铜路易斯酸表面活性剂催化制备氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑的方法技术

本发明专利技术属于有机合成技术领域，具体涉及一种以铜路易斯酸表面活性剂为催化剂制备氯化‑3‑取代‑2,5‑二苯基四氮唑类化合物的方法，其包括以下步骤：1)以铜路易斯酸表面活性剂Cu(OSO2CnH2n+1)2为催化剂，苯甲醛、苯肼、芳香基胺和亚硝酸钠在溶剂水中反应得到3‑芳香基‑2,5‑二苯基甲臜；2)3‑芳香基‑2,5‑二苯基甲臜在二氯甲烷和水的混合溶剂中，在固体氯化试剂N‑氯代丁二酰亚胺的条件下进行关环和氯化，得到氯化‑3‑芳香基‑2,5‑二苯基四氮唑。该方法以“一锅法”连续的策略完成三步转化，不仅省略了中间的分离步骤，而且提纯步骤简单，简便易操作。

Preparation of chlorinated -3- substituted -2,5- two phenyl tetrazolium by Dolouisum surfactant

The invention belongs to the technical field of organic synthesis, in particular to a method for preparing chlorinated_3_substituted_2,5_diphenyltetrazolium compounds with copper Lewis acid surfactant as catalyst, which comprises the following steps: 1) using copper Lewis acid surfactant Cu (OSO2 CnH2n+1) 2 as catalyst, benzaldehyde, phenylhydrazine, aromatic compounds Cycling and chlorination of 3_aryl_2,5_diphenylmethylene; 2)3_aryl_2,5_diphenylmethylene in the mixed solvent of dichloromethane and water, under the condition of solid chlorination reagent N_chlorosuccinimide, were obtained. Tetrazolium. In this method, the three-step transformation is accomplished by the \one-pot\ continuous strategy, which not only omits the intermediate separation steps, but also simplifies the purification steps and is easy to operate.

【技术实现步骤摘要】
铜路易斯酸表面活性剂催化制备氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑的方法
本专利技术属于有机合成
，具体涉及一种以铜路易斯酸表面活性剂为催化剂制备氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑类化合物的方法。
技术介绍
氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑类化合物，在生物化学、药物科学、医学、农业、含高能材料、汽车工业和摄影等领域具有广泛的应用。其中，氯化-2,3,5-三苯基四氮唑(简称TTC)常用作分析试剂和色谱分析试剂，例如可用于检测种子的生命力和哺乳动物组织的缺血梗塞等。此外，TTC也可作为一种以抑制阳极过程为主的缓蚀剂，用于阻止腐蚀性酸性溶液与钢表面的接触而起到缓蚀作用。因此，氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑类化合物的高效制备与合成近年来获得广泛关注。文献中报道的方法多为分步进行：(1)苯甲醛和苯肼反应制备得到苯腙；(2)苯胺与盐酸反应制备得到重氮盐；(3)苯腙与重氮盐反应制备得到3-取代-2,5-二苯基甲臜；(4)3-取代-2,5-二苯基甲臜氯化成盐制备出四氮唑化合物。反应步骤繁多，分离步骤繁琐复杂，不利于大规模工业化生产，且反应均是在有机溶剂中进行，产生大量废液，对环境污染严重。而且，以往的报道中需要使用大量的盐酸，对生产设备腐蚀性较大，在最后成盐步骤中多使用氯化氢或氯气气体等作为氯化试剂，存在泄漏的潜在危险性。相比而言，简化合成路线与分离步骤，以水溶液作为反应介质，实现氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑类化合物的绿色合成，具有重要的理论和现实意义。另一方面，将十二烷基磺酸钠与铜盐发生金属交换，制备出相应的铜路易斯酸表面活性剂，既保留了铜的路易斯酸性，也具有烷基链端阴离子表面活性剂的性质，可在水中起到相转移催化剂的功能。而且，此类路易斯酸-表面活性剂联合催化剂，利用离心的方法可以很方便的从反应体系中移除，后处理操作简单，且催化剂可循环使用。截止目前为止，尚没有以铜路易斯酸表面活性剂催化制备氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑类化合物的相关报道。
技术实现思路
本专利技术提供一种铜路易斯酸表面活性剂催化制备氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑类化合物的方法，旨在至少一定程度上克服现有技术中存在的如下不足：制备工艺含多个步骤，后处理操作复杂，产生大量的化学废料，导致生产成本高，无法工业化；以氯化氢或氯气作为氯化试剂，对设备质量要求高，且存在着泄漏的潜在危险性。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种铜路易斯酸表面活性剂催化制备氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑的方法，包括以下步骤：1)以铜路易斯酸表面活性剂Cu(OSO2CnH2n+1)2为催化剂，苯甲醛、苯肼、芳香基胺和亚硝酸钠在溶剂水中反应得到3-芳香基-2,5-二苯基甲臜；2)3-芳香基-2,5-二苯基甲臜在二氯甲烷和水的混合溶剂中，在固体氯化试剂N-氯代丁二酰亚胺的条件下进行关环和氯交换氯化，得到氯化-3-芳香基-2,5-二苯基四氮唑；其中，n为8、9、10、11或12；芳香基为苯基、甲苯基或甲氧基苯基。对应的，得到氯化-3-苯基-2,5-二苯基四氮唑、氯化-3-甲苯基-2,5-二苯基四氮唑或氯化-3-甲氧基苯基-2,5-二苯基四氮唑。上述步骤中，化学反应方程式如下：其中R为苯基、对甲基苯基或对甲氧基苯基。上述反应方程式分两步进行，具体反应过程及机理如下：第一步中，醛和苯肼在铜路易斯酸表面活性剂Cu(OSO2C12H25)2的催化下，生成苯腙，而芳香基胺与亚硝酸钠反应生成重氮盐，之后苯腙与重氮盐反应3-取代-2,5-二苯基甲臜IV，由于铜路易斯酸表面活性剂兼有路易斯酸和相转移催化剂的作用，因此三步转化可以在一步反应中实现，催化剂也可在反应结束后很方便的回收再利用；第二步中，利用固体氯化试剂N-氯代丁二酰亚胺促使化合物IV发生关环反应，生成氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑化合物V。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以有如下进一步的具体选择。具体的，铜路易斯酸表面活性剂的制备方法为现有技术，可参考文献中进行，比如可采用如下方法制备：(1)在50℃下，配制摩尔浓度为0.1mol/L的烷基磺酸钠(NaOSO2CnH2n+1,n＝8,10,11或12)水溶液70mL和3.6mol/L溴化锌水溶液1mL备用。(2)将上述两种溶液以体积比70mL：1mL，在相同的温度下(50℃)搅拌，充分混合。(3)混合液冷却至室温，分离所析出的白色固体为粗产品。(4)将粗产品以水为溶剂进行重结晶，再次分离出所析出的白色固体，30℃下干燥24h，即得到所述的铜路易斯酸表面活性剂Cu(OSO2CnH2n+1)2,n＝8,10,11或12。用到的烷基磺酸钠为八烷基磺酸钠、十烷基磺酸钠、十一烷基磺酸钠和十二烷基磺酸钠的至少一种。优选使用十二烷基磺酸钠。具体的，步骤1)中：苯甲醛与水的用量比为0.1～0.12mol：100mL；苯肼与苯甲醛的物质的量之比为1.0～1.2：1；芳香基胺与苯甲醛的物质的量之比为1.0～1.2：1；亚硝酸钠与苯甲醛的物质的量之比为1.0～1.2：1；铜路易斯酸表面活性剂与混合液中水的用量之比为0.01～0.02mol：100mL，并且，铜路易斯酸表面活性剂与苯甲醛的物质的量之比为0.1～0.2：1。具体的，步骤1)中：反应温度为0～30℃反应时间为1～2h。具体的，步骤2)中：反应温度为-5～5℃，反应时间3～5h。3-芳香基-2,5-二苯基甲臜与水的用量比为1～1.2g：10mL；二氯甲烷与水的用量比为10～12mL：10mL；N-氯代丁二酰亚胺与苯甲醛的物质的量之比为1.0～1.1：1。具体的，其特征在于，包括以下步骤：a)在反应容器中加入苯甲醛、苯肼、芳香基胺、亚硝酸钠和水，0～30℃下搅拌混合；b)向步骤a)得到的混合体系中加入铜路易斯酸表面活性剂Cu(OSO2CnH2n+1)2；c)0～30℃下搅拌反应，反应时间为1～2h；d)将步骤c)中得到的混合溶液调节温度至5℃以下，冷却重结晶，过滤后得到固体3-芳香基-2,5-二苯基甲臜；以水洗涤固体3-芳香基-2,5-二苯基甲臜并回收滤液，滤液以1000～1600rpm离心，分离出下层白色混浊液，调节温度至10℃以下，重结晶得到白色固体，回收得到铜路易斯酸表面活性剂Cu(OSO2CnH2n+1)2；e)将步骤d)中得到的固体3-芳香基-2,5-二苯基甲臜以二氯甲烷和水的混合溶剂溶解后，加入N-氯代丁二酰亚胺，在-5～5℃下反应3～5h，f)将步骤e)得到的混合溶液静置分层，取上层水溶液，蒸馏除去溶剂后得到氯化-3-芳香基-2,5-二苯基四氮唑粗品，通过氯仿重结晶进行精制，得到氯化-3-芳香基-2,5-二苯基四氮唑。优选的：n为12；芳香基为苯基、对甲苯基或对甲氧基苯基。更具体的，铜路易斯酸表面活性剂催化制备氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑类化合物的方法，其包括如下步骤：a)在反应容器中加入苯甲醛I、苯肼II、芳香基胺III、亚硝酸钠和水，室温下搅拌混合，苯甲醛I与水的用量比为0.1mol：100mL，苯肼II与苯甲醛I的物质的量之比为1.0-1.2：1，芳香基胺III与苯甲醛I的物质的量之比为1.0-1.2：1，亚硝酸钠与苯甲醛I的物质的量之比为1.0-1.2：1；b)向a)中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜路易斯酸表面活性剂催化制备氯化‑3‑取代‑2,5‑二苯基四氮唑的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)以铜路易斯酸表面活性剂Cu(OSO2CnH2n+1)2为催化剂，苯甲醛、苯肼、芳香基胺和亚硝酸钠在水中反应得到3‑芳香基‑2,5‑二苯基甲臜；2)3‑芳香基‑2,5‑二苯基甲臜在二氯甲烷和水的混合溶剂中，在固体氯化试剂N‑氯代丁二酰亚胺的条件下进行关环和氯化，得到氯化‑3‑芳香基‑2,5‑二苯基四氮唑；其中，n为8、9、10、11或12；芳香基为苯基、甲基苯基或甲氧基苯基。

【技术特征摘要】
1.一种铜路易斯酸表面活性剂催化制备氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)以铜路易斯酸表面活性剂Cu(OSO2CnH2n+1)2为催化剂，苯甲醛、苯肼、芳香基胺和亚硝酸钠在水中反应得到3-芳香基-2,5-二苯基甲臜；2)3-芳香基-2,5-二苯基甲臜在二氯甲烷和水的混合溶剂中，在固体氯化试剂N-氯代丁二酰亚胺的条件下进行关环和氯化，得到氯化-3-芳香基-2,5-二苯基四氮唑；其中，n为8、9、10、11或12；芳香基为苯基、甲基苯基或甲氧基苯基。2.根据权利要求1所述的铜路易斯酸表面活性剂催化制备氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑的方法，其特征在于，步骤1)中：苯甲醛与水的用量比为0.1～0.12mol：100mL；苯肼与苯甲醛的物质的量之比为1.0～1.2：1；芳香基胺与苯甲醛的物质的量之比为1.0～1.2：1；亚硝酸钠与苯甲醛的物质的量之比为1.0～1.2：1；铜路易斯酸表面活性剂与水的用量之比为0.01～0.02mol：100mL，并且，铜路易斯酸表面活性剂与苯甲醛的物质的量之比为0.1～0.2：1。3.根据权利要求1所述的铜路易斯酸表面活性剂催化制备氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑的方法，其特征在于，步骤1)中：反应温度为0～30℃反应时间为1～2h。4.根据权利要求1所述的铜路易斯酸表面活性剂催化制备氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑的方法，其特征在于，步骤2)中：3-芳香基-2,5-二苯基甲臜与水的用量比为1～1.2g：10mL；二氯甲烷与水的用量比为10～12mL：10mL；N-氯代丁二酰亚胺与苯甲醛的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李清平，徐志丹，
申请(专利权)人：湖北佰智昂生物化工有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42