CN112920129A - 一种1,2,3-三唑-2-氧化物及其制备方法 - Google Patents

一种1,2,3-三唑-2-氧化物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种1,2,3‑三唑‑2‑氧化物及其制备方法，属于化学有机合成技术领域。本发明所述1,2,3‑三唑‑2‑氧化物的结构如下式1，其中：R1为C1‑4的烷基、芳基或芳基乙烯基，所述R1的芳基为苯基、苯环上带有取代基的芳基或杂环芳基；R2为C1‑4的烷基或苄基；R3为C1‑4的烷基或芳基，所述R3的芳基为苯基、苯环上带有取代基的芳基或杂环芳基。本发明从简单易得的原料出发，得到结构多样的1,2,3‑三唑‑2‑氧化物，反应无需使用叠氮化物、操作简便、底物适用范围广、产物易于转化。

Description

一种1,2,3-三唑-2-氧化物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种1,2,3-三唑-2-氧化物及其制备方法，属于化学有机合成技术领域。
背景技术
三唑衍生物是非常重要的含氮杂环化合物，也是许多药物分子和有机功能材料的重要结构单元，在医药科学、材料科学、配位化学和有机化学等各个领域都具有极其重要的应用价值。其中1,2,3-三唑衍生物因其独特的结构和广泛的生物活性，被用于抗癌、抗真菌、抗癫痫、抗病毒等药物中，因此关于1,2,3-三唑衍生物的合成方法研究具有重要的科学意义。制备1,2,3-三唑衍生物主要采用过渡金属催化有机叠氮与末端炔烃的环加成反应(J.Am.Chem.Soc.2017,139,12121)，该方法需要用到具有潜在危险的叠氮化物；此外，无叠氮参与的方法也有报道(Angew.Chem.Int.Ed.2013,52,13324；Org.Chem.Front.2018,5,571)，但反应条件较苛刻，且底物范围受限。
发明内容
本发明利用易制备、具有结构多样性的烯胺酮化合物为起始原料，通过与亚硝酸叔丁酯在催化剂的作用下反应，通过调控原料中的取代基，制备结构多样的1,2,3-三唑-2-氧化物，本方法无需叠氮化物参与、操作简便、底物范围广、产物官能团具有多样性且易于转化。
本发明提供了一种1,2,3-三唑-2-氧化物，所述1,2,3-三唑-2-氧化物的结构如下式1：
Figure BDA0002307321130000011
其中：R1为C1-4的烷基、芳基或芳基乙烯基，所述R1的芳基为苯基、苯环上带有取代基的芳基或杂环芳基；R2为C1-4的烷基或苄基；R3为C1-4的烷基或芳基，所述R3的芳基为苯基、苯环上带有取代基的芳基或杂环芳基。
本发明优选为所述R1的苯环上带有取代基为甲基、氟、氯、溴、碘、三氟甲基、硝基、氰基和羧基中的1-5种，所述取代基的数量为1-5个。
本发明优选为所述R3的苯环上带有取代基为甲基、氟、氯、溴、碘、三氟甲基、硝基、氰基和羧基中的1-5种，所述取代基的数量为1-5个。
本发明另一目的为提供一种上述1,2,3-三唑-2-氧化物的制备方法，所述制备方法为：以烯胺酮化合物为起始原料，通过与亚硝酸叔丁酯在催化剂的作用下，反应得到1,2,3-三唑-2-氧化物；所述起始原料烯胺酮化合物的结构如下式2：
Figure BDA0002307321130000021
其中：R1为C1-4的烷基、芳基或芳基乙烯基，所述芳基为苯基、苯环上带有取代基的芳基或杂环芳基；R2为C1-4的烷基或苄基；R3为C1-4的烷基或芳基，所述芳基为苯基、苯环上带有取代基的芳基或杂环芳基；所述催化剂为氯化亚铜、溴化亚铜、碘化亚铜、氯化铜、溴化铜、醋酸铜和水合醋酸铜中的至少一种；所述烯胺酮化合物、亚硝酸叔丁酯与催化剂的摩尔比为1：1-4：0.05-1；所述反应条件为：0-100℃反应1-24h。
本发明所述制备方法的路线如下反应式所示：
Figure BDA0002307321130000022
本发明进一步优选为所述烯胺酮化合物与亚硝酸叔丁酯的摩尔比为1：2-3。
本发明最优选为所述催化剂为氯化亚铜。
本发明进一步优选为所述烯胺酮化合物与催化剂的摩尔比为1：0.1-0.3。
本发明进一步优选为所述反应温度为60-80℃。
本发明进一步优选为所述反应时间为2-10h。
本发明优选为反应的添加剂为3A分子筛、4A分子筛或5A分子筛。
本发明最优选为所述添加剂为4A分子筛。
本发明优选为反应的溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃、1,4-二氧六环、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、乙腈和甲苯中的至少一种。
本发明最优选为所述溶剂为乙腈。
本发明优选为所述烯胺酮化合物在溶剂中的质量浓度为1-2％。
本发明优选为反应的气氛为空气、氩气或氧气。
本发明最优选为所述反应气氛为氩气。
本发明有益效果为：
1)本发明的烯胺酮化合物具有结构多样性，可以用来制备不同类型和结构的1,2,3-三唑-2-氧化物。
2)本发明的烯胺酮化合物和亚硝酸叔丁酯便宜易得。
3)本发明的反应利用亚硝酸叔丁酯作为氮的来源，环境友好。
总之，本发明从简单易得的原料出发，得到结构多样的1,2,3-三唑-2-氧化物，反应无需使用叠氮化物、操作简便、底物适用范围广、产物易于转化。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
Figure BDA0002307321130000031
在25mL封管中，依次加入烯胺酮化合物2a(104mg，0.5mmol)、4A分子筛100mg、CuCl2(7mg，0.05mmol)，氩气气氛加入5mL MeCN、亚硝酸叔丁酯3(180μL，1.5mmol)，80℃反应3h，反应后直接柱层析分离(洗脱液，石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯＝2：1，v/v)，得到淡黄色固体产物1a(83mg，收率66％)，熔点82-83℃，目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定，结果如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.15(m,2H,aromatic CH),7.57 and 7.46(t each,J＝7.4 and 7.7Hz,1:2H,aromatic CH),3.92 and 2.58(s each,3:3H,2×CH3).13C{1H}NMR(100MHz,CDCl3)δ183.9(Cq,CO),136.6,136.5,and 128.51(Cq),133.5,130.5,and 128.45(aromatic CH),32.0 and 19.1(2×CH3).HRMS(EI)m/z calcd for C11H12N3O2S[M+H]+:250.0650；Found:250.0656.
实施例2
与实施例1的区别为：溶剂为二氯甲烷，得到目标产物1a(35mg，收率28％)。
实施例3
与实施例1的区别为：溶剂为甲苯，得到目标产物1a(50mg，收率40％)。
实施例4
与实施例1的区别为：溶剂为1,4-二氧六环，得到目标产物1a(58mg，收率46％)。
实施例5
与实施例1的区别为：反应气氛为空气，得到目标产物1a(79mg，收率63％)。
实施例6
与实施例1的区别为：反应气氛为氧气，得到目标产物1a(75mg，收率60％)。
实施例7
与实施例1的区别为：烯胺酮化合物2a与亚硝酸叔丁酯3的摩尔比为1：2.5，得到目标产物1a(68mg，收率54％)。
实施例8
与实施例1的区别为：反应温度为50℃，得到目标产物1a(63mg，收率50％)。
实施例9
与实施例1的区别为：反应时间为5h，得到目标产物1a(83mg，收率66％)。
实施例10
与实施例1的区别为：催化剂为CuCl，得到目标产物1a(90mg，收率72％)。
实施例11
Figure BDA0002307321130000041
与实施例10的区别为：反应体系中加入的烯胺酮化合物是2b(111mg，0.5mmol)，得到淡黄色固体产物1b(86mg，收率65％)，目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定，结果如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3,23℃)δ8.10 and 7.28(d each,J＝7.6 and 7.7Hz,2:2H,aromatic CH),3.94,2.59,and 2.42(s each,3:3:3H,3×CH3).13C{1H}NMR(100MHz,CDCl3,23℃)δ183.5(Cq,CO),144.5,136.9,133.9,and 128.1(Cq),130.6 and 129.2(aromaticCH),32.0,21.8,and 19.1(3×CH3).HRMS Calcd for C12H14N3O2S[M+H]+:264.0807；Found:264.0806.
实施例12
Figure BDA0002307321130000051
与实施例10的区别为：反应体系中加入的烯胺酮化合物是2c(143mg，0.5mmol)，得到淡黄色固体产物1c(126mg，收率77％)，目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定，结果如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3,23℃)δ8.07 and 7.61(d each,J＝8.5Hz each,2:2H,aromatic CH),3.94 and 2.60(s each,3:3H,2×CH3).13C{1H}NMR(100MHz,CDCl3,23℃)δ182.6(Cq,CO),136.2,135.2,129.1,and 128.9(Cq),132.0 and 131.8(aromatic CH),32.1 and 19.0(2×CH3).HRMS Calcd for C11H11BrN3O2S[M+H]+:327.9755；Found:327.9753.
实施例13
Figure BDA0002307321130000052
与实施例10的区别为：反应体系中加入的烯胺酮化合物是2d(138mg，0.5mmol)，得到淡黄色固体产物1d(127mg，收率80％)，目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定，结果如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3,23℃)δ8.28 and 7.73(d each,J＝8.2 and 8.3Hz,2:2H,aromatic CH),3.95 and 2.63(s each,3:3H,2×CH3).13C{1H}NMR(100MHz,CDCl3,23℃)δ182.8(Cq,CO),139.4,135.9,and 129.6(Cq),134.5(q,J＝32.4Hz,i-C of CF3-C6H4),130.8(aromatic CH),125.5(q,J＝3.8Hz,o-C of CF3-C6H4),123.7(q,J＝271.1Hz,CF3),32.2 and 19.0(2×CH3).HRMS Calcd for C12H11F3N3O2S[M+H]+:318.0524；Found:318.0529.
实施例14
Figure BDA0002307321130000061
与实施例10的区别为：反应体系中加入的烯胺酮化合物是2e(128mg，0.5mmol)，得到淡黄色固体产物1e(93mg，收率73％)，目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定，结果如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3,23℃)δ8.13 and 7.43(d each,J＝8.6Hz each,2:2H,aromatic CH),3.92(s,3H,NCH3),3.12(q,J＝7.4Hz,2H,CH2CH3),1.25(t,J＝7.4Hz,3H,CH2CH3).13C{1H}NMR(100MHz,CDCl3,23℃)δ182.5(Cq,CO),140.0,137.1,134.8,and 127.2(Cq),131.9 and 128.8(aromatic CH),32.1 and 14.9(2×CH3),30.9(CH2).HRMS Calcdfor C12H13ClN3O2S[M+H]+:298.0417；Found:298.0413.
实施例15
Figure BDA0002307321130000062
与实施例10的区别为：反应体系中加入的烯胺酮化合物是2f(111mg，0.5mmol)，得到淡黄色固体产物1f(87mg，收率66％)，目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定，结果如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3,23℃)δ8.19,7.59,and 7.48(m each,2:1:2H,aromaticCH),4.51(q,J＝7.2Hz,2H,CH2CH3),2.64(s,3H,SCH3),1.47(t,J＝7.2Hz,3H,CH2CH3).13C{1H}NMR(100MHz,CDCl3,23℃)δ184.1(Cq,CO),136.7,136.6,and 128.0(Cq),133.5,130.6,and 128.5(aromatic CH),41.2(CH2CH3),19.6(SCH3),13.4(CH2CH3).HRMS Calcd forC12H13N3O2S[M+H]+:264.0807；Found:264.0805.
应用例1
Figure BDA0002307321130000071
其反应过程为：在25mL Schlenk反应瓶中，加入1a(50mg，0.2mmol)、苯硼酸(48mg，0.4mmol)、Pd(PPh3)4(18mg，0.015mmol)、CuI(76mg，0.4mmol)以及Cs2CO3(130mg，0.4mmol)，用氮气置换3次，在氮气氛围下加入2mL 1,4-dioxane，放入100℃油浴中反应24h，反应结束后冷却至室温，硅藻土过滤并用10mL DCM冲洗，所得滤液减压旋蒸除去溶剂，柱层析分离(洗脱液，石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯＝1：1，v/v)，得到淡黄色固体产物4a(49mg，收率88％)。

Claims (8)

1.一种1,2,3-三唑-2-氧化物，其特征在于：所述1,2,3-三唑-2-氧化物的结构如下式1：
Figure FDA0002307321120000011
其中：
R1为C1-4的烷基、芳基或芳基乙烯基，所述R1的芳基为苯基、苯环上带有取代基的芳基或杂环芳基；
R2为C1-4的烷基或苄基；
R3为C1-4的烷基或芳基，所述R3的芳基为苯基、苯环上带有取代基的芳基或杂环芳基。
2.根据权利要求1所述1,2,3-三唑-2-氧化物，其特征在于：所述R1的苯环上带有取代基为甲基、氟、氯、溴、碘、三氟甲基、硝基、氰基和羧基中的1-5种，所述取代基的数量为1-5个。
3.根据权利要求2所述1,2,3-三唑-2-氧化物，其特征在于：所述R3的苯环上带有取代基为甲基、氟、氯、溴、碘、三氟甲基、硝基、氰基和羧基中的1-5种，所述取代基的数量为1-5个。
4.权利要求1、2或3所述1,2,3-三唑-2-氧化物的制备方法，其特征在于：所述制备方法为：以烯胺酮化合物为起始原料，通过与亚硝酸叔丁酯在催化剂的作用下，反应得到1,2,3-三唑-2-氧化物；
所述起始原料烯胺酮化合物的结构如下式2：
Figure FDA0002307321120000012
其中：
R1为C1-4的烷基、芳基或芳基乙烯基，所述芳基为苯基、苯环上带有取代基的芳基或杂环芳基；
R2为C1-4的烷基或苄基；
R3为C1-4的烷基或芳基，所述芳基为苯基、苯环上带有取代基的芳基或杂环芳基；
所述催化剂为氯化亚铜、溴化亚铜、碘化亚铜、氯化铜、溴化铜、醋酸铜和水合醋酸铜中的至少一种；
所述烯胺酮化合物、亚硝酸叔丁酯与催化剂的摩尔比为1：1-4：0.05-1；
所述反应条件为：0-100℃反应1-24h。
5.根据权利要求4所述1,2,3-三唑-2-氧化物的制备方法，其特征在于：反应的添加剂为3A分子筛、4A分子筛或5A分子筛。
6.根据权利要求5所述1,2,3-三唑-2-氧化物的制备方法，其特征在于：反应的溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃、1,4-二氧六环、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、乙腈和甲苯中的至少一种。
7.根据权利要求6所述1,2,3-三唑-2-氧化物的制备方法，其特征在于：所述烯胺酮化合物在溶剂中的质量浓度为1-2％。
8.根据权利要求7所述1,2,3-三唑-2-氧化物的制备方法，其特征在于：反应的气氛为空气、氩气或氧气。
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