专利名称：一种对称1,3,4-噁二唑的合成方法
技术领域：
本发明公开一种对称l， 3， 4-噁二唑的合成方法，为一种新的有机化合物合成方 法，属于有机化学合成技术领域。
技术背景-
自1962年M. S. Gibson发表论文详尽论述了l， 3， 4-噁二唑环合的反应机制以来 (7^ra/ e^wj， 1962， V(18): 1377—1380)，人们不断采用新方法合成l， 3， 4-噁 二唑衍生物，其中合成具有对称结构的l， 3, 4-噁二唑衍生物的主要方法有
1)氨基硫脲与芳香羧酸——见式①(化学试剂，1997， 19(6): 373—381.), 或者氨基脲与芳香羧酸——见式②GS^"A. Cwwmm. ， 2002， 32(21): 3339—3345.), 在多聚磷酸(PPA)的作用下进行环化反应制得对称的l， 3， 4-噁二唑化合物；
①
<formula>formula see original document page 4</formula>
2)双酰肼环化反应制得对称的l， 3， 4-噁二唑化合物。
将羧酸与醇反应合成酯，酯和水合肼反应生成酰肼，酰肼和酰氯反应生成对称的 双酰肼——见式①。或者酰肼与羧酸进行反应生成对称的双酰胼——见式②。双酰肼 环化反应制得对称的l， 3， 4-噁二唑化合物。
①
<formula>formula see original document page 4</formula><formula>formula see original document page 5</formula>
3)四氮唑与酰化物重排反应得到1， 3， 4-噁二唑化合物。(丄wg, c&m. ， 2001， 66: 4062—4064.)<formula>formula see original document page 5</formula>上述的现有合成技术中均存在着一些缺点和不足 方法l)在多聚磷酸做脱水剂反应合成l， 3， 4-噁二唑时，易因控温不当造成焦 化或降解等副反应。
方法2)将羧酸与醇反应合成酯，酯和水合肼反应生成酰肼，酰肼和与酰氯反应
生成对称双酰肼，见式①。或者，酰肼与羧酸进行反应生成对称的酰肼，见式②。最
后进行环化反应得到l， 3， 4-噁二唑。此方法的每一步产率都远远小于90%，且得到 的最终产物需要柱色谱提纯。
方法3)将羧酸经过酰化后得到酰氯，然后与相应的四氮唑反应得到酰化产物，
接着再进行环化反应得到l， 3， 4-噁二唑。此方法中所需原料——四氮唑合成非常复
杂，而所得到的最终产物需要经过柱色谱提纯。
综上所述，现有的技术第一，用多聚憐酸做脱水剂时易发生焦化或降解等副反 应。第二，路线复杂——至少需经过四步，且每一步产物的产率都远远小于90%,才 能得到目标产物，造价昂贵。第三，所得到的物质需要用大量的有机溶剂提纯，这样 导致整个合成过程的费用升高，同时造成严重的环境污染。
发明内容
本发明公开一种对称l， 3， 4-噁二唑的合成方法，克服了现有该类化合物合成方 法工艺路线复杂，合成产物产量低，环境污染严重等缺欠。
本发明的合成路线如下
具体合成方法如下
称取5-lOmol的羧酸置于烧瓶中，加入5-10mL的S0Cl2在78"下回流IO个小时， 冷却到室温，减压蒸出多余的SOCl2，把烧瓶密闭放在冰水中搅拌5分钟。然后缓慢 滴加2-5mL80。/。的水合肼，滴加至没有白色烟雾生成。滴加完毕后在室温下搅拌10分 钟，然后向烧瓶中加入20-30mL水，搅拌30分钟，抽滤，在滤纸上得到白色固体物 质。把其干燥后置于烧瓶中，然后再加入10-15mL的P0C13,在IO(TC下回流10个小 时，冷却到室温，把其澄清溶液滴加到冰水中(搅拌)，滴加完毕后，静置至固体全 部析出，然后抽滤，用水洗涤3-4次，在滤纸上得到白色固体，干燥后即得。
本发明合成工艺的优点如下合成过程中的每一步提纯过程只需用水洗涤即可， 合成路线短，不需要用柱色谱提纯，省去大量有机溶剂，且每一步所得目标产物的产 率超过90%，合成过程操作简单、合成成本经济低廉、安全环保。
图1为实施例1的H-NMR图2为实施例1的X-单晶衍射单胞图3为实施例1的IR图。
图4为实施例2的H-NMR图5为实施例2的X-单晶衍射单胞图6为实施例2的IR图。施例3的IR图。 图9为实施例4的H-NMR图； 图10为实施例4的IR图。
具体实施例方式
在以下实施实例中进一步描述本合成方法，所述实施实例仅用于说明目的，而不 意在限制本方法的使用范围。
实施例1:
2， 5-二 (2-甲氧基)苯基-1, 3， 4-噁二唑的合成。
将1.52g(10腿ol)邻甲氧基苯甲酸，5mLS0Cl2，加入到50mL烧瓶中。在78。C下加 热回流10个小时，冷却到室温，减压蒸出多余的S0Cl2，把烧瓶密闭，放在冰水中搅 拌5分钟。敞开烧瓶，缓慢滴加2mL 80%的水合肼，滴加完毕后在室温下搅拌10分钟， 然后向烧瓶中加入20mL水，搅拌30分钟，抽滤，在滤纸上得到白色固体物质。把其 干燥后置于烧瓶中，再加入10mL的P0C1:;，在IOO'C下加热回流10个小时，冷却到室 温，把其澄清溶液缓慢滴加到冰水中(搅拌)，滴加完毕后，静置至固体全部析出， 抽滤，用水洗涤3-4次，在滤纸上得到白色固体，干燥后即得纯净的2，5-二 (2-甲氧 基)苯基-1, 3， 4-噁二唑。合成路线如下
所得物质经过核磁(H-NMR)、 X-单晶粉末衍射、红外光谱(IR)表征如下:
H-麵R图见图1; X-单晶衍射单胞图见图2; IR图见图3。 实施例2
2，5-二 (2-噻吩基)-1， 3， 4-噁二唑的合成。
将1.28g(10咖ol)2-噻吩甲酸，5mLS0Cl2，加入到50mL烧瓶中。在78。C下加热回 流10个小时，冷却到室温，减压蒸出多余的SOCl2，把烧瓶密闭，放在冰水中搅拌5分钟。敞开烧瓶，缓慢滴加2mL 80%的水合肼，滴加完毕后在室温下搅拌10分钟，向 烧瓶中加入20mL水，搅拌30分钟，抽滤，在滤纸上得到白色固体物质。把其干燥后 置于烧瓶中，再加入10mL的POCU在10(TC下加热回流10个小时，冷却到室温，把 其澄清溶液缓慢滴加到冰水中(搅拌)，滴加完毕后，静置至固体全部析出，抽滤， 用水洗涤3-4次，在滤纸上得到白色固体，干燥后即得纯净的2, 5_二 (2-噻吩基)-l， 3， 4-噁二唑。合成路线如下
所得物质经过核磁(H-丽R)、 X-单晶粉末衍射、红外光谱(IR)表征如下 H-N服图见图4。 X-单晶衍射单胞图见图5。 IR图见图6。 实施例3
2，5-二苯基-1， 3， 4-噁二唑的合成。 将1.22g (lO咖ol)苯甲酸，5mLSOCl2，加入到50mL烧瓶中。在78。C下加热回流 IO个小时，冷却到室温，减压蒸出多余的S0Cl2，把烧瓶密闭，在冰水中搅拌5分钟。 敞开烧瓶，缓慢滴加2mL80。/。的水合肼，滴加完毕后在室温下搅拌10分钟，向烧瓶中 加入20mL水，搅拌30分钟，抽滤，在滤纸上得到白色固体物质。把其干燥后置于烧 瓶中，再加入10mL的POCU在IO(TC下加热回流10个小时，冷却到室温，把其澄清 溶液缓慢滴加到冰水中(搅拌)，滴加完毕后，静置至固体全部析出，抽滤，用水洗 涤3-4次，在滤纸上得到白色固体，干燥后即得纯净的2,5-二苯基-l， 3， 4-噁二唑。 合成路线如下所得物质经过核磁(H-NMR)、红外光谱(IR)表征如下H-應R图见图7， IR图见 图8。
实施例4
2,5-二 (4-甲基)苯基-1， 3， 4-噁二唑的合成。<formula>formula see original document page 9</formula>将1.36g (lOmmol)对甲基苯甲酸，5mL S0C12，加入到50mL烧瓶中。在78。C下加 热回流10个小时，冷却到室温，减压蒸出多余的S0Cl2，把烧瓶密闭，在冰水中搅拌5 分钟。敞开烧瓶，缓慢滴加2mL 80%的水合肼，滴加完毕后在室温下搅拌10分钟，向 烧瓶中加入20mL水，搅拌30分钟，抽滤，在滤纸上得到白色固体物质。把其干燥后 置于烧瓶中，再加入10mL的P0C]U,在10(rC下加热回流10个小时，冷却到室温，把 其澄清溶液缓慢滴加到冰水中(搅拌)，滴加完毕后，静置至固体全部析出，抽滤， 用水洗涤3-4次，在滤纸上得到白色固体，干燥后即得纯净的2,5-二 (-4-甲基)苯 基-l， 3， 4-噁二唑。合成路线如下
所得物质经过核磁(H-丽R)、红外光谱(IR)表征如下H-醒R图见图9， IR图见 图10。
权利要求
1、一种对称1.3.4-噁二唑的合成方法，包括以下步骤1)将羧酸酰化后和水合肼一步反应即可得到对称的酰肼；2)对称酰肼在POCl3溶剂中回流10个小时；3)反应体系冷却到室温后，把溶液缓慢地滴加到冰水中，反应溶液滴加完毕后，应静置至白色固体物质全部析出，再进行抽滤，用水洗涤，即得。
2、权利要求所述对称1. 3. 4-噁二唑的合成方法，其特征在于在5-10mo1的羧 酸中加入5-10mL的S0Cl2，78"C下回流10个小时，冷却到室温，减压蒸出多余的S0C12， 密闭放在冰水中搅拌5分钟；然后缓慢滴加2-5mL 80%的水合肼，滴加至没有白色烟 雾生成；滴加完毕后在室温下搅拌10分钟，然后向烧瓶中加入20-30mL水，搅拌30 分钟，抽滤，在滤纸上得到白色固体物质;干燥后置于烧瓶中，再加入10-15mL的POCl:,, 在IOO'C下回流IO个小时，冷却到室温，把其澄清溶液滴加到冰水中(搅拌)，滴加 完毕后，静置至固体全部析出，然后抽滤，用水洗涤3-4次，在滤纸上得到白色固体， 干燥后即得l， 3， 4-噁二唑。
3、 一种2， 5-二 (2-甲氧基)苯基-1， 3， 4-噁二唑的合成方法，其特征如下 将1. 52g(10mmol)邻甲氧基苯甲酸加入5mL S0C12， 78"下加热回流10个小时，冷却到室温，减压蒸出多余的S0C1,，密闭放在冰水中搅拌5分钟；缓慢滴加2mL80。/。 的水合肼，滴加完毕后在室温下搅拌10分钟，然后加入20mL水，搅拌30分钟，抽 滤，在滤纸上得到白色固体物质；干燥后置于烧瓶中，再加入10mL的P0CU IO(TC下 加热回流10个小时，冷却到室温，把其澄清溶液缓慢滴加到冰水中(搅拌)，滴加完 毕后，静置至固体全部析出，抽滤，用水洗涤3-4次，在滤纸上得到白色固体，干燥 后即得2，5-二 (2-甲氧基)苯基-1， 3， 4-噁二唑。
4、 一种2,5-二 (2-噻吩基)-1， 3， 4-噁二唑的合成方法，其特征如下将1. 28g(10mmol)2-噻吩甲酸加入5mL S0C12 ，在78。C下加热回流10个小时， 冷却到室温，减压蒸出多余的S0C12，密闭放在冰水中搅拌5分钟，缓慢滴加2mL 80% 的水合肼，滴加完毕后在室温下搅拌10分钟，加入20mL水，搅拌30分钟，抽滤， 在滤纸上得到白色固体物质；干燥后置于烧瓶中，再加入10mL的P0C13， IO(TC下加 热回流10个小时，冷却到室温，把其澄清溶液缓慢滴加到冰水中(搅拌)，滴加完毕 后，静置至固体全部析出，抽滤，用水洗涤3-4次，在滤纸上得到白色固体，干燥后即得2，5-二 (2-噻吩基)-1， 3， 4-噁二唑。
5、 一种2,5-二苯基-1， 3， 4-噁二唑的合成方法，其特征如下将1.22g (lOmmol)苯甲酸加入5mL S0C12,在78"C下加热回流10个小时，冷却 到室温，减压蒸出多余的S0C12，密闭在冰水中搅拌5分钟，缓慢滴加2mL 80%的水 合肼，滴加完毕后在室温下搅拌10分钟，加入20mL水，搅拌30分钟，抽滤，在滤 纸上得到白色固体物质；干燥后置于烧瓶中，再加入10mL的POC13, IOO'C下加热回流 IO个小时，冷却到室温，把其澄清溶液缓慢滴加到冰水中(搅拌)，滴加完毕后，静 置至固体全部析出，抽滤，用水洗涤3-4次，在滤纸上得到白色固体，干燥后即得2， 5-二苯基-l， 3， 4-噁二唑。
6、 一种2，5-二 (4-甲基)苯基-1， 3， 4-噁二唑的合成方法，其特征如下 将1.36g (lOmmol)对甲基苯甲酸加入5mL S0C12， 78。C下加热回流10个小时，冷却到室温，减压蒸出多余的S0C12，密闭在冰水中搅拌5分钟，缓慢滴加2mL 80% 的水合肼，滴加完毕后在室温下搅拌10分钟，向烧瓶中加入20mL水，搅拌30分钟， 抽滤，在滤纸上得到白色固体物质；干燥后置于烧瓶中，再加入10mL的P0C13, IO(TC 下加热回流10个小时，冷却到室温，把其澄清溶液缓慢滴加到冰水中(搅拌)，滴加 完毕后，静置至固体全部析出，抽滤，用水洗涤3-4次，在滤纸上得到白色固体，干 燥后即得2，5-二 (4-甲基)苯基-l， 3， 4-噁二唑。
全文摘要
本发明提供一种对称1.3.4-噁二唑的合成方法，将羧酸酰化后和水合肼一步反应即可得到对称的酰肼；对称酰肼在POCl<sub>3</sub>溶剂中回流10个小时；反应体系冷却到室温后，把溶液缓慢地滴加到冰水中，反应溶液滴加完毕后，应静置至白色固体物质全部析出，再进行抽滤，用水洗涤，即可得到纯净的目标产物。本发明一步直接得到对称的酰肼，直接进行环化反应，所得物质用水处理，即可得到纯净的目标产物对称结构的1，3，4噁二唑。所用步骤少，产物的提纯过程所用溶剂为水而不是有机溶剂，整个合成路线的每一步产率都非常高，做到化工反应经济又环保。
文档编号C07D271/10GK101643456SQ20091006747
公开日2010年2月10日 申请日期2009年9月2日 优先权日2009年9月2日
发明者静 张, 张景萍, 朱东霞, 芦红飞 申请人:东北师范大学