一种α‑叠氮羰基化合物及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种α‑叠氮羰基化合物及制备方法，在有机溶剂中，以末端炔烃与三甲基硅叠氮为反应原料，在铜催化剂和过硫酸盐氧化剂的共同促进作用下，通过炔烃的双官能团化反应得到α‑叠氮羰基化合物。叠氮自由基的氧化使用空气作为终端氧化剂在反应过程中起到关键作用。所述方法底物范围广泛、室温操作、反应条件温和、后处理简单以及产物的产率和纯度高，为α‑叠氮羰基类化合物开拓了新的合成路线和方法，具有良好的应用潜力和研究价值。

【技术实现步骤摘要】
一种α-叠氮羰基化合物及制备方法
本专利技术涉及有机化合物合成
，尤其是涉及一种α-叠氮羰基化合物及制备方法。
技术介绍
α-叠氮羰基化合作为有用中间体常用在杂环化合物如噁唑、吡唑、咪唑和吡咯等含氮杂环化合物的合成；它们也常用于合成α-亚胺羰基化合物、环氮乙烷、β-氨基醇化合物和氨基酸衍生物。近年来，利用铜催化的叠氮化合物与炔烃的“点击化学”用来合成一系列官能团化的1,2,3-三氮唑化合物。α-叠氮羰基化合物作为关键中间体虽然该类化合物具有广泛的用途，但其制备方法却报道较少，主要采用羰基α-卤化合物与叠氮化钠的亲核取代反应。2000年，Lee等人报道了有机酮化合物与HNIB(羟基(对硝基苯磺酸)碘苯)在乙腈溶剂下回流2-6小时之后，利用生成的中间体被叠氮化钠亲核取代反应得到α-叠氮羰基化合物，缺陷是该反应需要的HNIB活化试剂需要多步骤的合成，反应式如下：2010年，Chen等人报道了当量碘苯催化有机酮化合物在对甲苯磺酸和间氯过氧苯甲酸氧化作用下得到羰基α-对家苯磺酸羰基化合物中间体，然后再聚乙二醇400溶剂中与叠氮化钠通过亲核取代反应得到目标产物，其反应式如下：2013年，Waser等人报道了在甲苯溶剂中，使用三氟甲磺酸锌催化的烯醇硅醚与三价碘叠氮化合物反应，得到了α-叠氮羰基化合物，然而需要对羰基化合物预先制备成烯醇硅醚化合物，以及多步合成三价碘叠氮化合物，使得官能团容忍性较差，合成成本较高，所述反应的反应式如下：如上所述和可见，虽然现有技术中存在多种制备α-叠氮羰基化合物的制备方法，但这些方法大多存在着操作繁琐、试剂昂贵、条件剧烈、产率较低、底物拓展差等诸多缺点。因此，对于简便、易于处理、反应条件温和的α-叠氮羰基化合物类化合物的合成方法，以及开发高效、廉价的简单炔烃化合物的叠氮氧化反应，仍存在继续进行研究和探索的必要，这也是医药中间体领域对于α-叠氮羰基类化合物需求强烈所决定的迫切需求，也是目前的研究热点之一。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是在α-叠氮羰基化合物的制备过程中操作复杂的问题。本专利技术所要解决的第二个技术问题是在α-叠氮羰基化合物的制备过程中反应条件不够温和的问题本专利技术所要解决的第三个技术问题是使α-叠氮羰基化合物的制备过程适合大规模工业化生产的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供下述技术方案：一种α-叠氮羰基化合物的制备方法，以具有如式(I)所示结构的炔烃和三甲基硅叠氮为原料，以氧气为氧化试剂，在铜催化剂和氧化剂的共同作用下，在反应溶剂中通过炔烃的双官能团化反应得到如式(II)所示的α-叠氮羰基化合物；式(I)和(II)中，R1，R2各自独立地选自H、苯环、萘环、杂环、取代苯环、，直链烷基、支链烷基、卤素、硝基或氰基。铜催化剂为有机铜或无机铜化合物；以摩尔量计，铜催化剂的用量为所述炔烃用量的1-10％。无机铜为卤化铜、卤化亚铜、铜氧化物、单质铜、硫化物、铜的无机盐中的至少一种；有机铜为乙酰丙酮铜、乙酸铜、乙酸亚铜、三氟磺酸铜、硫氰酸亚铜中的至少一种，优选为乙酸铜。铜催化剂为CuO、CuI、CuBr、CuCl、Cu(OTf)2、Cu(acac)2、(Cu(OAc)2、铜粉Cu、Cu2S、CuSCN、CuF2、CuSO4、CuOAc、CuCl2、Cu2O中的至少一种，优选(Cu(OAc)2；以摩尔量计，所述铜催化剂的用量为所述炔烃用量的1-10％。氧化剂为三氧化二铬、二氧化锰、2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物、2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌、二(三氟乙酸)碘苯、3-氯过氧化苯甲酸、碳酸银、醋酸银、硝酸银、硫酸银、二乙酸碘苯、过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠中的至少一种，优选过硫酸钾；以摩尔量计，所述氧化剂的用量与所述炔烃用量比为1:1-1:3。反应溶剂为有机溶剂，所述有机溶剂为醇、醚、酰胺、氯代烷烃、芳香烃、二甲基亚砜、酯、杂环芳烃、脂肪烃中的至少一种。反应溶剂为有机溶剂，所述有机溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、乙醇、聚乙二醇、二氯甲烷、乙酸乙酯、吡啶、正己烷、1,4-二氧六环、1,2-二氯乙烷、甲苯、四氢呋喃、甲醇、乙醚、四氯化碳、二甲苯、苯、氯仿、正丙醇、异丙醇、正丁醇中的至少一种，优选二甲基亚砜。所述炔烃与所述三甲基硅叠氮的摩尔比为1:1-1:5，优选1:1-1:2。反应的温度为-80～40℃；反应的时间为0.5-30h。由上述制备方法制得的α-叠氮羰基化合物。本专利技术提供的α-叠氮羰基化合物的制备方法具有如下有益效果：a)反应高效、收率高、后处理简单、操作简便；b)氧化试剂廉价易得；c)反应在室温进行，条件温和；d)反应所用催化剂醋酸铜廉价、经济；e)反应底物官能团容忍性高、底物范围广和容易制备；f)反应放大后反应效率更高。本专利技术以廉价易得的炔烃类化合物与三甲基硅叠氮为反应原料，以氧气为氧化试剂，在廉价铜催化剂与氧化剂共同作用下，反应得到取代的α-叠氮羰基化合物。反应操作简单，反应条件温和，适合大规模工业化生产。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例对本专利技术做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。本专利技术人出人意料的发现一种高效构建α-叠氮羰基化合物的方法。本专利技术提供了一种α-叠氮羰基化合物的制备方法，以炔烃和三甲基硅叠氮为原料，以氧气为氧化试剂，在铜催化剂和氧化剂的共同作用下，在反应溶剂中通过炔烃的双官能团化反应得到如式(II)所示的α-叠氮羰基化合物；上述的反应过程，可用下述的反应式表示：在一种优选的实施方式中，在另一种优选的实施方式中，(1)炔烃炔烃具有如式(I)所示的结构，式(I)中，R1，R2各自独立地选自H、苯环、萘环、杂环、取代苯环、直链烷基、支链烷基、卤素、硝基或氰基。杂环优选为2位、3位、4位取代-吡啶，1位取代-异喹啉，2位取代-噻唑，2位取代-咪唑，1-芳基吡咯，2位、3位取代-吲哚，2位、3位取代-呋喃，2位、3位取代-噻吩，2-取代-1,3噁唑，2位、3位取代-喹啉。取代苯环优选2-甲基，溴，氯，氟，三氟甲基，硝基，甲酰基，乙酰基，羧基，磺酰氯，叔丁基，甲氧基，苯基，羟基，氨基，四氢吡咯。3-甲基，溴，氯，氟，三氟甲基，硝基，甲酰基，乙酰基，羧基，磺酰氯，叔丁基，甲氧基，苯基，羟基，氨基，四氢吡咯。4-甲基，溴，氯，氟，三氟甲基，硝基，甲酰基，乙酰基，羧基，磺酰氯，叔丁基，甲氧基，苯基，羟基，氨基，四氢吡咯。直链烷基优选甲基，乙基，正己基支链烷基优选叔丁基。(2)催化剂本专利技术中的催化剂是对炔烃与三甲基硅叠氮反应制备α-叠氮羰基化合物的催化剂。优选本专利技术中的催化剂为铜催化剂。铜催化剂包括无机铜或有机铜化合物。无机铜催化剂包括卤化铜、卤化亚铜、铜氧化物、单质铜、硫化物、铜的无机盐。有机铜催化剂包括乙酰丙酮铜、乙酸铜、乙酸亚铜、三氟磺酸铜、硫氰酸亚铜，优选乙酸铜。无机铜催化剂包括氧化铜(CuO)、碘化亚铜(CuI)、溴化亚铜(CuBr)、氯化亚铜(CuCl)、铜粉(Cu)、、氟化铜(CuF2)、硫酸亚铜(CuSO4)、氯化铜(CuCl2)、氧化亚铜(Cu2O)。有机铜催化剂包括三氟磺酸铜(Cu(OTf)2)、乙酰丙酮铜(Cu(ac本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种α‑叠氮羰基化合物的制备方法，其特征在于，以具有如式(I)所示结构的炔烃和三甲基硅叠氮为原料，以氧气为氧化试剂，在铜催化剂和氧化剂的共同作用下，在反应溶剂中通过炔烃的双官能团化反应得到如式(II)所示的α‑叠氮羰基化合物；

【技术特征摘要】
1.一种α-叠氮羰基化合物的制备方法，其特征在于，以具有如式(I)所示结构的炔烃和三甲基硅叠氮为原料，以氧气为氧化试剂，在铜催化剂和氧化剂的共同作用下，在反应溶剂中通过炔烃的双官能团化反应得到如式(II)所示的α-叠氮羰基化合物；式(I)和(II)中，R1，R2各自独立地选自H、苯环、萘环、杂环、取代苯环、直链烷基、支链烷基、卤素、硝基或氰基。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铜催化剂为有机铜或无机铜化合物；以摩尔量计，所述铜催化剂的用量为所述炔烃用量的1-10％。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述无机铜为卤化铜、卤化亚铜、铜氧化物、单质铜、硫化物、铜的无机盐中的至少一种；所述有机铜为乙酰丙酮铜、乙酸铜、乙酸亚铜、三氟磺酸铜、硫氰酸亚铜中的至少一种，优选为乙酸铜。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铜催化剂为CuO、CuI、CuBr、CuCl、Cu(OTf)2、Cu(acac)2、(Cu(OAc)2、铜粉Cu、Cu2S、CuSCN、CuF2、CuSO4、CuOAc、CuCl2、Cu2O中的至少一种，优选(Cu(OAc)2；以摩尔量计，所述铜催化剂的用量为所述炔烃用量的1-10％。5.根据权利要求1至4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述氧化剂为三氧化二铬...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴戈，
申请(专利权)人：温州医科大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33