一种N-二氟甲基唑类硫（硒）脲衍生物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种N‑二氟甲基唑类硫(硒)脲衍生物及其制备方法。所述N‑二氟甲基唑类硫(硒)脲衍生物，包括N‑二氟甲基苯并咪唑硫脲、N‑二氟甲基咪唑硫脲、N‑二氟甲基三氮唑硫脲、及其相关N‑二氟甲基硒脲衍生物。将苯并咪唑衍生物、咪唑衍生物或三氮唑衍生物、单质硫粉或硒粉、催化剂加入反应管，在反应管中加入有机溶剂，注入卤代烃，在加热条件下反应获得所述N‑二氟甲基唑类硫(硒)脲衍生物。本发明专利技术的制备方法简单易操作，条件温和，便宜经济；提供的化合物在农药、医药、有机功能材料中有重要的潜在应用价值。

A N-difluoromethylazole sulfur (selenium) urea derivative and its preparation method

The invention discloses a N difluoromethylazole sulfur (selenium) urea derivative and a preparation method thereof. The N difluoromethyl azole sulfur (selenium) urea derivatives include N difluoromethyl benzimidazole thiourea, N difluoromethyl imidazole thiourea, N difluoromethyl triazole thiourea and related N difluoromethyl selenium urea derivatives. Benzimidazole derivatives, imidazole derivatives or triazole derivatives, elemental sulfur or selenium powder, catalyst are added to the reaction tube, organic solvent is added to the reaction tube, halogenated hydrocarbons are injected into the reaction tube, and the N difluoromethylazole sulfur (selenium) urea derivatives are obtained under heating conditions. The preparation method of the invention is simple, easy to operate, mild conditions, cheap and economical, and the compound provided has important potential application value in pesticides, medicines and organic functional materials.

【技术实现步骤摘要】
一种N-二氟甲基唑类硫(硒)脲衍生物及其制备方法
本专利技术属于有机化学反应
，具体涉及一种N-二氟甲基唑类硫(硒)脲衍生物及其制备方法。
技术介绍
唑类化合物诸如苯并咪唑、咪唑、三氮唑等衍生物在药物和材料领域具有重要的应用，在新型高效药物创制中占有很重要的地位。这类化合物因具有高效、低毒、优良的生物活性和结构变化多样的特点，在农药和医药方面有着广泛的应用，一直是有机化学研究的热点和重点。(李焱，有机化学,2007,28(2):210-217；张英，农药,2008,47(3),164-170)。有机化合物的选择性氟化和氟烷基化导致产物的电子效应和骨架特征发生显著改变。这类含氟化合物在医药、农药、材料化学和催化等领域有着广泛的应用。在氟烷基中，二氟甲基与传统的氢键供体(N-H，O-H)相似，它表现出更强的亲脂性。此外，当引入二氟甲基时，对药物的药代动力学特性，即膜通透性、生物利用度、结合亲和力、代谢稳定性和亲脂性都有明显的影响。(Org.ProcessRes.Dev.2008,12(2),305-321.；J.Med.Chem.,2011,54(8),2529-2591.；OrganicLetters,2014,16(1):54-57.)。这些化合物与除草剂(如Sulfentrazone，Carfentrazone-ethyl和Neuro-peptideY拮抗剂)具有相似的结构，其可能具有良好的药用和农业应用的生物活性。((a)Dumas,D.J.USPatent5990315,1999.；(b)Poss,K.M.PCTInt.Pat.WO1990/002120,1990.；(c)Sato,N.；Ando,M.；Ishikawa,S.；Nagase,T.；Nagai,K.；Kanatani,A.PCTInt.PatWO2004/031175,2004.；(d)Org.Lett.2014,16,54.)。鉴于N-二氟甲基硫脲的重要功能与应用价值，发展简单、高效制备N-二氟甲基硫脲衍生物的技术方法是非常有必要的。现有制备N-二氟甲基唑类硫脲的反应技术通常通过复杂的试剂三甲基甲硅烷基氟磺酰基二氟乙酸盐(TFDA)在强碱的催化下生成二氟甲基卡宾来实现该反应转化(OrganicLetters,2006,8(24):5549-5551.)。但是TFDA含氟试剂不易获取，而且底物的适用性非常有限，不利于获取结构多样的硫脲类化合物；强碱的使用对官能团也有不同程度的破坏作用，导致官能团兼容性不佳，不利于药物分子库的构建。鉴于现有的N-二氟甲基唑类硫脲化合物制备技术的不足，需要发展一种广谱、经济、高效制备N-二氟甲基唑类硫脲衍生物的反应技术。
技术实现思路
为解决现有技术的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种N-二氟甲基唑类硫(硒)脲衍生物。本专利技术的另一目的在于提供上述N-二氟甲基唑类硫(硒)脲衍生物的制备方法。该方法是由苯并咪唑、咪唑、三氮唑及其衍生物等杂环转化合成相应的N-二氟甲基唑类硫脲衍生物。本专利技术目的通过以下技术方案实现：本专利技术提供了一种N-二氟甲基唑类硫(硒)脲衍生物包括N-二氟甲基苯并咪唑硫脲，N-二氟甲基咪唑硫脲，N-二氟甲基三氮唑硫脲，及其相关N-二氟甲基硒脲衍生物，其结构通式如化学式I、II、III、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ或Ⅶ所示:所述化学式I中，R1可以是含有或者不含有官能团的各类烷基，烷基碳链的碳原子数为1-12，官能团可以是碳碳双键、碳碳三键、氰基、四氢呋喃、二氧环戊基、酯基、苄基和五氟苄基中的一种以上；R2为苯环上的一个及一个以上的取代，可以在苯环的任意位置，可以相同或不同的选自甲基、甲氧基、酯基、卤素和硝基等；所述化学式II中，R3可以是含有或者不含有各种官能团的各类烷基和各类芳基，烷基碳链的碳原子数为1-12，官能团可以是苯环、苄基、酯基、含氟芳烃、中的一种以上；所述化学式III中，R4可以是含有或者不含有各种官能团的各类烷基和各类芳基，烷基碳链的碳原子数为1-12，官能团可以是苄基和(N-二氟甲基接了两个)等中的一种以上；所述化学式IV中，R1可以是含有或者不含有各种官能团的各类烷基，烷基碳链的碳原子数为1-12，官能团可以是碳碳双键、碳碳三键、氰基、四氢呋喃、二氧环戊基、酯基、苄基和五氟苄基中的一种以上；R2为苯环上的一个及一个以上的取代，可以在苯环的任意位置，可以相同或不同的选自甲基、甲氧基、酯基和卤素等；所述化学式V中，R3可以是含有或者不含有各种官能团的各类烷基和各类芳基，烷基碳链的碳原子数为1-12，官能团可以是苯环、苄基、酯基和含氟芳烃中的一种以上；优选的，所述N-二氟甲基唑类硫(硒)脲衍生物为以下结构式所示的化合物：本专利技术还提供了制备上述式I-III中化合物的方法，反应路径分别如式(1)、(2)、(3)所示；上述式IV、V中化合物的制备方法，反应路径如式(4)所示，式Ⅵ中的化合物制备方法，反应路径如式(5)所示；式Ⅶ中的化合物制备方法，反应路径如式(6)所示：反应式(1-7)中的唑类化合物即化合物1-7可以是苯并咪唑、含有取代基的苯并咪唑衍生物、咪唑、含有取代基的咪唑衍生物、三氮唑、或含有取代基的三氮唑衍生物，所述取代基是指R1、R2、R3和R4，通过上述反应路径可以获得化合物I-VII；上述反应式(1-7)的具体步骤：称取唑类化合物、单质硫粉或硒粉、催化剂加入反应管，在反应管中加入有机溶剂，注入卤代烃，在加热条件下反应获得式I-VII所述化合物；所述反应(1-5)中，R1、R2、R3、R4的定义分别与化合物I-VII中的R1、R2、R3、R4的定义相同。上述方法中：所述有机溶剂为常用的有机溶剂，具体可选自苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、四氯化碳、乙醚、二异丙醚、四氢呋喃、丙酮、丁酮、甲基异丁酮、乙腈、丙腈、丁腈、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-甲酰苯胺、N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酰三胺、乙酸乙酯、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇单甲醚和1,4-二氧六环中的至少一种；优选N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、乙腈和N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种；所述催化剂为亚磺酸盐和/或碱；所述亚磺酸盐具体可选自羟甲基亚磺酸钠、连二亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠和硫代硫酸钠中的至少一种，优选羟甲基亚磺酸钠、连二亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠中的至少一种；碱可选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、磷酸钾、磷酸氢钾、磷酸二氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾和胆碱等中的至少一种，优选碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾和碳酸氢钾中的至少一种。所述反应步骤中，反应温度均为40℃-160℃，优选80℃-120℃；反应时间均为12-24小时，优选24小时。上述反应式(1)-(3)、(6)、(7)中，化合物1、化合物2、化合物3、化合物6或化合物7，与硫粉和卤代烃的用量比(物质的量—摩尔比)均为1:1-3:1-3，优选1:2:2.5；上述反应式(4)、(5)中，化合物4或化合物5，与硒粉和卤代烃的用量比(物质的量—摩尔比)均为1:1-3:1-3，优选1:2:2.5。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：(1)本专利技术提供了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种N‑二氟甲基唑类硫(硒)脲衍生物，包括N‑二氟甲基苯并咪唑硫脲、N‑二氟甲基咪唑硫脲、N‑二氟甲基三氮唑硫脲、及其相关N‑二氟甲基硒脲衍生物，其特征在于，其结构通式如化学式I、II、III、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ或Ⅶ所示：

【技术特征摘要】
1.一种N-二氟甲基唑类硫(硒)脲衍生物，包括N-二氟甲基苯并咪唑硫脲、N-二氟甲基咪唑硫脲、N-二氟甲基三氮唑硫脲、及其相关N-二氟甲基硒脲衍生物，其特征在于，其结构通式如化学式I、II、III、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ或Ⅶ所示：所述化学式I中，R1是含有或者不含有官能团的各类烷基，烷基碳链的碳原子数为1-12，官能团是碳碳双键、碳碳三键、氰基、四氢呋喃、二氧环戊基、酯基、苄基和五氟苄基中的一种以上；R2为苯环上的一个及一个以上的取代，在苯环的任意位置，相同或不同的选自甲基、甲氧基、酯基、卤素和硝基；所述化学式II中，R3是含有或者不含有各种官能团的各类烷基和各类芳基，烷基碳链的碳原子数为1-12，官能团是苯环、苄基、酯基、含氟芳烃、中的一种以上；所述化学式III中，R4是含有或者不含有各种官能团的各类烷基和各类芳基，烷基碳链的碳原子数为1-12，官能团是苄基和中的一种以上；所述化学式IV中，R1是含有或者不含有各种官能团的各类烷基，烷基碳链的碳原子数为1-12，官能团是碳碳双键、碳碳三键、氰基、四氢呋喃、二氧环戊基、酯基、苄基和五氟苄基中的一种以上；R2为苯环上的一个及一个以上的取代，在苯环的任意位置，相同或不同的选自甲基、甲氧基、酯基和卤素；所述化学式V中，R3是含有或者不含有各种官能团的各类烷基和各类芳基，烷基碳链的碳原子数为1-12，官能团是苯环、苄基、酯基和含氟芳烃中的一种以上。2.根据权利要求1所述的一种N-二氟甲基唑类硫(硒)脲衍生物，其特征在于，所述N-二氟甲基唑类硫(硒)脲衍生物为以下结构式所示的化合物：3.权利要求1所述的一种N-二氟甲基唑类硫(硒)脲衍生物的制备方法，其特征在于，式I-III中化合物的方法，反应路径分别如式(1)、(2)、(3)所示；式IV、V中化合物的制备方法，反应路径分别如式(4)、(5)所示，式Ⅵ中的化合物制备方法，反应路径如式(6)所示；式Ⅶ中的化合物制备方法，反应路径如式(7)所示：上述反应式(1)-(7)的具体步骤：称取唑类化合物、单质硫粉或硒粉、催化剂加入反应容器，在反应容器中加入有机溶剂，加入卤代烃，在加热条件下反应获得式I-VII所述化合物；所述唑类化合物是指苯并咪唑、含有取代基的苯并咪唑衍生物、咪唑、含有取代基的咪唑衍生物、三氮唑、或含有取代基的三氮唑衍生物，所述取代基是指R1、R2、R3和R4；上述反应式中：R1是含有或者不含有官能团的各类烷基，烷基碳链的碳原子数为1-12，官能团是碳碳双键、碳碳三键、氰基、四氢呋喃、二氧环戊基、酯基、苄基和五氟苄基中的一种以上；R2为苯环上的一个及一个以上的取代，在苯环的任意位置，相同或不同的选自甲基、甲氧基、酯基、卤素和硝基；R3是含有或者不含...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤日元，邓建超，徐莉，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44