一種nh-1,2,3-三唑聯吡啶化合物的合成方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種NH-I，2，3三唑聯吡啶的新的合成方法。 技術背景
[0002] 含多氮唑配體的多聚配合物結構多樣，在聚合材料，催化材料，生物材料，光學材 料等領域具有潛在的應用前景。近年來，含多氮唑配體的多聚配合物的合成和應用研究異 常活躍。
[0003] 2015年Jarowski課題組合成了一些吡啶環上有取代基的4-(2_吡啶）-1，2,3三唑 與金屬鉑的配位聚合物，并研究了其光學性質。該課題組發現，吡啶環上取代基的吸電子效 應和給電子效應能夠影響配位場效應，對Pt-Pt的活化態有影響，會在超分子水平上影響配 合物的發光性質，從而有望合成可調控的發光材料。三唑類化合物具有一定的生物活性，殺 菌譜廣，也可以作為藥物中間體，近年來因其在農藥和醫藥等領域的廣泛應用成為化學界 和醫藥界的研究熱點。含吡啶環的新型農藥種類繁多，生物活性也多種多樣。一些比較成功 的農藥有：由拜耳公司研發的殺菌劑氟啶酰菌胺、巴斯夫公司研發的殺菌劑啶酰菌胺等，日 本農藥公司開發的殺蟲劑吡蟲啉，韓國化工研究院研發的除草劑氟啶乙磺隆等。近年來，新 興的點擊化學能夠有效的合成1，2,3_三唑，例如通過CuAAC(銅催化疊氮和炔的環加成反 應），可以得到相應的1，2,3_三唑，但該反應對于沒有取代的疊氮反應活性不高，這同時決 定了通過CuAAC不能得到NH-I，2,3_三唑。另一個方法常用的合成方法是通過端炔與疊氮酸 在一價銅的催化作用下反應，得到NH-I，2,3_三唑。但這個反應中，疊氮酸必須具有N的保護 基團，因此最后要對N的保護基團進行脫保護才能得到NH-I，2，3-三唑。另外，吡啶基端炔的 合成較為復雜。例如2015年Prabhath等人合成4-(2_吡啶)-1，2，3三唑及其衍生物，是從吡 啶基溴代物開始，先后通過Sonogashira偶聯和脫甲基娃得到端炔。總的來說，通過這種方 法合成吡啶基三唑，整個路線包含了4步反應。2006年，Gao等人報道了通過[3+2]環加成合 成吡啶基三唑的方法。其具體過程是:第一步是吡啶磺酸鈉鹽在RCH 2X，60°C (或DMF，100°C) 下反應20min，得到吡啶基亞砜;第二步與醛在DMF，110°C反應20min，得到稀經;第三步是在 DMF，120°C條件下與NaN3發生[3+2 ]環加成反應，得到1，2，3-三唑聯吡啶。該方法步驟繁瑣， 三步反應整體收率僅為13%。2008年，Sengupta等人報導了一種通過不飽和硝基化合物合 成三唑聯吡啶的方法。用不飽和硝基化合物分別和3-吡啶甲醛、4-吡啶甲醛與NaN 3在室溫、 DMSO作溶劑、20%L-proline作催化劑下反應8~10h，得到的產物收率分別為76%、71%。然 而該方法有一些缺點：一是合成吡啶基不飽和硝基化合物產率低、不易保存;二是硝基烯烴 在反應中容易發生聚合，大大降低了反應的收率;三是催化劑L-proline價格相對昂貴，用 量達到20%mol。2010年，張文生等人以3-芳基-2，3-二溴丙酸和NaN 3為原料，DMF為反應溶 劑，？(12((^)3-^1^11〇8體系為催化劑，在仏保護下110°〇反應3611"一鍋法"合成了一系列的 4-芳基-1H-1，2，3-三唑類化合物。同年，該課題組又對反應條件作了改進，以CuI、Cs⑶3、抗 壞血酸鈉作催化劑，DMSO作溶劑，在N2保護下110°C反應4h。其中4-(3_吡啶基)-2Η-1，2，3-三唑的產率達到了 95%，但是需要％保護、所用到的催化體系復雜，且可以拓展的底物不 多。2012年許天明等人報導了一系列具有殺蟲活性的三唑聯吡啶類衍生物。其合成方法為： 首先在0~5°C將吡啶氨基重氮化，合成吡啶重氮鹽，再滴加疊氮鈉合成疊氮基吡啶，接著在 堿性條件下，使疊氮基吡啶分別在無水乙醇中回流4~6h、在蒸餾水中回流2~4h，最后用蒸 餾水稀釋，調PH值至弱堿性使產物析出。該方法步驟較多，且需要控制溫度和pH，操作比較 繁瑣。
[0004] 綜上所述，以上合成NH-I，2,3_三唑聯吡啶化合物的方法均有合成路線長、產率 低、可適底物少或合成困難、操作繁瑣或安全性差、催化劑昂貴等缺點。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術，提供一種新的NH-I，2,3_三唑 聯吡啶化合物的合成方法，采用廉價易得的催化劑、"一鍋法"合成目標產物，簡化了操作， 增加了收率。
[0006] 本發明解決上述提出的問題所采用解決方案為：一種NH-I，2,3_三唑聯吡啶化合 物的合成方法，其特征在于:在反應容器中依次將吡啶甲醛、硝基烷烴、疊氮化鈉、催化劑加 入到反應溶劑中，在加熱條件下，空氣中攪拌反應制得NH-I，2，3-三唑聯吡啶化合物，其反 應式如下：
[0008] 其中R1為氫，C1-C6的烷基X1-C 6的烷氧基或鹵素，R比啶上的醛基為吡啶環上除N以 外的任意位置取代;其中R2為氫、Ci-C6的烷基、Ci-C 6的烷氧基或甲酸乙酯。
[0009] 按上述方案，所述催化劑為A1C13。
[0010] 按上述方案，所述反應溶劑選自DMSO，DMF，甲醇，乙醇或乙腈。
[0011] 按上述方案，反應溶劑為DMSO。
[0012]按上述方案，所述催化劑摩爾用量為吡啶甲醛用量的〇. 05-1.0倍。
[0013]按上述方案，所述的吡啶甲醛、硝基烷烴與疊氮化鈉的摩爾比為1: (1.5~2): 1.2。 [0014]按上述方案，反應在20~120°C范圍內進行。
[0015]按上述方案，反應在80°C進行。
[0016] 本發明的有益效果是:本發明采用廉價易得的AlCl3作為催化劑，芳醛、硝基烷烴、 疊氮化鈉"一鍋法"反應，反應條件溫和，產率高，原料易得，方便有效的合成了NH-I，2，3-三 唑聯吡啶化合物。與已有的方法相比，本發明所述的反應采用"一鍋法"，縮短了合成路線， 其中不僅疊氮化鈉能夠促進生成硝基烯烴的反應平衡正向移動，而且AlCl 3對生成三唑聯 吡啶的反應有很好的催化效果。因此本發明所述反應條件溫和、反應時間短、安全性好、操 作簡便、底物范圍廣、反應效率高且催化劑低廉，是一種具有潛在應用價值的方法。
【具體實施方式】
[0017] 以下結合具體實施例對本發明作具體的介紹。
[0018] 實施例1:
[0019] 4-(2_吡啶基)-2Η-1，2，3-三唑的合成：
[0020] 反應式為：
[0022] 具體步驟為：向50mL圓底燒瓶中加入0.33mmol2-吡啶甲醛、0.50mmol硝基甲烷、 0.39mmol疊氮化鈉、0.04mmol AlCl3、2mL DMS0,在80°C下磁力攪拌反應12小時后，用乙酸 乙酯萃取反應液，有機層經飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥后，減壓蒸去溶劑即得粗產 品，粗產品用乙酸乙酯/石油醚= 1:3(V/V)為淋洗液進行柱分離提純即得所需產品，產品為 白色固體，收率為86%。
[0023]所得產品的核磁氫譜圖結果為:1H NMR(600MHz，CDCl3): δ7 · 97(s，1H)，7 · 51 (d，J = 1.2泡，1!1)，6.85((1，了 = 3.3泡，1!1)，6.51(111，1!1)。核磁碳譜圖結果為：13(：匪1?(15冊泡， αχη3):δ145·3，142·8，111·6，107·8〇 [0024] 實施例2:
[0025] 4-( 3-吡啶基)-2Η-1，2，3-三唑的合成：
[0026]反應式為：
[0028] 具體步驟為：向50mL圓底燒瓶中加入0.33mmol 3-吡啶甲醛、0.50mmol硝基甲烷、 0.39mmol疊氮化鈉、0.04mmol AlCl3、2mL DMS0,在80°C下磁力攪拌反應12小時后，用乙酸 乙酯萃取反應液，有機層經飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥后，減壓蒸去溶劑即得粗產 品，粗產品用乙酸乙酯/石油醚= 1:3(V/V)為淋洗液進行柱分離提純即得所需產品，產品為 白色固體，收率為91%。
[0029]所得產品的核磁氫譜圖結果為：1H NMR(500MHz，CDCl3-DMS0-d6)d =