000091
表1 不同催化剂对反应的影响
Figure BDA0002503177220000092
a反应条件:苯甲醛(0.2mmol)，对甲基苯甲醛(0.3mmol)，碘化铵(0.5mmol)，催化剂(0.1mmol)，甲苯(2mL)，130℃，在空气的氛围下反应15h。
2、催化剂用量的优化：
在确定FeCl3为最佳催化剂后，进一步对催化剂的用量对反应产率的的影响做了筛选。结果如表2所示。从表2中可以得出，当催化剂的量从0％～20％逐渐增大时，目标分子的收率也跟着增大，当继续增大催化剂的量至30％时，产物的收率有所降低。因此，FeCl3的用量达到20％时，对反应的催化效果最佳。
Figure BDA0002503177220000101
表2 催化剂的用量对实验的影响
Figure BDA0002503177220000102
a反应条件:苯甲醛(0.2mmol)，对甲基苯甲醛(0.3mmol)，碘化铵(0.5mmol)，FeCl3(X mmol％)，甲苯(2mL)，130℃，在空气的氛围下反应15h。
3、无机铵盐的种类优化：
该组实验对无机铵盐的种类选择进行了一系列的研究，结果列于表3。从表3可以总结出：在没有碘离子的条件下，反应不能进行，但是当加入碘离子(0.5equiv)时大部分无机铵盐都能进行反应，当加入无机铵盐如：NH4Cl、NH4Br、NH4SCN、CH3COONH4时，反应均能发生，但反应收率明显都比较低。其中，NH4I的收率用最明显。
Figure BDA0002503177220000103
表3 无机铵盐的种类对反应的影响
Figure BDA0002503177220000104
Figure BDA0002503177220000111
a反应条件:苯甲醛(0.2mmol)，对甲基苯甲醛(0.3mmol)，无机铵盐(0.5mmol)，FeCl3(0.1mmol)，甲苯(2mL)，130℃，在氧气的氛围下反应15h。
此外，有机胺(如：甲胺、乙胺、三乙胺)在该体系下不反应。
4、反应溶剂的优化：
该组实验对反应溶剂对目标产物及其产率的影响进行了研究，从中选出了反应的最优的溶剂，结果如表4所示。当使用CH3CN、DMF、DMSO、1,2-二氯乙烷作溶剂时，反应不能发生，当使用甲苯、氯苯作溶剂时，反应能发生且反应产率(两种不对称性2,4,6-三取代1,3,5-三嗪类化合物总收率)分别是58％和54％通过比较可以知道，因此通过比较可以知道选用甲苯作溶剂时反应效果最好。所以使用甲苯做该反应的溶剂。
Figure BDA0002503177220000112
表4 溶剂对反应的影响
Figure BDA0002503177220000113
a反应条件:苯甲醛(0.2mmol)，对甲基苯甲醛(0.3mmol)，碘化铵(0.5mmol)，FeCl3(0.1mmol)，溶剂(2mL)，130℃，在氧气的氛围下反应15h。
5、气体氛围对反应的影响：
该实验组对气体氛围对反应的影响进行了系统地探究，结果如表5所示。从表中可以知道，反应体系产物的收率随着O2含量的增加后基本保持不变。当用N2作为反应的氛围条件时，反应发生但产率很低；当反应处于空气氛围时和完全处于O2氛围的产率基本保持一致(58％)。由此，选择空气氛围作为反应的氛围条件。
Figure BDA0002503177220000121
表5 气体氛围对反应的影响
Figure BDA0002503177220000122
a反应条件:苯甲醛(0.2mmol)，对甲基苯甲醛(0.3mmol)，碘化铵(0.5mmol)，FeCl3(0.1mmol)，甲苯(2mL)，在130℃条件下反应15h。
6、反应温度的优化：
该实验组详细的研究了温度对反应的影响。从表6可以看出：开始时温度越高，所需产物的收率也越高。当温度在130℃时，产物的收率最好(58％)。当再升高温度时，产物收率几乎不变。因而，选择130℃为该实验的最佳温度。
Figure BDA0002503177220000123
表6 温度对反应的影响
Figure BDA0002503177220000124
Figure BDA0002503177220000131
a反应条件:苯甲醛(0.2mmol)，对甲基苯甲醛(0.3mmol)，碘化铵(0.5mmol),FeCl3(0.1mmol)，甲苯(2mL)，在空气的氛围下反应15h。[b]:反应24h后所能达到的产率。
7、混合醛的用量的优化：
该实验组探究了混合醛的用量对混合醛反应体系的影响，结果如表8所示，混合醛最佳比例为对甲基苯甲醛与苯甲醛摩尔比为3:2，产物收率分别为27％和31％。
Figure BDA0002503177220000132
表8 混合醛的用量对反应的影响
Figure BDA0002503177220000133
a反应条件:苯甲醛(X mmol)，对甲基苯甲醛(Y mmol)，碘化铵(0.5mmol)，FeCl3(0.1mmol)，甲苯(2mL)，130℃，在空气的氛围下反应15h。
通过对各种反应条件的筛选，可以得出混合醛的最佳反应条件：21.2mg(0.2mmol)的苯甲醛，36mg(0.3mmol)的对甲基苯甲醛，72.5(0.5mmol)的碘化铵，16.25mg(0.1mmol)的无水氯化铁(FeCl3)，2mL甲苯，130℃的空气氛围下反应15h。
以下具体实施例均按以下优选的反应条件进行：
Figure BDA0002503177220000141
根据最优反应条件:两种带有不同取代基的醛一种为(0.3mmol)另一种为(0.2mmol)，碘化铵(0.5mmol)，氯化铁(20％mmol)，甲苯(2mL)，130℃，15h，以带有不同取代基的混合醛、碘化铵为底物进行反应，具体操作过程如下：
实施例1
Figure BDA0002503177220000142
合成3a和4a的具体实验操作如下：分别称取24.8mg(0.2mmol)3-三氟甲基苯甲醛，33.6mg(0.3mmol)2-噻吩甲醛72.5mg(0.5mol)碘化铵，16.25mg(0.1mmol)无水氯化铁于25mL带有搅拌子的封管中，并加入2mL甲苯。将反应封管密封置于130℃的油浴锅中加热并在磁力搅拌条件下反应15h停止反应。将冷却的反应液用6mL的饱和NaCl溶液洗涤后再加入EtOAc(10mL×3)萃取反应液，收集上层清液并使用无水硫酸钠进行干燥并除去其中的水分。将得到的混合物放在旋转蒸发仪中旋干后加入4mL CH2Cl2加入硅胶粉均匀拌样后装入填充的硅胶柱层析进行分离提纯得到白色的2-(3-fluorophenyl)-4,6-di(thiophen-2-yl)-1,3,5-triazine和2,4-bis(3-fluorophenyl)-6-(thiophen-2-yl)-1,3,5-triazine固体18.30mg和18.25mg产率27％和26％。
2-(3-fluorophenyl)-4,6-di(thiophen-2-yl)-1,3,5-triazine表征数据：1HNMR(400MHz,CDCl3)δ8.46-8.44(d,J＝8.0Hz,1H),8.34–8.31(m,3H),7.65-7.64(d,J＝5.2Hz,2H),7.54–7.49(m,1H),7.31-7.28(m,1H)7.24-7.22(t,J＝4.4Hz,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ170.34,170.31,168.00,164.28,161.84,141.51,132.49,131.80,130.12,130.04,128.49,124.57,124.54,119.55,119.34,115.74,115.50.19F NMR(376MHz,CDCl3)δ-112.50–-112.91(m).HRMS(EI):calcd for C17H10N3S2F:339.0300；found:339.0305。
2,4-bis(3-fluorophenyl)-6-(thiophen-2-yl)-1,3,5-triazine核磁表征数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.51-8.49(d,J＝8.0Hz,2H),8.39–8.36(m,3H),7.68-7.66(dd,J＝4.8,1.2Hz,1H),7.57-7.51(m,2H),7.33-7.29(td,J＝8.2,2.4Hz,2H),7.25-7.24(m,1H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ170.62,168.31,164.33,161.89,141.56,138.13,138.05,132.71,131.95,130.22,130.14,128.60,124.63,124.60,119.71,119.49,115.80,115.56.19F NMR(376MHz,CDCl3)δ-102.32–-116.72(m,2F).HRMS(EI):calcd forC19H11N3SF2:351.0642；found:351.0646。
实施例2
Figure BDA0002503177220000151
3b和4b合成的具体实验操作如下：分别称取31.8mg(0.3mmol)苯甲醛，22.4mg(0.2mmol)2-噻吩甲醛72.5mg(0.5mol)碘化铵，16.25mg(0.1mmol)无水氯化铁于25mL带有搅拌子的封管中，并加入2mL甲苯。将反应封管密封置于130℃的油浴锅中加热并在磁力搅拌条件下反应15h停止反应。将冷却的反应液用6mL的饱和NaCl溶液洗涤后再加入EtOAc(10mL×3)萃取反应液，收集上层清液并使用无水硫酸钠进行干燥并除去其中的水分。将得到的混合物放在旋转蒸发仪中旋干后加入4mL CH2Cl2加入硅胶粉均匀拌样后装入填充的硅胶柱层析进行分离提纯得到白色的2,4-diphenyl-6-(thiophen-2-yl)-1,3,5-triazine和2-phenyl-4,6-di(thiophen-2-yl)-1,3,5-triazine固体19.53mg和14.12mg产率31％和22％。
2,4-diphenyl-6-(thiophen-2-yl)-1,3,5-triazine核磁表征数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.74-8.71(dd,J＝8.0,1.6Hz,4H),8.38-8.37(dd,J＝4.0,1.4Hz,1H),7.65–7.55(m,7H),7.25–7.24(m,1H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ171.55,168.09,142.15,135.93,132.55,132.15,131.49,128.94,128.60,128.46.HRMS(EI):calcd forC19H13N3S:315.0830；found:315.0837。
2-phenyl-4,6-di(thiophen-2-yl)-1,3,5-triazine核磁表征数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.67-8.66(d,J＝6.8Hz,2H),8.33-8.32(d,J＝3.6Hz,2H),7.64-7.63(d,J＝4.8Hz,2H),7.60-7.54(m,3H),7.24–7.22(t,J＝4.0,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ171.41,167.91,141.80,135.60,132.59,132.23,131.59,128.91,128.57,128.44.HRMS(EI):calcd for C17H11N3S2:321.0394；found:321.0399。
实施例3
Figure BDA0002503177220000161
合成4c的具体实验操作如下：分别称取31.8mg(0.3mmol)苯甲醛，22.4mg(0.2mmol)3-噻吩甲醛72.5mg(0.5mol)碘化铵，16.25mg(0.1mmol)无水氯化铁于25mL带有搅拌子的封管中，并加入2mL甲苯。将反应封管密封置于130℃的油浴锅中加热并在磁力搅拌条件下反应15h停止反应。将冷却的反应液用6mL的饱和NaCl溶液洗涤后再加入EtOAc(10mL×3)萃取反应液，收集上层清液并使用无水硫酸钠进行干燥并除去其中的水分。将得到的混合物放在旋转蒸发仪中旋干后加入4mL CH2Cl2加入硅胶粉均匀拌样后装入填充的硅胶柱层析进行分离提纯得到白色的2-phenyl-4,6-di(thiophen-3-yl)-1,3,5-triazine固体16.69mg,产率26％。
核磁表征数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.70–8.68(m,2H),8.65-8.64(dd,J＝3.0,1.0Hz,2H),8.11-8.10(d,J＝5.2Hz,2H),7.62-7.54(m,3H),7.45-7.43(dd,J＝5.0,2.4Hz,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ171.68,168.34,140.53,136.07,132.43,131.02,128.82,128.56,127.67,126.22.HRMS(EI):calcd for C17H11N3S2:321.0394；found:321.0390。
实施例4
Figure BDA0002503177220000171
合成3d的具体实验操作如下：分别称取31.8mg(0.3mmol)苯甲醛，34.8mg(0.5mmol)4-三氟甲基苯甲醛72.5mg(0.5mol)碘化铵，16.25mg(0.1mmol)无水氯化铁于25mL带有搅拌子的封管中，并加入2mL甲苯。将反应封管密封置于130℃的油浴锅中加热并在磁力搅拌条件下反应15h停止反应。将冷却的反应液用6mL的饱和NaCl溶液洗涤后再加入EtOAc(10mL×3)萃取反应液，收集上层清液并使用无水硫酸钠进行干燥并除去其中的水分。将得到的混合物放在旋转蒸发仪中旋干后加入4mL CH2Cl2加入硅胶粉均匀拌样后装入填充的硅胶柱层析进行分离提纯得到白色的2,4-diphenyl-6-(4-(trifluoromethyl)phenyl)-1,3,5-triazine固体24.88mg,产率为33.9％。
核磁表征数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.89-8.87(d,J＝8.2Hz,2H),8.79-8.76(m,4H),7.84-8.72(d,J＝8.0Hz,2H),7.66–7.57(m,6H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ171.94,170.47,139.59,135.89,132.79,129.23,129.02,128.72,125.57,125.53.HRMS(EI):calcdfor C22H14N3F3:377.1140；found:377.1133。
实施例5
Figure BDA0002503177220000172
合成3e和4e的具体实验操作如下：分别称取34.8mg(0.2mmol)4-三氟甲基苯甲醛，33.6mg(0.3mmol)3-噻吩甲醛72.5mg(0.5mol)碘化铵，16.25mg(0.1mmol)无水氯化铁于25mL带有搅拌子的封管中，并加入2mL甲苯。将反应封管密封置于130℃的油浴锅中加热并在磁力搅拌条件下反应15h停止反应。将冷却的反应液用6mL的饱和NaCl溶液洗涤后再加入EtOAc(10mL×3)萃取反应液，收集上层清液并使用无水硫酸钠进行干燥并除去其中的水分。将得到的混合物放在旋转蒸发仪中旋干后加入4mL CH2Cl2加入硅胶粉均匀拌样后装入填充的硅胶柱层析进行分离提纯得到白色的2-(thiophen-3-yl)-4,6-bis(4-(trifluoromethyl)phenyl)-1,3,5-triazine和2,4-di(thiophen-3-yl)-6-(4-(trifluoromethyl)phenyl)-1,3,5-triazine固体25.25mg和16.33mg产率28％和21％。
2-(thiophen-3-yl)-4,6-bis(4-(trifluoromethyl)phenyl)-1,3,5-triazine核磁表征数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.78-8.76(d,J＝8.0Hz,4H),8.67(d,J＝2.0Hz,1H),8.09-8.08(d,J＝4.8Hz,1H),7.81-7.79(d,J＝8.0Hz,4H),7.47-7.45(dd,J＝5.0,2.4Hz,1H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ170.66,168.65,139.85,139.04,134.23,133.91,131.93,129.16,127.57,126.63,125.63,125.59,125.55,125.51,125.25,122.54.19F NMR(376MHz,CDCl3)δ-62.92.HRMS(EI):calcd for C21H11N3F6S:451.0578；found:451.0572。
2,4-di(thiophen-3-yl)-6-(4-(trifluoromethyl)phenyl)-1,3,5-triazine核磁表征数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.77-8.75(d,J＝8.4Hz,2H),8.64-8.63(d,J＝2.4Hz,2H),8.08–8.06(m,2H),7.80-7.78(d,J＝7.2Hz,2H),7.45-7.43(m,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ170.42,168.48,140.16,139.38,133.92,133.59,131.40,129.06,127.59,126.38,125.50,125.47,125.43,125.40.19F NMR(376MHz,CDCl3)δ-62.85.HRMS(EI):calcd for C18H10N3F3S2:389.0268；found:389.0274。
实施例6
Figure BDA0002503177220000181
合成3f的具体实验操作如下：分别称取36mg(0.3mmol)3-甲基苯甲醛，22.4mg(0.2mmol)3-噻吩甲醛72.5mg(0.5mol)碘化铵，16.25mg(0.1mmol)无水氯化铁于25mL带有搅拌子的封管中，并加入2mL甲苯。将反应封管密封置于130℃的油浴锅中加热并在磁力搅拌条件下反应15h停止反应。将冷却的反应液用6mL的饱和NaCl溶液洗涤后再加入EtOAc(10mL×3)萃取反应液，收集上层清液并使用无水硫酸钠进行干燥并除去其中的水分。将得到的混合物放在旋转蒸发仪中旋干后加入4mL CH2Cl2加入硅胶粉均匀拌样后装入填充的硅胶柱层析进行分离提纯得到白色的2,4-di(thiophen-3-yl)-6-(m-tolyl)-1,3,5-triazine固体12.09mg,产率为18.1％。
核磁表征数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.47-7.46(d,J＝7.2Hz,2H),8.33-8.32(d,J＝3.6Hz,2H),7.64-7.63(d,J＝4.8Hz,2H),7.46–7.40(m,2H),7.24–7.22(t,J＝4.4Hz,2H),2.50(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ171.55,167.86,141.84,138.24,135.53,133.43,132.16,131.55,129.36,128.49,128.41,126.16,21.52.HRMS(EI):calcd forC18H13N3S2:335.0551；found:335.0558
实施例7
Figure BDA0002503177220000191
合成3g和4g的具体实验操作如下：分别称取52.2mg(0.3mmol)3-三氟甲基苯甲醛，22.4mg(0.2mmol)2-噻吩甲醛72.5mg(0.5mol)碘化铵，16.25mg(0.1mmol)无水氯化铁于25mL带有搅拌子的封管中，并加入2mL甲苯。将反应封管密封置于130℃的油浴锅中加热并在磁力搅拌条件下反应15h停止反应。将冷却的反应液用6mL的饱和NaCl溶液洗涤后再加入EtOAc(10mL×3)萃取反应液，收集上层清液并使用无水硫酸钠进行干燥并除去其中的水分。将得到的混合物放在旋转蒸发仪中旋干后加入4mL CH2Cl2加入硅胶粉均匀拌样后装入填充的硅胶柱层析进行分离提纯得到白色的2-(thiophen-2-yl)-4,6-bis(3-(trifluoromethyl)phenyl)-1,3,5-triazine和2,4-di(thiophen-2-yl)-6-(3-(trifluoromethyl)phenyl)-1,3,5-triazine固体18.94mg和17.89mg产率21％和23％。
2-(thiophen-2-yl)-4,6-bis(3-(trifluoromethyl)phenyl)-1,3,5-triazine核磁表征数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)8.97–8.91(m,4H),8.42-8.41(d,J＝4.0Hz,1H),7.92-7.90(d,J＝7.6Hz,2H),7.77-7.73(dd,J＝9.4,6.4Hz,3H),7.31–7.29(t,J＝4.4Hz,1H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ170.51,168.45,141.26,136.42,133.07,132.28,132.10,131.45,131.12,129.25,129.20,129.16,128.71,125.75,125.71.HRMS(EI):calcd forC21H11N3F6S:451.0578；found:451.0570。
2-(thiophen-2-yl)-4,6-bis(3-(trifluoromethyl)phenyl)-1,3,5-triazine核磁表征数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.89(s,1H),8.84-8.82(d,J＝7.6Hz,1H),8.33-8.31(dd,J＝3.6,0.8Hz,2H),7.85-7.83(d,J＝8.0Hz,1H),7.69–7.64(m,3H),7.24–7.22(m,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ170.07,168.07,141.36,136.48,132.64,132.01,131.95,131.29,130.96,129.10,128.95,128.91,128.54,125.68,125.64.HRMS(EI):calcd forC18H10N3F3S2:389.0268；found:389.0271。
实施例8
Figure BDA0002503177220000201
合成3h和4h的具体实验操作如下：分别称取36mg(0.3mmol)4-甲基苯甲醛，21.2mg(0.3mmol)苯甲醛72.5mg(0.5mol)碘化铵，16.25mg(0.1mmol)无水氯化铁于25mL带有搅拌子的封管中，并加入2mL甲苯。将反应封管密封置于130℃的油浴锅中加热并在磁力搅拌条件下反应15h停止反应。将冷却的反应液用6mL的饱和NaCl溶液洗涤后再加入EtOAc(10mL×3)萃取反应液，收集上层清液并使用无水硫酸钠进行干燥并除去其中的水分。将得到的混合物放在旋转蒸发仪中旋干后加入4mL CH2Cl2加入硅胶粉均匀拌样后装入填充的硅胶柱层析进行分离提纯得到白色的2-phenyl-4,6-di-p-tolyl-1,3,5-triazine和2,4-diphenyl-6-(p-tolyl)-1,3,5-triazine固体20.89mg和17.44mg产率31％和27％。2-phenyl-4,6-di-p-tolyl-1,3,5-triazine核磁表征数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.78-8.76(d,J＝7.6Hz,2H),8.68-8.66(d,J＝8.0Hz,4H),7.63-7.56(m,3H),7.38-7.36(d,J＝8.0Hz,4H),2.48(s,6H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ171.53,171.43,142.98,136.48,133.66,132.29,129.36,128.94,128.91,128.59,128.56,21.72.HRMS(EI):calcd for C23H19N3:335.1579；found:335.1584。
2,4-diphenyl-6-(p-tolyl)-1,3,5-triazine核磁表征数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.79-8.77(d,J＝7.6Hz,4H),8.67-8.68(d,J＝8.0Hz,2H),7.62–7.56(m,6H),7.39-7.37(d,J＝8.0Hz,2H),2.49(s,1H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ171.66,171.56,143.12,136.37,133.56,132.40,129.40,128.98,128.94,128.60,21.73.HRMS(EI):calcdfor C22H17N3:323.1422；found:323.1426。

Claims (4)

1.一种混合芳香醛和碘化铵构建不对称2,4,6-三取代1,3,5-三嗪化合物的方法，其特征在于：将混合芳香醛和碘化铵在三价铁盐催化作用下进行一锅反应，即得不对称2,4,6-三取代1,3,5-三嗪化合物；
所述混合芳香醛由式1结构芳香醛和式2结构芳香醛组成：
Ar1-CHO
式1
Ar2-CHO
式2
所述不对称2,4,6-三取代1,3,5-三嗪化合物包括式3结构2,4,6-三取代1,3,5-三嗪化合物和/或式4结构2,4,6-三取代1,3,5-三嗪化合物：
Figure FDA0003071233050000011
其中，
Ar1和Ar2独立选自芳基或芳杂环基，且Ar1和Ar2不选择相同基团；
所述芳基为苯基或取代苯基；所述取代苯基为含有1～2个取代基的苯基，所述取代基为C1～C5的烷基、C1～C5的烷氧基、卤素取代基或三氟甲基；所述芳杂环基为噻吩基、呋喃基或吡咯基；
所述混合芳香醛中式1结构芳香醛和式2结构芳香醛的摩尔比为1:2～2:1；
所述三价铁盐为氯化铁、溴化铁、硫酸铁中至少一种；
所述一锅反应在苯类溶剂中进行，所述苯类溶剂为氯苯和/或甲苯；
所述一锅反应条件为：在含氧气氛中，于130～150℃温度下，反应14～18小时。
2.根据权利要求1所述的一种混合芳香醛和碘化铵构建不对称2,4,6-三取代1,3,5-三嗪化合物的方法，其特征在于：碘化铵的用量为混合芳香醛总摩尔量的0.8～1.2倍。
3.根据权利要求1所述的一种混合芳香醛和碘化铵构建不对称2,4,6-三取代1,3,5-三嗪化合物的方法，其特征在于：三价铁盐的用量为混合芳香醛总摩尔量的10～30％。
4.根据权利要求1所述的一种混合芳香醛和碘化铵构建不对称2,4,6-三取代1,3,5-三嗪化合物的方法，其特征在于：所述含氧气氛为氧气或空气。
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