一种吩噻嗪修饰的NIT类氮氧自由基的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种吩噻嗪修饰的NIT类氮氧自由基的合成方法，以吩噻嗪、N

【技术实现步骤摘要】
一种吩噻嗪修饰的NIT类氮氧自由基的合成方法


[0001]本专利技术属于有机合成领域，具体涉及一种吩噻嗪修饰的NIT类氮氧自由基的合成方法。

技术介绍

[0002]氮氧自由基在上世纪70年代由UIIman等人首次合成相出来，从此氮氧自由基被广泛应用于顺磁探针、顺磁性自选标记物。氮氧自由基是p轨道上未配对电子自旋的有机自由基，同时合成的自由基具有与金属配位的能力，每种金属与自由基配位相互作用的参数不同，因此可以分别不同的自由基，将自由基与不同的R基连接在一起，会扩大自由基的应用范围。NIT类的氮氧自由基可以通过Suzuki
‑
Miyaura反应连接不同的基团，还可以与不同的金属进行配位，但现有技术中，共轭性较长的NIT类氮氧自由基从非常困难产率极低。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术存在的缺点和不足，本专利技术提供了一种吩噻嗪修饰的NIT类氮氧自由基的合成方法，采用氨基甲醛合成带有氨基甲苯基官能团的NIT类氮氧自由基，产率高、具有广阔的应用价值。
[0004]本专利技术吩噻嗪修饰的NIT类氮氧自由基的合成方法，以吩噻嗪、N
‑
溴代琥珀酰亚胺、对溴苯甲醛、N、N
‑
二羟基
‑
2，3
‑
丁二胺为原料，通过一系列反应合成吩噻嗪修饰的NIT类氮氧自由基，有着广泛的反应和应用价值，产率高达60％以上。包括如下步骤：
[0005]步骤1：将吩噻嗪与N
‑
溴代琥珀酰亚胺(NBS)溶于二氯甲烷与乙酸的混合溶剂中，在25
‑
30℃下反应22
‑
24小时，柱层析分离得到淡黄色产物A；
[0006]步骤2：将步骤1获得的产物A与对溴苯甲醛溶于甲苯中，110℃
‑
115℃下反应22
‑
24小时，反应结束后冷却至室温，用二氯甲烷与石油醚混合溶剂进行柱层析，得到淡黄色固体B；
[0007]步骤3：将步骤2获得的产物B与产物C溶于二氯甲烷与甲醇的混合溶剂中，在65℃
‑
80℃温度下反应22
‑
24小时，得到白色固体D；
[0008]步骤4：将高碘酸钠(2.2eq)溶于蒸馏水和二氯甲烷混合溶剂中，随后缓慢滴加至装有产物D的烧瓶中得到自由基产物E。
[0009]步骤1中，吩噻嗪、N
‑
溴代琥珀酰亚胺、二氯甲烷、乙酸的质量比为1:9
‑
10:133
‑
134:263
‑
264。
[0010]步骤2中，产物A与对溴苯甲醛、甲苯的质量之比为0.3
‑
1：0.2
‑
1.2：73
‑
74。
[0011]步骤3中，产物B、产物C、甲醇、二氯甲烷的质量之比为1:0.8
‑
1:0.2
‑
0.5:0.03
‑
0.05。
[0012]步骤4中，产物D、高碘酸钠、二氯甲烷、蒸馏水的质量比为1:0.7
‑
1:16
‑
17:22
‑
23。
[0013]制备路线如下所示：
[0014][0015]具体合成步骤包括如下：
[0016](1)将吩噻嗪(0.19g，1mmol)、N
‑
溴代琥珀酰亚胺(1.96g，2.25mmol)、二氯甲烷(50ml)和乙酸加入三口烧瓶中，反应22
‑
24h后用去离子水洗涤，无水Na2SO4干燥有机层，粗产物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂(石油醚/乙酸乙酯＝20：1)，用柱层析法纯化，得到一种淡黄色固体，即为产物A。
[0017](2)将产物A(0.35g，1mmol)、4
‑
溴苯甲醛(0.29g 1.3mmol)、三苯基膦(0.35g 2.53mmol)和0.06g Pd(dba)2加入甲苯(30ml)中，加热回流反应22
‑
24小时；过滤混合物并柱层析纯化产物，得到产物B。
[0018](3)将产物B(0.24mmol，0.11g)与产物C(0.61mmol，0.09g)加入50ml的三口烧瓶中，除氧并用氮气进行保护，再加入混合溶剂二氯甲烷和甲醇，氮气鼓泡，在65℃
‑
80℃的温度下反应22
‑
24小时得到产物D；
[0019](4)将高碘酸钠(2.2eq)溶于蒸馏水和二氯甲烷混合溶剂中，配制得到氧化的溶液，随后缓慢滴加至装有产物D的烧瓶中，得到自由基产物E。
[0020]进一步地，所述物质C是通过如下步骤制备获得：
[0021]取2
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硝基丙烷和锌粉，融入四氢呋喃和水的混合溶液中，在氩气氛围中，反应温度为0
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5℃，之后加入氯化铵与水的混合溶液中，在2
‑
3小时内注射完，继续搅拌反应1
‑
2小时，最后在室温下反应0.5
‑
1小时，结束反应后用有机溶剂洗涤，将锌粉分离开，在
‑
35℃至
‑
15℃的冷冻2
‑
4小时，之后再加入碳酸钠与氯化钠反应，最后用索氏提取器得到白色晶体C。
[0022]制备路线如下所示：
[0023][0024]本专利技术所得到的产物为一种吩噻嗪修饰的NIT类氮氧自由基。氮氧自由基是具有顺磁性能的单电子自由基，自由基含有碳、氮、氧、氢元素，氮氧自由基在被应用于自选标记物从而获得细胞的流动性、膜蛋白质的平均构象和流动特性，还被应用于顺磁探针，来获得血氧含量，氮氧自由基具有生物学性能和磁性受到了科学家的青睐，在生物学方面，NO自由基不仅适用于早期的血氧测量实验，还应用于更为复杂的整体动物在内的生物系统，能够满足于溶解度、稳定性等多个方面的测试要求，还能作为自选标记物应用，细胞或者细胞膜的特性可以通过自由基灵敏地从自选标记的EPR波普的相对高度、宽度，以及峰的分裂数目和线性反映出细胞膜的流动性，膜蛋白质分子的平均构象和运动特性。在磁学性能方面，其结构灵活性成为磁性分子中一个很有前途的研究领域，在自旋电子学器件、电荷转移材料、量子计算机或存储器件中具有潜在的应用，以及生物大分子磁体。
[0025]与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：
[0026]1、本专利技术采用醛基与氨基的反应合成NIT类氮氧自由基，产率高、操着简便、使得自由基的离域范围增加克服了自由基的寿命相对较短的问题。
[0027]2、反应可以通过溴基团Suzuki
‑
Miyaura反应等反应和硫原子金属配位，克服了脂肪醛得到NIT类的氮氧自由基反应困难，产率极低的问题。
[0028]3、反应条件温和，合成步骤操着简单，原料成本低，产率在70％以上。
[0029]4、芳香性的氮氧自由基的用途比较广泛，利用自由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吩噻嗪修饰的NIT类氮氧自由基的合成方法，其特征在于：以吩噻嗪、N
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溴代琥珀酰亚胺、对溴苯甲醛、N、N
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二羟基
‑
2，3
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丁二胺为原料，通过一系列的反应合成吩噻嗪修饰的NIT类氮氧自由基；合成路线如下所示：2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：将吩噻嗪与N
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溴代琥珀酰亚胺溶于二氯甲烷与乙酸的混合溶剂中，在25
‑
30℃下反应22
‑
24小时，柱层析分离得到淡黄色产物A；步骤2：将步骤1获得的产物A与对溴苯甲醛溶于甲苯中，110℃
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115℃下反应22
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24小时，反应结束后冷却至室温，用二氯甲烷与石油醚混合溶剂进行柱层析，得到淡黄色固体B；步骤3：将步骤2获得的产物B与产物C溶于二氯甲烷与甲醇的混合溶剂中，在65℃
‑
80℃温度下反应22
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24小时，得到白色固体D；步骤4：将高碘酸钠溶于蒸馏水和二氯甲烷中，随后缓慢滴加至装有产物D的烧瓶中得
到自由基产物E。3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：步骤1中，吩噻嗪、N
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溴代琥珀酰亚胺、二氯甲烷、乙酸的质量比为1:9
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10:133
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134:263
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【专利技术属性】
技术研发人员：王文平，余华兵，袁浩，沃建港，章婷，史成芳，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：