乙酰丙酮铜(ii)催化合成1,2,3-三氮唑类化合物的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于1，2, 3-三氮唑类化合物的合成技术领域，具体涉及一种乙酰丙酮铜 (Π )催化合成1，2, 3-三氮唑类化合物的方法。
【背景技术】
[0002] 1，2, 3-三氮唑是最有价值的化合物中的一种，并已被广泛应用在化学的各种领 域，如药物化学、农业化学和材料化学。中间体三氮唑是构建分子的基本模块之一，不仅是 有机合成的重要中间体，也是生理活性化合物的基本骨架。环加成反应是有机化学中非常 重要和经典的反应之一。自从Huisgen提出了 1，3_偶极环加成的概念之后，1，3_偶极环加 成反应已经成为合成五元杂环化合物的通用方法。环加成反应的研宄已有很多年的历史， 研宄者们一直致力于寻求高效、廉价的绿色催化剂。2002年，Sharpless小组（Angew. Chem .Int. Ed.，2002,41，2596-2599)非常巧妙地将铜引入了 Huisgen反应体系，发现了一价 铜可以高效催化末端炔和有机叠氮化合物的1，3-偶极环加成反应，并且具有高效的选择 性和专一性。但亚铜盐是热力学不稳定的，所以容易被氧化成Cu (II)或者歧化成Cu (0) 和Cu (II)。为此，在反应过程中将Cu (II)盐还原产生Cu (I)来催化反应进行却能取得 更好的效果，例如 CuSO4 ·5Η20-抗坏血酸钠（Angew. Chem. Int. Ed 2002，41，2596)， Cu (OAc)2. H2O-抗坏血酸钠 （Tetrahedron Lett. 2008，49，1979)等，除了加入还原剂 外，人们还在体系中加入配体来稳定Cu (I)。在2004年，Fokin小组（Org. Lett. 2004， 6，2853-2855)利用三氮唑类配体TBAB来稳定Cu (I)，在室温下高效催化Huisgen环加 成反应，合成了 1，4-二取代1，2, 3-三氮唑类化合物，然而，直接使用廉价易得二价铜(如硫 酸铜、羧酸铜等）作为催化剂更具有优势。近几年来，Cu (II)作为催化剂的研宄取得了很 好的结果。2006年，Reddy报道了 Cu (OAc)2催化叠氮化合物和炔烃的环加成反应，20mol% Cu (OAc) 2作为催化剂，在水相室温下反应20h可以得到较好收率（SynI ett 2006，（6)， 957-959)。2007年，Kikuchi等报道了 Cu (OTf)Jt为催化剂的一锅反应：TMSN3与烯丙基 醋酸酯发生亲核取代反应先生成叠氮化合物，然后与炔烃发生环加成反应（Synlett 2007， (15)，2436-2438)。2008年，Mizuno报道了硅钨酸盐负载的Cu (II)催化的CuAAC反应 (ChemSusChem 2009，2(1)，59-62)。2009 年，Kasi Pitchumani 报道了水滑石负载的 Cu (II)作催化剂，乙腈溶剂中，室温反应需 6-12h (Chem. - Eur. J. 2009，15，2755-2758)。 2010年，Heaney等报道了 Cu2(OH)3OAc催化叠氮和炔径的环加成反应，在乙腈溶剂中，使 用lOmol%的催化剂，微波加热反应10min可以得到较好收率，但是同时得到大量的炔烃自 身偶联的产物（Chem. Commun, 2010，（46)，2274-2276)。2012 年 fcotherton 等人报道 了利用Cu (ClO4)2和NaI生成CuI和I 2，其中利用CuI催化了末端炔烃与叠氮的1，3-偶 极环加成，生成了 5-碘-1,4-二取代-1,2, 3-三唑类化合物（J. Org. chem，2012，77， 6443-6455)。以上这些利用Cu作催化剂来催化合成1，2, 3-三氮唑类化合物的反应中金属 催化剂不易制得，容易失活且难以回收，所用溶剂大多为有机试剂、合成的当前策略通常需 要繁琐的多步合成，其他特殊添加试剂多。鉴于这些不足之处，开发出新的、可以循环使用、 反应易于操作和处理的催化剂体系，成为研宄的热点。
【发明内容】
[0003] 本发明解决的技术问题是提供了一种工艺简单、收率高、反应条件温和、绿色 环保、产品性能稳定、催化效率高且催化剂能够循环使用的乙酰丙酮铜（II)催化合成 1，2, 3-三氮唑类化合物的方法。
[0004] 本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，乙酰丙酮铜（II)催化合成 1，2, 3-三氮唑类化合物的方法，其特征在于具体步骤为：以叠氮化合物和端基炔类化合物 为原料，以乙酰丙酮铜（II)为催化剂，以水为溶剂搅拌反应，TLC监控原料反应完全，反应 产物加乙酸乙酯萃取，将水相和有机相同时过滤，滤饼用乙酸乙酯清洗得到催化剂乙酰丙 酮铜（II)重复循环使用，滤液通过分液得到有机相1，2, 3-三氮唑类化合物。
[0005] 进一步限定，所述的叠氮化合物为苯基叠氮、叠氮乙酸乙酯、苄基叠氮或邻硝基苯 基置氣。
[0006] 进一步限定，所述的叠氮化合物、端基炔类化合物和催化剂乙酰丙酮铜（II)的摩 尔比为 1-1. 2:1:0. 05-0. 2。
[0007] 本发明所述的乙酰丙酮铜（II)催化合成1，2, 3-三氮唑类化合物的方法，其特征 在于具体步骤为：以卤化苄或氯乙酸乙酯、叠氮化钠和端基炔类化合物为原料，以乙酰丙酮 铜（II)为催化剂，以水为溶剂搅拌反应，TLC监控原料反应完全，反应产物加乙酸乙酯萃 取，将水相和有机相同时过滤，滤饼用乙酸乙酯清洗得到催化剂乙酰丙酮铜（II)重复循环 使用，滤液通过分液得到有机相1，2, 3-三氮唑类化合物。
[0008] 进一步限定，所述的卤化节为溴化节。
[0009] 进一步限定，所述的卤化苄或氯乙酸乙酯、叠氮化钠、端基炔类化合物和催化剂乙 酰丙酮铜（Π )的摩尔比为1. 2:1. 5:1:0. 05。
[0010] 进一步限定，所述的端基炔类化合物为苯氧丙炔、对硝基苯氧丙炔、4-乙基苯乙 炔、4-甲基苯乙炔或对氯苯氧乙炔。
[0011] 进一步限定，所述的溶剂水的用量为Imol端基炔类化合物对应水的体积为4mL。
[0012] 进一步限定，反应过程中的反应温度为50°C。
[0013] 进一步限定，所述的催化剂乙酰丙酮铜（II)的合成过程为：将Cu(NO3) 2 · 3H20溶 于水中并加入浓氨水得到含有铜氨络合离子[Cu(NH3)4] 2+的溶液，搅拌下再加入乙酰丙酮 得到蓝色沉淀，过滤水洗，真空干燥得到蓝色粉状粗品，粗品用氯仿和甲醇的混合溶液回流 溶清，降温析晶烘干得到蓝色晶状物乙酰丙酮铜（II)。
[0014] 本发明与现有技术相比具有以下优点： 1、 由于本发明采用乙酰丙酮铜（II)在水中高效催化叠氮化合物与端基炔类化合物的 环加成反应生成1，2, 3-三氮唑类化合物，在常压，50°C下反应，所需要的反应装置简单，反 应时间短，降低了能源消耗，相对于现有技术更加经济； 2、 本发明所用的催化剂便宜，制备方法简单，催化效率高，而且可以重复利用，可再生， 再生的催化剂仍然具有较高的催化活性，产物的收率与再生前的催化剂相当； 3、 本发明在以水作溶剂的条件下进行，无需添加其他特殊试剂，易于处理的催化剂体 系对环境更加友好。
【具体实施方式】
[0015] 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。
[0016] 实施例1 将IOg(0. (Mlmol)Cu(NO3)2 · 3H20溶于IOOmL水中，加入15mL浓氨水得到含有铜氨络 合离子[Cu(NH3)4]2+的溶液，搅拌下再加 IlmL乙酰丙酮得到蓝色沉淀，过滤水洗，真空干燥 得到10. 05g蓝色粉状粗品，粗品用75mL氯仿和225mL甲醇的混合溶液回流溶清，降温析晶 烘干得到7. 48g蓝色晶状物乙酰丙酮铜（II)备用。
[0017] 实施例2 采用实施例1所得的乙酰丙酮铜（II)作为催化剂，在IOmL单口瓶中加入催化剂乙酰丙 酬铜（II )0. 0065g (0. 025mmol)、苯氧丙块 0. 066g (0. 5mmol)、苯基叠氣 0. 060g(0. 5mmol)和 水2mL，于50°C油浴中搅拌反应，TLC监控反应过程。TLC监控0.5h反应完全，加入乙酸乙 酯萃取，将水相和有机相同时过滤，滤饼用乙酸乙酯洗，滤饼为蓝色，催化剂反应前后无太 大变化，把滤液分液，有机相取样做HPLC对产物进行分析，不同溶剂对反应的影响见表一。
[0018] 表一不同溶剂对反应的影响
[0019] 实施例3 采用实施例2再生的乙酰丙酮铜（II)作为催化剂，在IOmL单口瓶中加入回收 的催化剂乙酰丙酮铜（II) 0. 026g (0.1 mmol)、苯氧丙炔0. 066g (0. 5mmol)、苯基叠氮 0. 071g(0. 6mmol)和水2mL，于50°C油浴中搅拌反应，TLC监控反应过程。TLC监控0. 5h反 应完全，加入乙酸乙酯萃取，将水相和有机相同时过滤，滤饼(催化剂）用乙酸乙酯洗，将滤 液分液，有机相取样做HPLC对产物进行分析，重复回收次数对反应收率的影响见表二。
[0020] 表二重复次数对反应收率的影响
[0021] 实施例4 采用实施例1所得的乙酰丙酮铜（II)作为催化剂，在IOmL单口瓶中加入催化 剂乙酰丙酮铜（II) 0. 〇〇65g (0. 025mmol)、苯氧丙炔0. 066g (0. 5mmol)、叠氮乙酸乙醋 0. 0645g(0. 5mmol)和水2mL，于50°C油浴中搅拌反应，TLC监控反应过程。TLC监控Ih反 应完全，产品收率92. 5%。
[0022] 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) J: 7. 75 (s，1H)，7. 30-6. 94 (m, 5H)，5. 22 (s， 2H), 5. 14(s, 2H), 4.23 (q, J= 6.8 Hz, 2H), 1.28 (t, J= 7.2 Hz, 3H). 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) J: 166.3, 158.2，144.6，129.6，124.3，121.3，114.8，62.4， 61.8，50.9，14.0〇
[0023] 实施例5 采用实施例1所得的乙酰丙酮铜（II)作为催化剂，在IOmL单口瓶中加入催化剂乙 酰丙酮铜（II) 0. 0065g(0. 025mmol)、对硝基苯氧丙炔0. 0886g(0. 5mmol)、叠氮乙酸乙醋 0. 0645g(0. 5mmol)和水2mL，于50°C油浴中搅拌反应，TLC监控反应过程。TLC监控2. 5h反 应完全，产品收率91. 3%。
[0024] 1HNMR (CDCl3, 400 MHz) 8.18 (d, / = 8.8 Hz, 2H), 7.82 (s, 1H), 7.07 (d, /=9. 2 Hz, 2H), 5.32 (s, 2H), 5.18 (s, 2H), 4.27 (q, / = 7. 2 Hz, 2H), 1.29 (t, / = 3· 2 Hz, 3