一种脲类衍生物及其合成方法技术

本发明专利技术公开了一种脲类衍生物及其合成方法，该合成方法以胺类化合物为原料，加入胺类催化剂，然后向反应瓶中通入二氧化碳气体，在二氧化碳气体的氛围下，向反应瓶中依次加入溶剂、氢硅烷、路易斯酸性催化剂，通过一锅法反应催化合成得到如式(I)所示的脲类衍生物。本发明专利技术制备方法具有反应条件温和、原料、胺类催化剂及路易斯酸性催化剂简单易得、底物普适性好、后处理简便、收率良好等优点。本发明专利技术还公开了式(I)所示脲类衍生物在合成及药物化学领域的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种脲类衍生物及其合成方法
本专利技术属于有机化合物合成领域，具体涉及一种脲类衍生物及其合成方法。
技术介绍
脲类衍生物在农药化学、高分子科学、分析化学和生物研究等方面被广泛应用。最近，磺脲类药物被用于治疗II型糖尿病。脲类衍生物也被用于细菌抑制剂内酯衍生物的制备。另外，大分子型尿素可被用作胍类配体的前体，而阴离子型尿素被用于材料的开环聚合和有机催化。尿素的合成通常采用剧毒试剂光气或其类似物。以二氧化碳作为尿素的合成原料引起了一些关注，例如：(a)M.T.Xu,A.R.Jupp,D.W.Stephan,Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,14277-14281.(b)F.Shi,Q.Zhang,Y.Ma,Y.He,Y.Deng,J.Am.Chem.Soc.2005,127,4182-4183.(c)M.T.Zoeckler,R.M.Laine,J.Org.Chem.1983,48,2539-2543.(d)K.Kraushaar,D.Schmidt,A.Schwarzer,E.Kroke,inAdvancesinInorganicChemistry,Vol.66(Eds.:M.Aresta,R.vanEldik),AcademicPress,SanDiego,2014,pp.117-162.(e)M.A.Pigaleva,I.V.Elmanovich,M.N.Temnikov,M.O.Gallyamov,A.M.Muzafarov,Polym.Sci.Ser.B2016,58,235–270.(f)M.Marchegiani,M.Nodari,F.Tansini,C.Massera,R.Mancuso,B.Gabriele,M.Costa,J.CO2Util.2017,21,553–561.(g)M.J.Fuchter,C.J.Smith,M.W.S.Tsang,A.Boyer,S.Saubern,J.H.Ryan,A.B.Holmes,Chem.Commun.2008,2152–2154。但现有技术中脲类化合物的合成存在需要贵金属催化且需要在高温(130–170℃)和高压(14–140atm.)下进行反应的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种脲类衍生物及其合成方法，提供了一种以胺类催化剂和廉价路易斯酸性催化剂联合催化的、原料廉价易得的、对环境友好的脲类衍生物合成方法。本专利技术还提供一种脲类衍生物的合成方法，具体步骤为：以胺类化合物为原料，加入胺类催化剂，然后向反应瓶中通入二氧化碳气体，在二氧化碳气体的氛围下，向反应瓶中依次加入溶剂、氢硅烷、路易斯酸性催化剂，通过一锅法反应催化合成得到如式(I)所示的脲类衍生物；其反应过程如式(II)所示：式(II)中，R为芳基或烷基取代基；所述氢硅烷为苯硅烷、三乙氧基硅烷中的一种。优选地，所述二氧化碳气体的纯度大于99.9％。优选地，所述胺类催化剂为1,5,7-三叠氮双环(4.4.0)癸-5-烯(TBD)、4-二甲氨基吡啶中的一种或多种。优选地，所述胺类催化剂为1,5,7-三叠氮双环(4.4.0)癸-5-烯(TBD)。优选地，所述路易斯酸性催化剂为FeCl3、三氟化硼乙醚、三氟甲磺酸铁中的一种或多种。优选地，所述路易斯酸性催化剂为FeCl3。优选地，所述胺类化合物：二氧化碳：氢硅烷：胺类催化剂：路易斯酸性催化剂的摩尔比为1：(1-2)：(1-2)：(0.1-0.5)：(0.1-0.5)。优选地，所述溶剂为四氢呋喃(THF)、乙腈、1,4-二氧六环中的一种或多种。优选地，所述溶剂为四氢呋喃(THF)。优选地，所述反应的温度为100-120℃，优选地，所述反应温度为110℃。优选地，所述反应的时间为24-48h。本专利技术提供了一种脲类衍生物，根据所述的一种脲类衍生物的合成方法制备而成，其结构如式(I)所示：式(I)中，R为烷基取代基或芳基取代基。本专利技术还提供了一种脲类衍生物在合成及药物化学领域的应用。在一个具体实施方案中，本专利技术制备方法中，以苯硅烷为添加剂，以1,5,7-三叠氮双环(4.4.0)癸-5-烯(TBD)和FeCl3为催化剂，如以下反应式(II)所示：其中，R为烷基取代基或芳基取代基。其中，所述胺类化合物：二氧化碳：苯硅烷：1,5,7-三叠氮双环(4.4.0)癸-5-烯(TBD)：FeCl3的摩尔比为1：1.4：1.5：0.1：0.1。其中，所述溶剂为四氢呋喃(THF)。其中，所述反应的温度均为110℃。其中，所述反应的时间为24h。在一个具体实施方案中，本专利技术脲类衍生物的合成方法：在反应瓶中，加入1,5,7-三叠氮双环(4.4.0)癸-5-烯(TBD)和胺类化合物，然后向反应瓶中通入二氧化碳气体，在二氧化碳气体的氛围下，向反应瓶中依次加入溶剂、氢硅烷、FeCl3，在110℃下反应24小时，经纯化后得式(I)脲类衍生物。本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种脲类衍生物的合成方法，原料胺类化合物和二氧化碳气体廉价易得，通过有机小分子和路易斯酸联合催化，合成简单。以胺类化合物、二氧化碳气体和氢硅烷三种组分为原料，通过一锅法反应，得到收率优秀的脲类衍生物。反应底物普适性好，后处理简便，对环境友好。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在不背离专利技术构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本专利技术中，并且以所附的权利要求书为保护范围。实施本专利技术的过程、条件、试剂、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本专利技术没有特别限制内容。实施例1：1,3-二苯基脲IA的合成胺类化合物、氢硅烷、胺类催化剂、路易斯酸性催化剂、溶剂分别选用苯胺、苯硅烷、1,5,7-三叠氮双环(4.4.0)癸-5-烯(TBD)、FeCl3、四氢呋喃(THF)。原料简单易得，无需使用贵金属催化剂，温度温和且在1-4atm.下即可反应。向25mL封管中，加入TBD(0.075mmol)，然后加入苯胺(0.75mmol)，二氧化碳气体置换气三次，再在二氧化碳气体保护下依次加入无水四氢呋喃(THF)(1.5ml)，苯硅烷(1.125mmol)，三氯化铁(0.075mmol)。在110℃下反应24小时，得到目标产物(IA)，白色固体，分离收率为96％，mp:229-230℃。产物核磁数据：1HNMR(500MHz,DMSO-d6):δ8.64(s,2H),7.45(d,J＝7.9Hz,4H),7.29-7.26(m,4H),6.98-6.95(m,2H)；13C{1H}NMR(125MHz,DMSO-d6):δ152本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脲类衍生物的合成方法，其特征在于，具体步骤为：/n以胺类化合物为原料，加入胺类催化剂，然后向反应瓶中通入二氧化碳气体，在二氧化碳气体的氛围下，向反应瓶中依次加入溶剂、氢硅烷、路易斯酸性催化剂，通过一锅法反应催化合成得到如式(I)所示的脲类衍生物；/n其反应过程如式(II)所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种脲类衍生物的合成方法，其特征在于，具体步骤为：
以胺类化合物为原料，加入胺类催化剂，然后向反应瓶中通入二氧化碳气体，在二氧化碳气体的氛围下，向反应瓶中依次加入溶剂、氢硅烷、路易斯酸性催化剂，通过一锅法反应催化合成得到如式(I)所示的脲类衍生物；
其反应过程如式(II)所示：



式(II)中，R为芳基或烷基取代基；
氢硅烷为苯硅烷、三乙氧基硅烷中的一种。


2.根据权利要求1所述的一种脲类衍生物的合成方法，其特征在于，所述二氧化碳气体的纯度大于99.9％。


3.根据权利要求1所述的一种脲类衍生物的合成方法，其特征在于，所述胺类催化剂为1,5,7-三叠氮双环(4.4.0)癸-5-烯、4-二甲氨基吡啶中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的一种脲类衍生物的合成方法，其特征在于，所述路易斯酸性催化剂为FeCl3、三氟化硼乙醚、三...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵育磊，司志姚，郭旭强，胡雅楠，孙莹，董永平，高博文，卢旭，武博翰，成倩倩，臧青，
申请(专利权)人：曲阜师范大学，
类型：发明
国别省市：山东;37