CN113149916B - 一种含氟1,4,5-三取代的1,2,3-三唑的制备方法 - Google Patents

一种含氟1,4,5-三取代的1,2,3-三唑的制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种含氟1,4,5‑三取代的1,2,3‑三唑的制备方法，步骤如下：在有机溶剂中，在五甲基环戊二烯基1,5‑环辛二烯基氯化钌Cp*Ru(COD)Cl催化剂作用下，催化硫基内炔烃类化合物与含氟有机叠氮化合物的反应制备含氟1,4,5‑三取代的1,2,3‑三唑，该制备方法操作简单，反应条件温和，产物收率不低于56％，制备得到的含氟1,4,5‑三取代的1,2,3‑三唑类化合物具有潜在的生理活性。

Description

一种含氟1,4,5-三取代的1,2,3-三唑的制备方法
技术领域
本发明涉及一种含氟1,4,5-三取代的1,2,3-三唑的制备方法，属于有机合成技术领域。
背景技术
含氟三唑化合物在医药、农药、材料等领域有着广泛的应用，叠氮-炔烃环加成反应是制备1,2,3-三唑类化合物最重要的方法之一。近年来，已有一系列文献或专利报道了1,2,3-三唑类化合物的制备方法，但是关于含氟叠氮化合物和内炔的环加成反应的报道十分有限。2011年华东理工大学的曹松教授课题组报道了在CuI催化下，以2-叠氮基-2,2-二氟乙酸乙酯和端炔为原料进行“叠氮-端炔”的环加成反应合成含偕二氟亚甲基的1,2,3-三唑化合物(Chinese Journal of Chemistry,2011,29(12):2763-2768.)。2016年捷克共和国科学院的Petr Beier教授课题组报道了利用有机叠氮化物和全氟烷烃类似物反应合成一系列不同的碳链长度叠氮全氟烷烃(RFN3:RF＝C2F5,nC3F7,nC8F17)的新路径以及叠氮全氟烷烃与端炔进行“叠氮-端炔”环加成反应生成N-全氟烷基-1,2,3-三唑类化合物(Angewandte Chemie,2016,129(1):352-355)。1位含氟基团取代的全取代1,2,3-三唑类化合物中既有三唑环结构，又有含氟基团，这两者的特殊性质使得含氟三唑在药物研究、新型农药开发、高分子材料改性等诸多领域中都具有重要的应用前景，因此研究其制备方法有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单、反应条件温和、且产物收率不低于56％的含氟1,4,5-三取代的1,2,3-三唑的制备方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种含氟1,4,5-三取代的1,2,3-三唑的制备方法，步骤如下：
在有机溶剂中，在五甲基环戊二烯基1,5-环辛二烯基氯化钌Cp*Ru(COD)Cl催化剂作用下，催化硫基内炔烃类化合物与含氟有机叠氮化合物的反应制备含氟1,4,5-三取代的1,2,3-三唑，反应式如下：
Figure BDA0003053954060000021
其中，R1和R2为烷基或芳基，R1和R2相同或不同；R3为酯基或烷基；
I为硫基内炔烃类化合物；
II为含氟有机叠氮化合物；
反应温度为室温～80℃，反应时间为12h～24h，制备得到收率不低于56％的含氟1,4,5-三取代的1,2,3-三唑；
所述硫基内炔烃类化合物和所述含氟有机叠氮化合物的摩尔比为1:1.5～1:3，所述硫基内炔烃类化合物的浓度0.01～0.1mmol/ml。
进一步地，所述Cp*Ru(COD)Cl的用量为所述硫基内炔烃类化合物的0.5～50mol％。
进一步地，所述有机溶剂为苯、甲苯、乙醚、甲基叔丁基醚、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、四氢呋喃、三氟甲苯、环己烷、石油醚中的一种或两种以上混合。
进一步地，所述有机溶剂为四氢呋喃或氯仿。
本发明的有益效果在于：本发明采用了各种硫基内炔烃化合物和含氟有机叠氮化合物为原料，使用五甲基环戊二烯基1,5-环辛二烯基氯化钌Cp*Ru(COD)Cl作为催化剂，得到含氟1,4,5-三取代的1,2,3-三唑类化合物，该制备方法操作简单，反应条件温和，产物收率不低于56％，制备得到的含氟1,4,5-三取代的1,2,3-三唑类化合物具有潜在的生理活性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明提供一种含氟1,4,5-三取代的1,2,3-三唑的制备方法，步骤如下：
在有机溶剂中，在五甲基环戊二烯基1,5-环辛二烯基氯化钌Cp*Ru(COD)Cl催化剂作用下，催化硫基内炔烃类化合物与含氟有机叠氮化合物的反应制备含氟1,4,5-三取代的1,2,3-三唑，反应式如下：
Figure BDA0003053954060000031
其中，R1和R2为烷基或芳基，R1和R2相同或不同；R3为酯基或烷基；
I为硫基内炔烃类化合物；
II为含氟有机叠氮化合物；
反应温度为室温～80℃，反应时间为12h～24h，制备得到收率不低于56％的含氟1,4,5-三取代的1,2,3-三唑；
硫基内炔烃类化合物和含氟有机叠氮化合物的摩尔比为1:1.5～1:3，硫基内炔烃类化合物的浓度0.01～0.1mmol/ml。
Cp*Ru(COD)Cl的用量为硫基内炔烃类化合物的0.5～50mol％。
有机溶剂为苯、甲苯、乙醚、甲基叔丁基醚、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、四氢呋喃、三氟甲苯、环己烷、石油醚中的一种或两种以上混合。在一较佳实施例中，有机溶剂为四氢呋喃或氯仿，但是有机溶剂不仅限于此，还可以为其他，在此不不一一列举。
含氟有机叠氮化合物中含氟的数量为两个，很显然，其含氟的数量也可以为一个或三个。
本发明采用了各种硫基内炔烃化合物和含氟有机叠氮化合物为原料，使用2.5mol％的五甲基环戊二烯基1,5-环辛二烯基氯化钌Cp*Ru(COD)Cl作为催化剂，在60℃的条件下，反应12-24h，最终以56％～75％的收率得到含氟1,4,5-三取代的1,2,3-三唑类化合物。
以下结合具体实施例进一步说明该制备方法。
实施例1：5-甲硫基-(1-(2,2-二氟乙酸乙酯基))-4-苯基-1H-1,2,3-三氮唑的制备
将1-苯乙炔基甲硫醚(0.2mmol，30mg)溶于氯仿(2mL)中，再加入2-叠氮基-2,2-二氟乙酸乙酯(0.3mmol，50mg)及Cp*Ru(COD)Cl(0.005mmol，1.9mg)，60℃搅拌反应混合物，反应12h，旋干后柱层析分离得到无色液体产物47mg，产率75％。
Figure BDA0003053954060000041
1H NMR(400MHz,CDCl3,TMS):δ7.78-7.75(m,2H),7.55-7.41(m,3H),4.13(q,J＝8.0Hz,2H),2.49(s,3H),1.30(t,J＝8.0Hz,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3):δ172.1,168.0,135.8,133.8,133.0,129.3,128.8,127.6,62.3,14.5,13.8.HRMS(ESI-TOF)m/z calcd forC13H13F2N3O2S(M+Na)+336.0594,found 336.0598.
实施例2：5-苯硫基-(1-(2,2-二氟乙酸乙酯基))-4-苯基-1H-1,2,3-三氮唑的制备
将1-苯乙炔基苯硫醚(0.2mmol，42mg)溶于氯仿(2mL)中，再加入2-叠氮基-2,2-二氟乙酸乙酯(0.3mmol，50mg)及[Cp*Ru(COD)Cl](0.005mmol，1.9mg)，60℃搅拌反应混合物，反应12h，旋干后柱层析分离得到无色液体产物48mg，产率64％。
Figure BDA0003053954060000051
1H NMR(400MHz,CDCl3,TMS):δ7.79-7.76(m,2H),7.51-7.38(m,5H),7.30-7.21(m,3H),4.12(q,J＝8.0Hz,2H),1.28(t,J＝8.0Hz,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3):δ171.4,167.8,135.9,134.1,133.1,131.6,129.5,129.2,129.0,128.6,127.5,124.6,61.3,14.1.HRMS(ESI-TOF)m/z calcd for C18H15F2N3O2S(M+Na)+398.0751,found 398.0755.
实施例3：5-乙硫基-(1-(2,2-二氟乙酸乙酯基))-4-苯基-1H-1,2,3-三氮唑的制备
将1-苯乙炔基乙基硫醚(0.2mmol，32mg)溶于氯仿(2mL)中，再加入2-叠氮基-2,2-二氟乙酸乙酯(0.3mmol，50mg)及[Cp*Ru(COD)Cl](0.005mmol，1.9mg)，60℃搅拌反应混合物，反应12h，旋干后柱层析分离得到无色液体产物41mg，产率68％。
Figure BDA0003053954060000052
1H NMR(400MHz,CDCl3,TMS):δ7.80-7.78(m,2H),7.51-7.41(m,3H),4.12(q,J＝8.0Hz,2H),3.01(q,J＝8.0Hz,2H),1.30-1.26(m,6H).13C NMR(100MHz,CDCl3):δ171.1,167.8,135.7,134.2,133.1,129.2,128.6,127.4,61.5,25.4,14.5,14.3.HRMS(ESI-TOF)m/z calcd for C14H15F2N3O2S(M+Na)+327.0853,found 327.0859.
实施例4：5-甲硫基-(1-(2,2,3,3-四氟丙酸乙酯基))-4-苯基-1H-1,2,3-三氮唑的制备
将1-苯乙炔基甲硫醚(0.2mmol，30mg)溶于氯仿(2mL)中，再加入2-叠氮基-2,2,3,3-四氟丙酸乙酯(0.3mmol，55mg)及[Cp*Ru(COD)Cl](0.005mmol，1.9mg)，60℃搅拌反应混合物，反应12h，旋干后柱层析分离得到无色液体产物41mg，产率56％。
Figure BDA0003053954060000061
1H NMR(400MHz,CDCl3,TMS):δ7.80-7.76(m,2H),7.52-7.41(m,3H),4.12(q,J＝8.0Hz,2H),2.55(s,3H),1.31(t,J＝8.0Hz,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3):δ164.1,162.0,135.8,134.1,133.2,129.3,128.7,127.5,61.3,14.2,13.9.HRMS(ESI-TOF)m/z calcd forC14H13F4N3O2S(M+Na)+363.0665,found 363.0667.
实施例5：5-甲硫基-(1-(2,2-二氟乙酸苯酯基))-4-苯基-1H-1,2,3-三氮唑的制备
将1-苯乙炔基甲硫醚(0.2mmol，30mg)溶于氯仿(2mL)中，再加入2-叠氮基-2,2-二氟乙酸苯酯(0.3mmol，64mg)及[Cp*Ru(COD)Cl](0.005mmol，1.9mg)，60℃搅拌反应混合物，反应12h，旋干后柱层析分离得到无色液体产物44mg，产率61％。
Figure BDA0003053954060000062
1H NMR(400MHz,CDCl3,TMS):δ7.80-7.78(m,2H),7.52-7.41(m,5H),7.29-7.26(m,3H),2.54(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3):δ168.1,166.7,152.0.135.8,134.1,133.0,129.2,129.1,128.6,127.4,125.3,121.2,14.1.HRMS(ESI-TOF)m/z calcd forC17H13F2N3O2S(M+Na)+384.0594,found 384.0597.
综上，本发明采用了各种硫基内炔烃化合物和含氟有机叠氮化合物为原料，使用五甲基环戊二烯基1,5-环辛二烯基氯化钌Cp*Ru(COD)Cl作为催化剂，得到含氟1,4,5-三取代的1,2,3-三唑类化合物，该制备方法操作简单，反应条件温和，产物收率不低于56％，制备得到的含氟1,4,5-三取代的1,2,3-三唑类化合物具有潜在的生理活性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种含氟1,4,5-三取代的1,2,3-三唑的制备方法，其特征在于，步骤如下：
在有机溶剂中，在五甲基环戊二烯基1,5-环辛二烯基氯化钌Cp*Ru(COD)Cl催化剂作用下，催化硫基内炔烃类化合物与含氟有机叠氮化合物的反应制备含氟1,4,5-三取代的1,2,3-三唑，反应式如下：
Figure FDA0003753365440000011
其中，R1为烷基，R2为烷基或芳基，R1和R2相同或不同；R3为酯基；
I为硫基内炔烃类化合物；
II为含氟有机叠氮化合物；
反应温度为室温～80℃，反应时间为12h～24h，制备得到收率不低于56％的含氟1,4,5-三取代的1,2,3-三唑；
所述硫基内炔烃类化合物和所述含氟有机叠氮化合物的摩尔比为1:1.5～1:3，所述硫基内炔烃类化合物的浓度0.01～0.1mmol/ml。
2.如权利要求1所述的含氟1,4,5-三取代的1,2,3-三唑的制备方法，其特征在于，所述Cp*Ru(COD)Cl的用量为所述硫基内炔烃类化合物的0.5～50mol％。
3.如权利要求1所述的含氟1,4,5-三取代的1,2,3-三唑的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为苯、甲苯、乙醚、甲基叔丁基醚、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、四氢呋喃、三氟甲苯、环己烷、石油醚中的一种或两种以上混合。
4.如权利要求3所述的含氟1,4,5-三取代的1,2,3-三唑的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为四氢呋喃或氯仿。
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