一种异恶唑衍生物及其电化学制备方法技术

本发明专利技术属于电化学合成技术领域，特别涉及一种异恶唑衍生物及其电化学制备方法，通过在电化学的手段下，采用醛和烯烃做反应物，在反应体系中产生的醛自由基对烯烃进行加成，生成自由基再与由亚硝酸酯产生的亚硝基自由基发生自由基偶联反应，可生成1,3

【技术实现步骤摘要】
一种异恶唑衍生物及其电化学制备方法


[0001]本专利技术属于电化学合成
，特别涉及一种异恶唑衍生物及其电化学制备方法。

技术介绍

[0002]异噁唑(Cycloaddition)是一种拥有杂环结构的化合物，含有相邻的一个氧杂原子和一个氮杂原子。异恶唑环结构存在于某些天然产物，如鹅膏蕈氨酸，以及一些药物，包括COX
‑
2抑制剂伐地考昔(商品名Bextra)，以及一些耐β
‑
内酰胺酶的抗生素，例如氯唑西林，双氯青霉素，氟氯西林。类固醇类药物达那唑也含异恶唑环。这种化合物具有很多的生物活性，并具有很好的药理学特性，其合成方法大致分为以下几类：
[0003]第一种是通过[3+2]环加成反应合成异恶唑，将氯代肟乙酸酯与炔或烯的1,3
‑
偶极环进行加成。先将芳醛与盐酸羟胺反应得到醛肟，醛肟经氯代丁二酸亚胺(NCS)作用得到氯肟，氯肟在三乙胺作用下得到腈氧化物，随即与炔或烯进1,3
‑
偶极加环加成反应获得目标化合物异恶唑(图1中A)。该方法的缺点在于底物需要含有末端炔键的化合物，给合成增加一定的限制和难度。另有学者采用催化量有机高价碘试剂，发展了端基炔烃与醛肟的[3+2]环合反应，合成了一系列3，5
‑
二取代异恶唑化合物。该反应简单、方便，区域选择性强，实现了无碱条件下的异恶唑合成(图1中B)。
[0004]第二种是通过环化异构化反应合成异恶唑，将炔基酮酸酯和盐酸羟胺反应成肟后，若在酸性条件下关环，得到5
‑<br/>取代异恶唑
‑3‑
甲酸乙酯(图2中(A)路线的I)若在弱碱性条件下关环，则主要生成异恶唑啉
‑3‑
甲酸乙酯(图2中(A)路线的II)，该方法对pH的控制较为严格。还有利用α，β
‑
不饱和酮酸酯和TsNHOH一锅法合成一系列3,5
‑
二取代的异恶唑化合物(图2中(B)路线)；还有以苯酚为质子源，Ag
+
催化下合成了异恶唑(图2(C)路线)；还有如图2中(D)路线所展示的钯/银协同催化的新方法，但贵金属的使用降低了该方法在工业化应用中的可能性。
[0005]第三种是通过缩合反应合成异恶唑，采用β
‑
酮酯和羟胺反应环化生成了3
‑
羟基异恶唑(图3中(A)路线)。反应可以在非金属条件下实现异恶唑的一锅法合成，但该体系中会生成副产物5
‑
异恶唑酮，降低了主产物的产率。有改进者为避免副产物5
‑
异恶唑酮的生成(图3中(B路线)，反应通过将原料进行N,O保护，三步法合成了3
‑
羟基5
‑
甲基异恶唑衍生物。但该方法对反应条件较为苛刻。
[0006]第四种方法是通过三组分自由基一锅法合成异恶唑，采用醛和烯烃做反应物，在反应体系中，产生的醛自由基对烯烃进行加成，生成自由基再与由亚硝酸酯产生的亚硝基自由基发生自由基偶联反应，合成了异恶唑结构，但该方法制备时间较长且在反应过程中需要加入传统的氧化剂。

技术实现思路

[0007]针对上述问题，一方面本专利技术提出了一种异恶唑衍生物的电化学制备方法，所述
方法包括以下步骤：
[0008]在电化学反应条件下，将烯烃、醛、亚硝酸叔丁酯以及催化剂加入反应器中；
[0009]再向反应器中加入溶剂和酸，60
‑
120℃磁力搅拌反应2
‑
8h，得目标化合物异恶唑衍生物。
[0010]进一步地，所述烯烃包括含有脂肪烃、芳基、杂环或稠环类的烯烃；
[0011]所述醛包括脂肪醛、芳基醛、杂环类的醛或稠环类的醛。
[0012]更进一步地，所述烯烃包括苯乙烯、4
‑
甲基苯乙烯、4
‑
甲氧基苯乙烯、4
‑
氯苯乙烯或4
‑
硝基苯乙烯中一种；优选为苯乙烯；
[0013]所述包括三氟甲基苯甲醛、4
‑
溴苯甲醛、3
‑
溴苯甲醛、4
‑
氰基苯甲醛、4
‑
甲氧基苯甲醛、4
‑
硝基苯甲醛、4
‑
吡啶甲醛、4
‑
环己醛、苯甲醛、4
‑
甲基苯甲醛或萘醛中一种；优选为4
‑
三氟苯甲醛、4
‑
吡啶甲醛或4
‑
氰基苯甲醛中一种。
[0014]进一步地，所述电化学反应条件具体为：
[0015]电解质选自四氟硼酸铵、四丁基高氯酸铵、四丁基六氟磷酸铵和四丁基溴化铵中一种；
[0016]电极为Pt(+)/Pt(
‑
)、Pt(+)/C(
‑
)或Pt(
‑
)C(+)。
[0017]进一步地，所述酸选自对甲苯磺酸、氟硼酸和1
‑
金刚烷甲酸中一种；
[0018]所述催化剂为醋酸钯或Fe2(C2O4)3。
[0019]进一步地，所述烯烃：醛：亚硝酸叔丁酯的摩尔比为1
‑
1.5：0.5：1
‑
1.25，优选为1.25：0.5：1.25。
[0020]进一步地，所述催化剂和醛的摩尔比为1：10；
[0021]所述酸和醛的摩尔比为1：1。
[0022]进一步地，所述溶剂为单一溶剂或者混合溶剂；
[0023]所述单一溶剂选自N,N
‑
二甲基甲酰胺、四氢呋喃、氯苯、丙酮、二甲亚砜和乙醇中一种；
[0024]所述混合溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二甲亚砜、乙腈、H2O和乙醇中任意两种按照特定体积比组合。
[0025]更进一步地，所述溶剂为体积比为7：1的DMF和H2O的混合溶剂。
[0026]另一方面，本专利技术提出了一种异恶唑衍生物，所述异恶唑衍生物按照所述的方法制备。
[0027]本专利技术的有益效果：
[0028]本专利技术采用电化学方法制备异恶唑衍生物，整个电化学体系采用可再生的电子作为氧化剂，避免不可再生的传统氧化剂，反应体系中不含氧化剂，具有可再生等特点，符合现代绿色、高效的发展理念，同时采用电化学的方法，缩短了反应时间，提高了反应效率，实现电化学催化氧化合成异恶唑，异恶唑分子中的氮原子来源于亚硝酸酯分子而不是盐酸羟胺；在电化学的手段下，采用醛和烯烃做反应物，在反应体系中，产生的醛自由基对烯烃进行加成，生成自由基再与由亚硝酸酯产生的亚硝基自由基发生自由基偶联反应，可生成1,3
‑
二羰基酮肟中间体，该反应体系中，脂肪烃，芳烃，杂环类，稠环类等底物均可适用，底物的适用范围更广。该反应体系采用电化学手段，在铁离子得协同作用下，成功发展了一种烯烃双官能团化、环化串级策略，该方法安全、简便、快速高效，符合绿色发展的理念。
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异恶唑衍生物的电化学制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：在电化学反应条件下，将烯烃、醛、亚硝酸叔丁酯以及催化剂加入反应器中；再向反应器中加入溶剂和酸，60
‑
120℃磁力搅拌反应2
‑
8h，得目标化合物异恶唑衍生物。2.根据权利要求1所述的异恶唑衍生物的电化学制备方法，其特征在于，所述烯烃包括含有脂肪烃、芳基、杂环或稠环类的烯烃；所述醛包括脂肪醛、芳基醛、杂环类的醛或稠环类的醛。3.根据权利要求1所述的异恶唑衍生物的电化学制备方法，其特征在于，所述烯烃包括苯乙烯、4
‑
甲基苯乙烯、4
‑
甲氧基苯乙烯、4
‑
氯苯乙烯或4
‑
硝基苯乙烯中一种；优选为苯乙烯；所述包括三氟甲基苯甲醛、4
‑
溴苯甲醛、3
‑
溴苯甲醛、4
‑
氰基苯甲醛、4
‑
甲氧基苯甲醛、4
‑
硝基苯甲醛、4
‑
吡啶甲醛、4
‑
环己醛、苯甲醛、4
‑
甲基苯甲醛和萘醛中一种；优选为4
‑
三氟苯甲醛、4
‑
吡啶甲醛或4
‑
氰基苯甲醛中一种。4.根据权利要求1或2所述的异恶唑衍生物的电化学制备方法，其特征在于，所述电化学反应条件具体为：电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，赵园园，付然泽，都娇，
申请(专利权)人：安徽中医药大学，
类型：发明
国别省市：