本发明属于叠氮类化合物的合成
技术领域：
，具体涉及一种芳基叠氮类化合物的合成方法。
背景技术：
：芳基叠氮类化合物含有叠氮基高能活性官能团，是一类重要的化学合成中间体，被广泛地应用于有机合成、化学生物学、功能材料及临床医药等诸多领域中。另外，借助叠氮基的引入，也可实现一些重要官能团的转化反应，例如著名的“Click”反应以及Staudinger反应等。近年来，随着人们对叠氮化物性质的全面认识及其实验安全技术的提高，该类化合物重新获得研究者的重视，特别是本世纪初Sharpless等将叠氮化合物与端炔的1,3-偶极环加成发展成“点击”反应以来，芳基叠氮化合物在合成1,2,3-三氮唑类化合物等众多相关领域的应用发展尤为迅速，引起了人们的广泛关注。目前关于芳基叠氮类化合物的合成方法很多，一般有以下几种：（1）芳伯胺重氮化反应：利用芳胺重氮化反应制备芳基叠氮化合物是该类化合物合成的经典方法，反应常分两步进行，第一步是芳胺氧化得到重氮盐，常以亚硝酸钠作为氧化剂，在强酸性环境中进行，第二步是重氮盐的分解并进一步叠氮化得到目标产物，此方法具有成本低廉、反应高效等优点，缺点是需要在强酸性环境下进行，有时会影响底物的结构及官能团的兼容性；（2）缺电芳卤直接亲核取代：缺电子芳环的芳卤键被活化，其亲电性增强，易发生多种亲核取代反应，Wilson等使用含活化碳卤键的2-氯吡啶系类化合物和叠氮化钠直接发生亲核取代反应而得到芳基叠氮类化合物，所含取代基为吸电子基时更有利于反应的进行(J.Org.Chem.,1990,55(12):3755-3761)；（3）卤代烃催化偶联：Ma等以碘化亚铜/L-脯氨酸为催化剂，通过卤代烃与叠氮钠的催化偶联反应制得有机叠氮化合物(Chem.Commun.,2004,888-889)；（4）有机硼酸催化偶联：Guo等发现芳基硼酸和叠氮化钠在硫酸铜催化下即能顺利反应，生成芳基叠氮化合物。该反应的优点是条件温和，在室温下即可进行，多种官能团不受影响，“铜源”可取范围广泛且立体选择性好(TetrahedronLett.,2007,48,3525-3529)；（5）苯肼在三苯基膦，溴水和四丁基亚硝酸胺的作用下反应生成芳基叠氮化合物(TetrahedronLett.,2008,49,4242-4244)。但是上述方法仍存在很多缺陷，如重氮化时对pH要求较高，不容易控制，原料毒性较大，容易生成副产物，收率较低，适用范围小，局限性较大，条件苛刻，因此限制了其进一步应用。技术实现要素：本发明解决的技术问题是提供了一种操作简单、容易控制且收率较高的芳基叠氮类化合物的合成方法。本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种芳基叠氮类化合物的合成方法，其特征在于具体步骤为：将碘代芳基类化合物、叠氮化钠、1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU）和催化剂加入到装有溶剂的反应容器中，再将反应混合物于60-105℃搅拌反应，TLC跟踪检测至反应完全，再向反应混合物中加入氨水，然后用乙酸乙酯萃取3次，并用饱和食盐水洗1次，取有机相干燥，抽滤，旋除溶剂，柱层析纯化得到目标产物，所述的碘代芳基类化合物为碘苯、对甲基碘苯、对甲氧基碘苯、对溴碘苯、对乙氧基碘苯、3,4-二甲基碘苯、间溴碘苯、间氯碘苯、邻甲基碘苯、2,4,6-三甲基碘苯、邻氯碘苯、邻羟基碘苯、邻氟碘苯、2-碘三氟甲基苯或对甲基间硝基碘苯，所述的催化剂为醋酸铜、硫酸铜、氯化铜、溴化铜、乙酰丙酮铜、碘化亚铜、氯化亚铜、溴化亚铜或氧化亚铜，所述的溶剂二甲基亚砜或N,N-二甲基甲酰胺。进一步优选，所述的碘代芳基类化合物、叠氮化钠、1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯和催化剂的投料摩尔比为1:1.2:0.05-0.3:0.05-0.1。本发明所用的原料简单易得，催化剂铜源的选择范围广，反应条件温和，操作简单，收率相对较高。具体实施方式以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。实施例1采用不同的铜盐作为催化剂，将1.0mmol碘苯、1.2mmol叠氮化钠、0.2mmolDBU和0.1mmol催化剂依次加入到装有3.0mL二甲基亚砜的反应瓶中，将反应混合物于95℃搅拌反应，TLC跟踪反应至反应完全，向反应混合物中加入几滴氨水，然后用乙酸乙酯萃取（10mL×3），再用饱和食盐水洗1次，干燥，抽滤，旋除溶剂，柱层析纯化得到目标产物，不同催化剂对反应收率的影响见表1。表1不同催化剂对反应收率的影响组催化剂反应时间(h)收率(%)1Cu(OAc)2·H2O1.5912CuSO4·5H2O1.5843CuCl2·2H2O2.0834CuBr22.0835Cu(acac)25.0506CuI2.5907CuBr3.0858CuCl3.0859Cu2O2.587实施例2将1.0mmol碘苯、1.2mmol叠氮化钠、0.2mmolDBU和0.1mmol醋酸铜依次加入到装有3.0mL溶剂的反应瓶中，将反应混合物于95℃搅拌反应，TLC跟踪反应至反应完全，向反应混合物中加入几滴氨水，然后用乙酸乙酯萃取（10mL×3），再用饱和食盐水洗1次，干燥，抽滤，旋除溶剂，柱层析纯化得到目标产物，不同溶剂对反应收率的影响见表2。表2不同溶剂对反应收率的影响组溶剂反应时间(h)收率(%)1DMSO1.5932DMF5.0803MeOH8.0454EtOH8.0405H2O9.0206EtOH/H2O(7:3)10.040实施例3将1.0mmol碘苯、1.2mmol叠氮化钠、0.15mmolDBU和0.1mmol醋酸铜依次加入到装有3mL二甲基亚砜的反应瓶中，将反应混合物于95℃搅拌反应1.5h，TLC跟踪反应至反应完全，向反应混合物中加入几滴氨水，然后用乙酸乙酯萃取（10mL×3），再用饱和食盐水洗1次，干燥，抽滤，旋除溶剂，柱层析纯化得到目标产物，收率92%。苯基叠氮的数据表征：浅黄色液体；1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.38-7.34(m,2H),7.15(t,J=8.0Hz,1H),7.04(d,J=8.0Hz,2H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ:140.0,129.8,124.9,119.0。实施例4将1.0mmol碘苯、1.2mmol叠氮化钠、0.05mmolDBU和0.05mmol五水硫酸铜依次加入到装有3mL二甲基亚砜的反应瓶中，将反应混合物于95℃搅拌反应1.5h，TLC跟踪反应至反应完全，向反应混合物中加入几滴氨水，然后用乙酸乙酯萃取（10mL×3），再用饱和食盐水洗1次，干燥，抽滤，旋除溶剂，柱层析纯化得到目标产物，收率60%。实施例5将1.0mmol碘苯、1.2mmol叠氮化钠、0.3mmolDBU和0.1mmol氯化铜依次加入到装有3mL二甲基亚砜的反应瓶中，将反应混合物于60℃搅拌反应13h，TLC跟踪反应至反应完全，向反应混合物中加入几滴氨水，然后用乙酸乙酯萃取（10mL×3），再用饱和食盐水洗1次，干燥，抽滤，旋除溶剂，柱层析纯化得到目标产物，收率80%。实施例6将1.0mmol碘苯、1.2mmol叠氮化钠、0.3mmolDBU和0.1mmol溴化铜依次加入到装有3mL二甲基亚砜的反应瓶中，将反应混合物于105℃搅拌反应2h，TLC跟踪反应至反应完全，向反应混合物中加入几滴氨水，然后用乙酸乙酯萃取（10mL×3），再用饱和食盐水洗1次，干燥，抽滤，旋除溶剂，柱层析纯化得到目标产物，收率78%。实施例7将1.0mmol碘苯、1.2mmol叠氮化钠、0.15mmolDBU和0.1mmol乙酰丙酮铜依次加入到装有3mL二甲基亚砜的反应瓶中，将反应混合物于95℃搅拌反应2h，TLC跟踪反应至反应完全，向反应混合物中加入几滴氨水，然后用乙酸乙酯萃取（10mL×3），再用饱和食盐水洗1次，干燥，抽滤，旋除溶剂，柱层析纯化得到目标产物，收率40%。实施例8将1.0mmol对甲基碘苯、1.2mmol叠氮化钠、0.15mmolDBU和0.1mmol碘化亚铜依次加入到装有3mLN,N-二甲基甲酰胺的反应瓶中，将反应混合物于95℃搅拌反应3.5h，TLC跟踪反应至反应完全，向反应混合物中加入几滴氨水，然后用乙酸乙酯萃取（10mL×3），再用饱和食盐水洗1次，干燥，抽滤，旋除溶剂，柱层析纯化得到目标产物，收率87%。对甲基苯基叠氮的数据表征：浅黄色液体；1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.16(d,J=8.0Hz,2H),6.93(d,J=8.0Hz,2H),2.34(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ:137.1,134.6,130.4,118.9,20.7。实施例9将1.0mmol对甲氧基碘苯、1.2mmol叠氮化钠、0.15mmolDBU和0.1mmol醋酸铜依次加入到装有3mL二甲基亚砜的反应瓶中，将反应混合物于95℃搅拌反应3.5h，TLC跟踪反应至反应完全，向反应混合物中加入几滴氨水，然后用乙酸乙酯萃取（10mL×3），再用饱和食盐水洗1次，干燥，抽滤，旋除溶剂，柱层析纯化得到目标产物，收率85%。对甲氧基苯基叠氮的数据表征：黄色液体；1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:6.96(d,J=8.0Hz,2H),6.89(d,J=8.0Hz,2H),3.80(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ:157.0,132.3,120.0,115.1,55.6。实施例10将1.0mmol对溴碘苯、1.2mmol叠氮化钠、0.15mmolDBU和0.1mmol醋酸铜依次加入到装有3mL二甲基亚砜的反应瓶中，将反应混合物于95℃搅拌反应2h，TLC跟踪反应至反应完全，向反应混合物中加入几滴氨水，然后用乙酸乙酯萃取（10mL×3），再用饱和食盐水洗1次，干燥，抽滤，旋除溶剂，柱层析纯化得到目标产物，收率88%。对溴苯基叠氮的数据表征：类白色固体；1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.56-7.58(m,2H),7.41-7.43(m,2H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ:138.9,132.0,128.4,121.9。实施例11将1.0mmol对乙氧基碘苯、1.2mmol叠氮化钠、0.15mmolDBU和0.1mmol醋酸铜依次加入到装有3mL二甲基亚砜的反应瓶中，将反应混合物于95℃搅拌反应4h，TLC跟踪反应至反应完全，向反应混合物中加入几滴氨水，然后用乙酸乙酯萃取（10mL×3），再用饱和食盐水洗1次，干燥，抽滤，旋除溶剂，柱层析纯化得到目标产物，收率80%。对乙氧基苯基叠氮的数据表征：浅黄色液体；1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:6.94-6.96(m,2H),6.87-6.89(m,2H),4.01(q,J=7.0Hz,2H),1.42(t,J=7.0Hz,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ:156.3,132.1,119.9,115.7,63.8,14.8。实施例12将1.0mmol3,4-二甲基碘苯、1.2mmol叠氮化钠、0.15mmolDBU和0.1mmol醋酸铜依次加入到装有3mL二甲基亚砜的反应瓶中，将反应混合物于95℃搅拌2.5h，TLC跟踪反应至反应完全，向反应混合物中加入几滴氨水，然后用乙酸乙酯萃取（10mL×3），再用饱和食盐水洗1次，干燥，抽滤，旋除溶剂，柱层析纯化得到目标产物，收率90%。3,4-二甲基苯基叠氮的数据表征：青黄色液体；1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.10(d,J=8.0Hz,1H),6.81(s,1H),6.77(d,J=8.0Hz,1H),2.25(s,3H),2.24(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ:138.3,137.3,133.4,130.8,120.0,116.3,19.9,19.2。实施例13将1.0mmol间溴碘苯、1.2mmol叠氮化钠、0.15mmolDBU和0.1mmol醋酸铜依次加入到装有3mL二甲基亚砜的反应瓶中，将反应混合物于95℃搅拌反应4.5h，TLC跟踪反应至反应完全，向反应混合物中加入几滴氨水，然后用乙酸乙酯萃取（10mL×3），再用饱和食盐水洗1次，干燥，抽滤，旋除溶剂，柱层析纯化得到目标产物，收率85%。间溴苯基叠氮的数据表征：浅黄色液体；1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.70(s,1H),7.46-7.51(m,2H),7.30-7.34(m,1H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ:141.8,130.8,130.4,130.2,125.8,123.0。实施例14将1.0mmol间氯碘苯、1.2mmol叠氮化钠、0.15mmolDBU和0.1mmol醋酸铜依次加入到装有3mL二甲基亚砜的反应瓶中，将反应混合物置于95℃搅拌反应4.5h，TLC跟踪反应至反应完全，向反应混合物中加入几滴氨水，然后用乙酸乙酯萃取（10mL×3），再用饱和食盐水洗1次，干燥，抽滤，旋除溶剂，柱层析纯化得到目标产物，收率85%。间氯苯基叠氮的数据表征：浅黄色液体；1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.30-7.26(m,1H),7.12(d,J=8.0Hz,1H),7.03(t,J=2.0Hz,1H),6.93(dd,J=8.1,2.1Hz,1H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ:141.5,135.4,130.7,125.1,119.3,117.2。实施例15将1.0mmol邻甲基碘苯、1.2mmol叠氮化钠、0.15mmolDBU和0.1mmol醋酸铜依次加入到装有3mL二甲基亚砜的反应瓶中，将反应混合物置于95℃搅拌反应5.0h，TLC跟踪反应至反应完全，向反应混合物中加入几滴氨水，然后用乙酸乙酯萃取（10mL×3），再用饱和食盐水洗1次，干燥，抽滤，旋除溶剂，柱层析纯化得到目标产物，收率75%。邻甲基苯基叠氮的数据表征：浅黄色液体；1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.24-7.20(m,1H),7.16-7.09(m,2H),7.05-7.01(m,1H),2.20(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ:138.4,131.2,129.6,127.1,124.6,117.9,17.3。实施例16将1.0mmol2,4,6-三甲基碘苯、1.2mmol叠氮化钠、0.15mmolDBU和0.1mmol醋酸铜依次加入到装有3mL二甲基亚砜的反应瓶中，将反应混合物置于95℃搅拌反应2h，TLC跟踪反应至反应完全，向反应混合物中加入几滴氨水，然后用乙酸乙酯萃取（10mL×3），再用饱和食盐水洗1次，干燥，抽滤，旋除溶剂，柱层析纯化得到目标产物，收率78%。3,4,6-三甲基苯基叠氮的数据表征：浅黄色液体；1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:6.86(s,2H),2.35(s,6H),2.28(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ:135.3,134.4,131.9,129.5,20.7,18.1。实施例17将1.0mmol邻氯碘苯、1.2mmol叠氮化钠、0.15mmolDBU和0.1mmol醋酸铜依次加入到装有3mL二甲基亚砜的反应瓶中，将反应混合物于95℃搅拌反应3.5h，TLC跟踪反应至反应完全，向反应混合物中加入几滴氨水，然后用乙酸乙酯萃取（10mL×3），再用饱和食盐水洗1次，干燥，抽滤，旋除溶剂，柱层析纯化得到目标产物，收率75%。邻氯苯基叠氮的数据表征：无色油状液体；1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.37(d,J=8.0Hz,1H),7.31-7.28(m,1H),7.17(d,J=8.0Hz,1H),7.08(t,J=8.0Hz,1H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ:137.2,130.8,127.9,125.6,125.0,119.7。实施例18将1.0mmol邻羟基碘苯、1.2mmol叠氮化钠、0.15mmolDBU和0.1mmol醋酸铜依次加入到装有3mL二甲基亚砜的反应瓶中，将反应混合物于95℃搅拌反应3.5h，TLC跟踪反应至反应完全，向反应混合物中加入几滴氨水，然后用乙酸乙酯萃取（10mL×3），再用饱和食盐水洗1次，干燥，抽滤，旋除溶剂，柱层析纯化得到目标产物，收率71%。邻羟基苯基叠氮的数据表征：暗红色液体；1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.08-7.03(m,2H),6.93(t,J=7.8Hz,2H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ:147.4,126.0,126.0,121.2,118.4,116.0。实施例19将1.0mmol邻氟碘苯、1.2mmol叠氮化钠、0.15mmolDBU和0.1mmol醋酸铜依次加入到装有3mL二甲基亚砜的反应瓶中，将反应混合物于95℃搅拌反应3.5h，TLC跟踪反应至反应完全，向反应混合物中加入几滴氨水，然后用乙酸乙酯萃取（10mL×3），再用饱和食盐水洗1次，干燥，抽滤，旋除溶剂，柱层析纯化得到目标产物，收率71%。邻氟苯基叠氮的数据表征：暗红色液体；1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.14-7.05(m,4H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ:156.1,125.8,125.7,124.9,124.8,121.0,116.8,116.6。实施例20将1.0mmol2-碘三氟甲基苯、1.2mmol叠氮化钠、0.15mmolDBU和0.1mmol醋酸铜依次加入到装有3mL二甲基亚砜的反应瓶中，将反应混合物置于95℃搅拌反应4h，TLC跟踪反应至反应完全，向反应混合物中加入几滴氨水，然后用乙酸乙酯萃取（10mL×3），再用饱和食盐水洗1次，干燥，抽滤，旋除溶剂，柱层析纯化得到目标产物，收率72%。2-(三氟甲基)苯基叠氮的数据表征：棕黄色固体；1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.63(d,J=8.0Hz,1H),7.58(t,J=8.0Hz,1H),7.30(d,J=8.0Hz,1H),7.22(t,J=8.0Hz,1H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ:138.5,133.1,127.4,124.5,124.3,121.6,119.5。实施例21将1.0mmol对甲基间硝基碘苯、1.2mmol叠氮化钠、0.15mmolDBU和0.1mmol醋酸铜依次加入到装有3mL二甲基亚砜的反应瓶中，将反应混合物于95℃搅拌反应4h，TLC跟踪反应至反应完全，向反应混合物中加入几滴氨水，然后用乙酸乙酯萃取（10mL×3），再用饱和食盐水洗1次，干燥，抽滤，旋除溶剂，柱层析纯化得到目标产物，收率70%。对甲基间硝基苯基叠氮的数据表征：棕黄色固体；1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.63(s,1H),7.33(d,J=8.0Hz,1H),7.16(d,J=8.0Hz,1H),2.57(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ:149.7,139.3,134.1,130.0,123.4,115.2,20.0。以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。当前第1页1 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