專利名稱：一種制備四氮唑類化合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工中間體合成技術(shù)領(lǐng)域，涉及四氮唑類化合物的制備方法。
背景技術(shù)：
四氮唑是一類含氮的雜環(huán)、具有廣泛用途的物質(zhì)[1]，在醫(yī)藥、農(nóng)藥以及材料科學(xué)都 有重要應(yīng)用。由于其親脂和代謝穩(wěn)定性，在藥物中可以作為羧基的替代基團(tuán)來改進(jìn)藥物療 效；在有機(jī)合成中常作為有效的中間體；在信息材料中可以用作信息記錄材料；由于其富 含氮原子，可以作為特殊高能炸藥的組分；又由于其含有氮原子，能和許多金屬配位，在配 位化學(xué)中有豐富的應(yīng)用。早期報(bào)道[2]其合成方法主要以腈和疊氮鈉為原料，在路易斯酸催 化下合成制得，但該類催化劑使用污染大且昂貴的金屬，近來Sharpless 等人改進(jìn)將可溶 于有機(jī)溶劑的鋅鹽、鐵鹽、銅鹽作為均相催化劑來制備四氮唑，這些催化劑表現(xiàn)出良好的催 化活性，但缺點(diǎn)是其不易從反應(yīng)體系分離和回收。參考文獻(xiàn)[1]李志裕，陸平波，季暉等.苯基四氮唑類化合物的合成及抗組胺釋放活性研究 [J]，藥學(xué)學(xué)報(bào)，2009，44 (10) 1112-1117 ；[2]D. P. Curran, S. Hadidida, S. Y. Kim, Tetrahedron, 1999，55，8997 ；[3] Ζ. P. Demko, K. B. Sharpless, Org. Lett. 2002，4，2525 ；

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制備四氮唑類化合 物的方法，該方法采用Y -Fe2O3磁性納米材料為催化劑，具有高效、催化劑可分離的特點(diǎn)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種制備四氮唑類化合物的方法，以苯甲腈或取代苯甲腈和疊氮鈉為原料，以二 甲基甲酰胺為溶劑，以Y-Fe2O3為催化劑合成制備四氮唑類化合物；其中，所述的四氮唑類化合物，其結(jié)構(gòu)通式如下
R 乂-\ NHn所述的取代苯甲腈，其結(jié)構(gòu)通式如下
0~cnR為氫、氯、硝基、甲基和氨基中的任意一種；四氮唑類化合物與取代苯甲腈的R基團(tuán)相同。
上述四氮唑類化合物具體有
<formula>formula see original document page 4</formula>相應(yīng)的苯甲腈取代苯甲腈具體有
<formula>formula see original document page 4</formula>其中，苯甲腈或取代苯甲腈與疊氮鈉的反應(yīng)摩爾比為1 1 5，優(yōu)選的摩爾比為 1 2 3。其中，二甲基甲酰胺的體積用量為當(dāng)苯甲腈或取代苯甲腈和疊氮鈉總質(zhì)量為Ig 時(shí)，二甲基甲酰胺的體積為5 50mL，優(yōu)選5 15mL。其中，Y-Fe2O3的加入質(zhì)量為苯甲腈或取代苯甲腈和疊氮鈉總質(zhì)量的10 50%， 優(yōu)選20 30%。其中，反應(yīng)條件為在110 130°C下攪拌反應(yīng)20 30h，優(yōu)選的反應(yīng)條件為在 120°C下攪拌反應(yīng)24h。其中，上述反應(yīng)結(jié)束后，離心分離催化劑Y -Fe2O3，用乙酸乙酯洗滌，重復(fù)使用。
<formula>formula see original document page 4</formula> y -Fe2O3磁性納米催化劑的具體合成參見文獻(xiàn)[Y. H. Deng, D. W. Qi, Χ. Μ. Zhang,D. Y. Zhao, J. Am. Chem. Soc, 2008，130，28]，具體如下向乙二醇(含有PVP)中加入FeCl3. 6H20、乙酸鈉，攪拌得到均勻的黃色溶液轉(zhuǎn)移到 帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯容量為50mL的不銹鋼反應(yīng)釜中，200°C反應(yīng)0. 5h，自然冷卻至室溫，離 心，乙醇溶液洗三次，得到黑色顆粒轉(zhuǎn)移到管式爐中400°C退火2h，得到Y(jié)-Fe2O3納米粒子， 其XRD分析與標(biāo)準(zhǔn)卡片磁赤鐵礦一致，分別對(duì)應(yīng)于Y -Fe2O3的(220)，(311)，(400)，(422)， (511)，(400)晶面。有益效果本發(fā)明具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明以廉價(jià)易制備的磁性納米Y -Fe2O3作為催化劑，催化合成四氮唑類化合物，催化劑易于分離回收，并能多次重復(fù)使用。2、本發(fā)明合成方法原料易得，成本低、操作簡(jiǎn)便、反應(yīng)條件溫和、污染少、收率高等 優(yōu)點(diǎn)，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí) 施例所描述的具體的物料配比、工藝條件及其結(jié)果僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限 制權(quán)利要求書中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。實(shí)施例1 制備Y -Fe2O3催化劑。將0. 98g FeCl3. 6H20、0. 88g乙酸鈉加入到30mL乙二醇中，攪拌得到均勻的黃色 溶液，然后將其轉(zhuǎn)移到帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯容量為50mL的不銹鋼反應(yīng)釜中，200°C下反應(yīng) 0.5h，再自然冷卻至室溫，離心，固體用98% (ν/ν)乙醇溶液洗三次，將得到的黑色固體顆 粒轉(zhuǎn)移到管式爐中400°C下煅燒2h，制得0. 25g y -Fe2O3納米粒子。實(shí)施例2 制備化合物I。在250mL三頸燒瓶中依次加入0. 25g苯甲腈(2. 5mmol),0. 34g疊氮鈉(5. 5mmol), 實(shí)施例1制備得到的0. 2g y -Fe2O3和干燥的5mLDMF，裝上攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)，邊攪 拌邊升溫至120°C，恒溫反應(yīng)24h。離心分離催化劑，用5mL乙酸乙酯洗滌催化劑三次，烘干 保留，可以重復(fù)使用，分離液中用6N鹽酸調(diào)pH至中性，60mL乙酸乙酯提取分液，取上層有機(jī) 相，20mL水洗兩次后，旋干有機(jī)溶劑，得白色固體，50°C真空干燥后，稱量0. 29g，產(chǎn)率81% (以苯甲腈物料為基準(zhǔn)計(jì)算的產(chǎn)率)，1HNMR 8. 00 (2H，m)，7. 59 (3H，m) ；MS 146. 1 (M+1)。實(shí)施例3 制備化合物11。在250mL三頸燒瓶中依次加入0. 34g鄰氯苯甲腈(2. 5mmol)，0. 32g疊氮鈉 (5. 5mmol)，實(shí)施例1制備得到的0. 15g y -Fe2O3和干燥的SmLDMF，裝上攪拌器、回流冷凝 管、溫度計(jì)，邊攪拌邊升溫至120°C，恒溫反應(yīng)24h。離心分離催化劑，用5mL乙酸乙酯洗滌 催化劑三次，烘干保留，可以重復(fù)使用，分離液中用6N鹽酸調(diào)pH至中性，60mL乙酸乙酯提 取分液，取上層有機(jī)相，20mL水洗兩次后，旋干有機(jī)溶劑，得白色固體，50°C真空干燥后，稱 量0. 33g，產(chǎn)率75% (以苯甲腈物料為基準(zhǔn)計(jì)算的產(chǎn)率^1HNMR :7. 90 (lH，m)，7.59 (3H，m)； MS 180. 5 (M+1)。實(shí)施例4 制備化合物III。在250mL三頸燒瓶中依次加入0. 34g間氯苯甲腈(2. 5mmol)，0. 32g疊氮鈉 (5. 5mmol)，實(shí)施例1制備得到的0. 2g y -Fe2O3和干燥的5mLDMF，裝上攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)，邊攪拌邊升溫至120°C，恒溫反應(yīng)24h。離心分離催化劑，用5mL乙酸乙酯洗滌催化劑三次，烘干保留，可以重復(fù)使用，分離液中用6N鹽酸調(diào)pH至中性，60mL乙酸乙酯提取 分液，取上層有機(jī)相，20mL水洗兩次后，旋干有機(jī)溶劑，得白色固體，50°C真空干燥后，稱量 0. 37g，產(chǎn)率83% (以苯甲腈物料為基準(zhǔn)計(jì)算的產(chǎn)率^1HNMR :8. 20 (1H，s), 7. 90 (1H, m)， 7. 59 (2H, m) ；MS 180. 5(M+1)。實(shí)施例5 制備化合物IV。與實(shí)施例2方法相同，所不同的是，原料是對(duì)氯苯甲腈，產(chǎn)率89% (以苯甲腈物料 為基準(zhǔn)計(jì)算的產(chǎn)率)，1HNMR 8. 20 (2H, m)，7. 65 (2H, m) ；MS 180. 5 (M+1)。實(shí)施例6 制備化合物V與實(shí)施例2方法相同，所不同的是，原料是對(duì)硝基苯甲腈，產(chǎn)率85% (以苯甲腈物 料為基準(zhǔn)計(jì)算的產(chǎn)率)，1HNMR 8. 40 (2H, m)，7. 69 (2H, m) ；MS 193. 5 (M+1)。實(shí)施例7 制備化合物VI與實(shí)施例2方法相同，所不同的是，原料是間硝基苯甲腈，產(chǎn)率84% (以苯甲腈物 料為基準(zhǔn)計(jì)算的產(chǎn)率)，1HNMR 8. 30 (2H, m)，8. 00 (1H, s)，7. 66 (1H, m) ；MS 193. 5 (M+1)。實(shí)施例8 制備化合物VII與實(shí)施例2方法相同，所不同的是，原料是對(duì)甲基苯甲腈，產(chǎn)率93% (以苯甲腈物 料為基準(zhǔn)計(jì)算的產(chǎn)率)，1HNMR 8. 10 (2H, m)，7. 55 (2H, m)，2. 40 (3H, m)，；MS 160. 2 (M+1)。實(shí)施例9 制備化合物VIII與實(shí)施例2方法相同，所不同的是，原料是鄰氨基苯甲腈，產(chǎn)率92% (以苯甲腈物 料為基準(zhǔn)計(jì)算的產(chǎn)率)，1HNMR 8. 20 (1H, m)，7. 55 (3H, m) ；MS 161. 3 (M+1)。實(shí)施例10 催化劑重復(fù)性實(shí)驗(yàn)。將實(shí)施例2使用的催化劑分離出來后，按照實(shí)施例2的方法重復(fù)使用10次，制備 化合物I，第1次至第10次，產(chǎn)率分別為81%、84%、80%、78%、81%、83%、80%、79%、 76%,80%o
權(quán)利要求
一種制備四氮唑類化合物的方法，其特征在于以苯甲腈或取代苯甲腈和疊氮鈉為原料，以二甲基甲酰胺為溶劑，以γ-Fe2O3為催化劑合成制備四氮唑類化合物；其中，所述的四氮唑類化合物，其結(jié)構(gòu)通式如下所述的取代苯甲腈，其結(jié)構(gòu)通式如下R為氫、氯、硝基、甲基和氨基中的任意一種；四氮唑類化合物與取代苯甲腈的R基團(tuán)相同。FSA00000059064700011.tif,FSA00000059064700012.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備四氮唑類化合物的方法，其特征在于苯甲腈或取代苯甲 腈與疊氮鈉的反應(yīng)摩爾比為1 1 5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備四氮唑類化合物的方法，其特征在于二甲基甲酰胺的 體積用量為當(dāng)苯甲腈或取代苯甲腈和疊氮鈉總質(zhì)量為Ig時(shí)，二甲基甲酰胺的體積為5 5 OmL ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備四氮唑類化合物的方法，其特征在于Y-Fe2O3的加入質(zhì) 量為苯甲腈或取代苯甲腈和疊氮鈉總質(zhì)量的10 50%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的制備四氮唑類化合物的方法，其特征在于反 應(yīng)條件為在Iio 130°C下攪拌反應(yīng)20 30h。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備四氮唑類化合物的方法，其特征在于反應(yīng)條件為在 120°C下攪拌反應(yīng)24h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備四氮唑類化合物的方法，其特征在于反應(yīng)結(jié)束后，離心 分離催化劑Y-Fe2O3，用乙酸乙酯洗滌，重復(fù)使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備四氮唑類化合物的方法，以苯甲腈或取代苯甲腈和疊氮鈉為原料，以二甲基甲酰胺為溶劑，以γ-Fe2O3為催化劑合成制備四氮唑類化合物。本發(fā)明方法以廉價(jià)易制備的磁性納米γ-Fe2O3作為催化劑，催化合成四氮唑類化合物，催化劑易于分離回收，并能多次重復(fù)使用。本發(fā)明合成方法原料易得，成本低、操作簡(jiǎn)便、反應(yīng)條件溫和、污染少、收率高等優(yōu)點(diǎn)，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C07D259/00GK101805307SQ20101013073
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者沈健, 祁剛 申請(qǐng)人:鹽城市康樂化工有限公司