一种高效制备1,2,3-三氮唑衍生物的方法技术

本发明专利技术涉及1,2,3‑三氮唑衍生物的制备方法。本发明专利技术提供的1,2,3‑三氮唑衍生物制备方法，包括下述步骤：在无金属催化剂存在下，微波辐射促进、离子液体相转移协同碘催化卤代烃、叠氮物和环氧乙烷化合物三组分水相加成，得到1,2,3‑三氮唑衍生物，该制备方法操作简单，反应条件温和、转化率和产率高，尤其是不需使用金属催化剂和有机溶剂，从根本上克服了有机溶剂的污染和损失，消除了导致的细胞毒性的重金属催化剂在产品中的残留，拓展了1,2,3‑三氮唑衍生物在生物、药物或材料合成领域中的应用范围。

A highly efficient method for the preparation of 1,2,3- three azole derivatives

The invention relates to a method for preparing 1,2,3 - three azole derivatives. The invention provides a preparation method of 1,2,3 three azazole derivative, including the following steps: in the presence of a metal free catalyst, microwave radiation, ionic liquid phase transfer and iodine catalyzed halogenate, azide, and epoxy ethane compound are added into the three component water phase, and the 1,2,3 three azazole derivatives are obtained. The preparation method is simple to operate. Single, mild reaction conditions, high conversion rate and high yield, especially without the use of metal catalysts and organic solvents, fundamentally overcame the pollution and loss of organic solvents, eliminated the residue of the cytotoxic heavy metal catalysts in the products, and expanded the combination of 1,2,3 three azazole derivatives in biological, drug or materials. The scope of application in the field.

【技术实现步骤摘要】
一种高效制备1,2,3-三氮唑衍生物的方法
本专利技术涉及1,2,3-三氮唑衍生物的制备方法。
技术介绍
随着铜(I)催化下炔和叠氮化物反应在的快速、高效耦合反应的成功发现（Angew.Chem.Int.Ed.,2002,41:2596-2599；J.Org.Chem.,2002,67:3057-3064），特别是水的存在被实验证实有益于这类反应的发现（Angew.Chem.Int.Ed.,2002,41:2596-2599），以铜(I)催化为标志的水相炔和叠氮化物的[3+2]环加成成为“完美的”有机化学反应，被定义为“点击反应”。但在一些特定的情况下，这一反应并不完美。有文献报道，反应产物中残留的过渡态金属催化剂铜(I)具有细胞毒素，引起细胞中DNA的降解与多糖和蛋白质的变性（Org.Lett.2006,8:3639-3642；Chem.Res.Toxicol.2010,23:319-326），也会诱导病毒或寡核普酸的降解（J.Am.Chem.Soc.,2003,125:3192-3193），应将铜(I)作为催化剂的点击反应产物排除在生物体内的应用范围之外（J.Am.Chem.Soc.,2004,126:15046-15047）；产物是聚合物材料时，还会造成材料性能明显下降（Angew.Chem.,Int.Ed.2007,46,872-877；Biomacromolecules2010,11,2960-2965）。一部分应用研究转向了替代铜(I)催化的点击化学，发现使用其它过渡态金属催化剂仍然可以保持了点击反应的优势（Angew.Chem.,2005,117:2250-2255；Macromolecules,2006,39:6451-6457；Chem.Eur.J.,2008,14:6713-6721；J.Am.Chem.Soc.,2008,130:8923-8930；Synlett,2007,10:1591-1594）。但是，使用这些金属催化剂的合成反应产物仍然或多或少存在潜在的毒性。因此，不使用任何金属催化剂的点击反应显现出越来越大实际价值。近年来，随着对1,3-偶极环加成合成1,2,3-三氮唑反应的深入研究，发现了一些无过渡金属催化条件下进行的有机叠氮高效合成1,2,3-三氮唑的反应也符合点击反应的特点，从根本上解决了重金属污染的问题。EvitaBalducci等发现微波作用下，在甲腈/水介质中分子内的a-酰炔基和a-叠氮胺进行无铜催化的Huisgen环加成，产率较高。这个反应的特征是以a-酰炔基和a-叠氮胺为反应底物（J.Org.Chem.,2009,74:1314-1321）。RichardC.Larock课题组利用苯炔和叠氮化物在CsF催化条件下发生1,3-偶极环加成得到功能化的苯并三氮唑（Org.Lett.,2008,10:2409-2412）。随后，Feringa和他的实验小组做了类似的研究，发现这个反应可以利用冠醚提高产率，并且反应时间可以减少到不超过2小时（Org.Biomol.Chem.,2008,6:3461-3463）。A.Sarkar课题组在相对温和无铜催化的条件下成功利用Fincher卡宾在玻璃表面发生1,3-偶极环加成反应，形成稳定蛋白质单分子层（Chem.Commun.,2008,5957-5959）。C.R.Bertoz课题组完成了a-二氟环辛炔试剂(DIFO)与有机叠氮无铜(I)催化下的[3+2]环加成（J.Am.Chem.Soc.2008,130,11486-11493）。BenZhongTang课题组曾经报道在无金属催化下的极性有机溶剂中，加热温度到100℃时双叠氮化合物和二芳酞基环氧乙烷化合物耦合，约6小时得到高相对分子质量和高规则的聚芳酞基三氮唑类化合物(PATAs)，产率高达94%（Macromolecules,2007,40:2308-2317；Adv.Funct.Mater.,2009,19:1891-1900）。基于1,3-偶极环加成合成1,2,3-三氮唑反应的无金属催化点击化学已经在药物化学、生物化学、生物分子识别、聚合物化学以及超分子化学在等领域得到了一定的应用，但是，仍然不尽人意。以上列举的文献，有的是非水相反应或需要部分传统有机溶剂，有的需要数小时的反应时间，这与点击化学的理念尚有一定差距。水相有机合成反应有很多独特的优势，例如，对环境友好、无毒、取之不尽、成本低、反应条件温和、反应后处理容易、副反应少等。由于有机产物在水相反应液中的溶解度很小，一般情况下，反应后处理通过简单的萃取，甚至过滤就能分离出反应产物，从而可以减少后处理过程中通常使用有机溶剂而造成的污染和产物在溶剂中的损失。实验发现水对一些有机反应有催化作用（Chem.Rev.,1993,93:2023-2035)，一些有机水相反应有较高的化学选择性和立体选择性（J.Org.Chem.,2001,66,10:3467-3473）。有机水相反应也存在很多问题，例如，对水敏感的底物参与的合成反应不能用水作为反应介质，水的氢键对一些反应有不利影响，大多有机底物的疏水性阻碍反应的进行，某些油相反应催化剂在水相反应中催化性能下降等等。拓宽有机合成的水相反应的范围可采取的应用方法并不多，常见的方法有：相转移催化，反应物嫁接亲水基团，协同溶剂。一般的相转移催化是以传统的表面活性剂作为催化剂，很多使用传统表面活性剂的相转移催化过程需要一定量的有机溶剂，反应后处理较繁杂，催化剂难以重复使用，损失严重，回收困难等。一般认为，常规加热的化学反应是靠介质热传递而增加分子间的碰撞，热量更多地传递给反应介质，经过热的传导、对流、辐射而作用于反应物分子，反应物分子的激发需要一定的热传导时间；微波促进的化学反应是由电磁能直接作用于反应物和介质，更直接地转化成热能和激发反应物分子的活泼基团，几乎是同时作用于所有的活泼基团，反应容器对微波能量吸收很弱。在微波促进下，可以使数小时常规加热才能完成的有机反应在几分钟内迅速完成，而且，微波辐射下有机反应的产率常常较常规加热还要高。在水相有机合成反应中使用具有相转移催化功能的离子液体，不需要添加有机溶剂，而离子液体可设计的强酸或强碱性质赋以其相转移催化和酸或碱催化的双催化功能。离子液体极性较强，吸收微波的功能较强，吸收微波能量的过程中反应体系没有产生明显的的压强。微波辐射促进离子液体介质中的有机合成反应，不但可以使合成反应在短时间内完成，而且还克服了在微波辐射下传统有机溶剂容易挥发性强的缺陷。一些碱性离子液体，如氢氧化N,N,N-三甲基-N-十二烷基铵离子液体（[12-AtMDA]OH）具备相转移功能的季铵盐结构和碱性官能团。我们的实验发现在微波协助碘催化下，不需金属的催化，开链季铵盐型离子液体[12-AtMDA]OH显著催化[3+2]环加成反应，使得[3+2]环加成制备三氮唑衍生物的反应具有快速、高效等点击反应的特点。基于微波促进碱性离子液体相转移协同碘催化的1,3-偶极环加成合成1,2,3-三氮唑反应，我们合成了一系列的三氮唑衍生物。相较于铜催化点击反应，本专利技术的“无金属催化点击化学”，不仅具有无需金属作催化剂、反应产物中无重金属污染、合成过程不需挥发性有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种1,2,3‑三氮唑衍生物的制备方法，其特征在于包括下述步骤：在微波辐射促进离子液体相转移协同碘催化下，卤代烃、叠氮物和环氧乙烷化合物三组分水相加成，得到1,2,3‑三氮唑衍生物；所述1,2,3‑三氮唑衍生物的结构式如式（I）所示；

【技术特征摘要】
1.一种1,2,3-三氮唑衍生物的制备方法，其特征在于包括下述步骤：在微波辐射促进离子液体相转移协同碘催化下，卤代烃、叠氮物和环氧乙烷化合物三组分水相加成，得到1,2,3-三氮唑衍生物；所述1,2,3-三氮唑衍生物的结构式如式（I）所示；（I）式（I）的R1和R2分别表示1个取代基，所述R1和R2分别为氢、卤素原子、氰基、硝基、C1-C10的烷基、C1-C10的烷氧基、C6-C22的芳基或杂环化合物、C1-C6的烷基取代的氨基；C6-C22的取代或未取代的芳基或杂环化合物基团，其中所述的取代基可以选自卤素原子、C1-C4的烷基、C1-C4的烷氧基、硝基、氰基；所述的卤代烃是指C1-C10的卤代烷烃或烯烃、C1-C6的烷氧基卤代烷烃或烯烃、C6-C22的芳卤代烃或卤代杂环化合物；所述的叠氮物是指C1-C10的烷基或烯基的叠氮物或无机叠氮物；所述的环氧乙烷化合物是指含环氧乙烷的C1-C10的烷基、C1-C10的烷氧基、C6-C22的芳基或杂环化合物、C1-C6酰基的有机化合物；所述的三组分水相加成反应其反应物卤代烃、叠氮物和环氧乙烷化合物的摩尔比为1.0~2.5:1.0:1.0~3.0；所述的催化剂碘在反应中与环氧乙烷化合物反应物的摩尔比为0.001~1:1.0；所述的离子液体相转移催化剂在反应溶剂水中的质量浓度为0.01~20g/L。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，式（1）中的R1和R2为进一步优选为酰胺、苯并三氮唑、苄基。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的碱性离子液体为氢氧化1-C1-C12烷基-3-C1-C4烷基咪唑盐、例如氢氧化1-甲基-3-戊基咪唑盐（[pmim]OH）；氢氧化1-(氨基C1-C12烷基)-3-C1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：王锐，段利平，谷利军，郭俊明，孙少辉，张筱薇，
申请(专利权)人：云南民族大学，
类型：发明
国别省市：云南,53