一種對稱1,3,4-噁二唑的合成方法
2023-06-15 16:53:01
專利名稱：一種對稱1,3,4-噁二唑的合成方法
技術領域：
本發明公開一種對稱l， 3， 4-噁二唑的合成方法，為一種新的有機化合物合成方 法，屬於有機化學合成技術領域。
技術背景-
自1962年M. S. Gibson發表論文詳盡論述了l， 3， 4-噁二唑環合的反應機制以來 (7^ra/ e^wj， 1962， V(18): 1377—1380)，人們不斷採用新方法合成l， 3， 4-噁 二唑衍生物，其中合成具有對稱結構的l， 3, 4-噁二唑衍生物的主要方法有
1)氨基硫脲與芳香羧酸——見式①(化學試劑，1997， 19(6): 373—381.), 或者氨基脲與芳香羧酸——見式②GS^"A. Cwwmm. ， 2002， 32(21): 3339—3345.), 在多聚磷酸(PPA)的作用下進行環化反應製得對稱的l， 3， 4-噁二唑化合物；
①
formula see original document page 4
2)雙醯肼環化反應製得對稱的l， 3， 4-噁二唑化合物。
將羧酸與醇反應合成酯，酯和水合肼反應生成醯肼，醯肼和醯氯反應生成對稱的 雙醯肼——見式①。或者醯肼與羧酸進行反應生成對稱的雙醯胼——見式②。雙醯肼 環化反應製得對稱的l， 3， 4-噁二唑化合物。
①
formula see original document page 4formula see original document page 5
3)四氮唑與醯化物重排反應得到1， 3， 4-噁二唑化合物。(丄wg, c&m. ， 2001， 66: 4062—4064.)formula see original document page 5上述的現有合成技術中均存在著一些缺點和不足 方法l)在多聚磷酸做脫水劑反應合成l， 3， 4-噁二唑時，易因控溫不當造成焦 化或降解等副反應。
方法2)將羧酸與醇反應合成酯，酯和水合肼反應生成醯肼，醯肼和與醯氯反應
生成對稱雙醯肼，見式①。或者，醯肼與羧酸進行反應生成對稱的醯肼，見式②。最
後進行環化反應得到l， 3， 4-噁二唑。此方法的每一步產率都遠遠小於90%，且得到 的最終產物需要柱色譜提純。
方法3)將羧酸經過醯化後得到醯氯，然後與相應的四氮唑反應得到醯化產物，
接著再進行環化反應得到l， 3， 4-噁二唑。此方法中所需原料——四氮唑合成非常復
雜，而所得到的最終產物需要經過柱色譜提純。
綜上所述，現有的技術第一，用多聚憐酸做脫水劑時易發生焦化或降解等副反 應。第二，路線複雜——至少需經過四步，且每一步產物的產率都遠遠小於90%,才 能得到目標產物，造價昂貴。第三，所得到的物質需要用大量的有機溶劑提純，這樣 導致整個合成過程的費用升高，同時造成嚴重的環境汙染。
發明內容
本發明公開一種對稱l， 3， 4-噁二唑的合成方法，克服了現有該類化合物合成方 法工藝路線複雜，合成產物產量低，環境汙染嚴重等缺欠。
本發明的合成路線如下
具體合成方法如下
稱取5-lOmol的羧酸置於燒瓶中，加入5-10mL的S0Cl2在78"下回流IO個小時， 冷卻到室溫，減壓蒸出多餘的SOCl2，把燒瓶密閉放在冰水中攪拌5分鐘。然後緩慢 滴加2-5mL80。/。的水合肼，滴加至沒有白色煙霧生成。滴加完畢後在室溫下攪拌10分 鍾，然後向燒瓶中加入20-30mL水，攪拌30分鐘，抽濾，在濾紙上得到白色固體物 質。把其乾燥後置於燒瓶中，然後再加入10-15mL的P0C13,在IO(TC下回流10個小 時，冷卻到室溫，把其澄清溶液滴加到冰水中(攪拌)，滴加完畢後，靜置至固體全 部析出，然後抽濾，用水洗滌3-4次，在濾紙上得到白色固體，乾燥後即得。
本發明合成工藝的優點如下合成過程中的每一步提純過程只需用水洗滌即可， 合成路線短，不需要用柱色譜提純，省去大量有機溶劑，且每一步所得目標產物的產 率超過90%，合成過程操作簡單、合成成本經濟低廉、安全環保。
圖1為實施例1的H-NMR圖2為實施例1的X-單晶衍射單胞圖3為實施例1的IR圖。
圖4為實施例2的H-NMR圖5為實施例2的X-單晶衍射單胞圖6為實施例2的IR圖。施例3的IR圖。 圖9為實施例4的H-NMR圖； 圖10為實施例4的IR圖。
具體實施例方式
在以下實施實例中進一步描述本合成方法，所述實施實例僅用於說明目的，而不 意在限制本方法的使用範圍。
實施例1:
2， 5-二 (2-甲氧基)苯基-1, 3， 4-噁二唑的合成。
將1.52g(10腿ol)鄰甲氧基苯甲酸，5mLS0Cl2，加入到50mL燒瓶中。在78。C下加 熱回流10個小時，冷卻到室溫，減壓蒸出多餘的S0Cl2，把燒瓶密閉，放在冰水中攪 拌5分鐘。敞開燒瓶，緩慢滴加2mL 80%的水合肼，滴加完畢後在室溫下攪拌10分鐘， 然後向燒瓶中加入20mL水，攪拌30分鐘，抽濾，在濾紙上得到白色固體物質。把其 乾燥後置於燒瓶中，再加入10mL的P0C1:;，在IOO'C下加熱回流10個小時，冷卻到室 溫，把其澄清溶液緩慢滴加到冰水中(攪拌)，滴加完畢後，靜置至固體全部析出， 抽濾，用水洗滌3-4次，在濾紙上得到白色固體，乾燥後即得純淨的2，5-二 (2-甲氧 基)苯基-1, 3， 4-噁二唑。合成路線如下
所得物質經過核磁(H-NMR)、 X-單晶粉末衍射、紅外光譜(IR)表徵如下:
H-麵R圖見圖1; X-單晶衍射單胞圖見圖2; IR圖見圖3。 實施例2
2，5-二 (2-噻吩基)-1， 3， 4-噁二唑的合成。
將1.28g(10咖ol)2-噻吩甲酸，5mLS0Cl2，加入到50mL燒瓶中。在78。C下加熱回 流10個小時，冷卻到室溫，減壓蒸出多餘的SOCl2，把燒瓶密閉，放在冰水中攪拌5分鐘。敞開燒瓶，緩慢滴加2mL 80%的水合肼，滴加完畢後在室溫下攪拌10分鐘，向 燒瓶中加入20mL水，攪拌30分鐘，抽濾，在濾紙上得到白色固體物質。把其乾燥後 置於燒瓶中，再加入10mL的POCU在10(TC下加熱回流10個小時，冷卻到室溫，把 其澄清溶液緩慢滴加到冰水中(攪拌)，滴加完畢後，靜置至固體全部析出，抽濾， 用水洗滌3-4次，在濾紙上得到白色固體，乾燥後即得純淨的2, 5_二 (2-噻吩基)-l， 3， 4-噁二唑。合成路線如下
所得物質經過核磁(H-麗R)、 X-單晶粉末衍射、紅外光譜(IR)表徵如下 H-N服圖見圖4。 X-單晶衍射單胞圖見圖5。 IR圖見圖6。 實施例3
2，5-二苯基-1， 3， 4-噁二唑的合成。 將1.22g (lO咖ol)苯甲酸，5mLSOCl2，加入到50mL燒瓶中。在78。C下加熱回流 IO個小時，冷卻到室溫，減壓蒸出多餘的S0Cl2，把燒瓶密閉，在冰水中攪拌5分鐘。 敞開燒瓶，緩慢滴加2mL80。/。的水合肼，滴加完畢後在室溫下攪拌10分鐘，向燒瓶中 加入20mL水，攪拌30分鐘，抽濾，在濾紙上得到白色固體物質。把其乾燥後置於燒 瓶中，再加入10mL的POCU在IO(TC下加熱回流10個小時，冷卻到室溫，把其澄清 溶液緩慢滴加到冰水中(攪拌)，滴加完畢後，靜置至固體全部析出，抽濾，用水洗 滌3-4次，在濾紙上得到白色固體，乾燥後即得純淨的2,5-二苯基-l， 3， 4-噁二唑。 合成路線如下所得物質經過核磁(H-NMR)、紅外光譜(IR)表徵如下H-應R圖見圖7， IR圖見 圖8。
實施例4
2,5-二 (4-甲基)苯基-1， 3， 4-噁二唑的合成。formula see original document page 9將1.36g (lOmmol)對甲基苯甲酸，5mL S0C12，加入到50mL燒瓶中。在78。C下加 熱回流10個小時，冷卻到室溫，減壓蒸出多餘的S0Cl2，把燒瓶密閉，在冰水中攪拌5 分鐘。敞開燒瓶，緩慢滴加2mL 80%的水合肼，滴加完畢後在室溫下攪拌10分鐘，向 燒瓶中加入20mL水，攪拌30分鐘，抽濾，在濾紙上得到白色固體物質。把其乾燥後 置於燒瓶中，再加入10mL的P0C]U,在10(rC下加熱回流10個小時，冷卻到室溫，把 其澄清溶液緩慢滴加到冰水中(攪拌)，滴加完畢後，靜置至固體全部析出，抽濾， 用水洗滌3-4次，在濾紙上得到白色固體，乾燥後即得純淨的2,5-二 (-4-甲基)苯 基-l， 3， 4-噁二唑。合成路線如下
所得物質經過核磁(H-麗R)、紅外光譜(IR)表徵如下H-醒R圖見圖9， IR圖見 圖10。
權利要求
1、一種對稱1.3.4-噁二唑的合成方法，包括以下步驟1)將羧酸醯化後和水合肼一步反應即可得到對稱的醯肼；2)對稱醯肼在POCl3溶劑中回流10個小時；3)反應體系冷卻到室溫後，把溶液緩慢地滴加到冰水中，反應溶液滴加完畢後，應靜置至白色固體物質全部析出，再進行抽濾，用水洗滌，即得。
2、權利要求所述對稱1. 3. 4-噁二唑的合成方法，其特徵在於在5-10mo1的羧 酸中加入5-10mL的S0Cl2，78"C下回流10個小時，冷卻到室溫，減壓蒸出多餘的S0C12， 密閉放在冰水中攪拌5分鐘；然後緩慢滴加2-5mL 80%的水合肼，滴加至沒有白色煙 霧生成；滴加完畢後在室溫下攪拌10分鐘，然後向燒瓶中加入20-30mL水，攪拌30 分鐘，抽濾，在濾紙上得到白色固體物質;乾燥後置於燒瓶中，再加入10-15mL的POCl:,, 在IOO'C下回流IO個小時，冷卻到室溫，把其澄清溶液滴加到冰水中(攪拌)，滴加 完畢後，靜置至固體全部析出，然後抽濾，用水洗滌3-4次，在濾紙上得到白色固體， 乾燥後即得l， 3， 4-噁二唑。
3、 一種2， 5-二 (2-甲氧基)苯基-1， 3， 4-噁二唑的合成方法，其特徵如下 將1. 52g(10mmol)鄰甲氧基苯甲酸加入5mL S0C12， 78"下加熱回流10個小時，冷卻到室溫，減壓蒸出多餘的S0C1,，密閉放在冰水中攪拌5分鐘；緩慢滴加2mL80。/。 的水合肼，滴加完畢後在室溫下攪拌10分鐘，然後加入20mL水，攪拌30分鐘，抽 濾，在濾紙上得到白色固體物質；乾燥後置於燒瓶中，再加入10mL的P0CU IO(TC下 加熱回流10個小時，冷卻到室溫，把其澄清溶液緩慢滴加到冰水中(攪拌)，滴加完 畢後，靜置至固體全部析出，抽濾，用水洗滌3-4次，在濾紙上得到白色固體，乾燥 後即得2，5-二 (2-甲氧基)苯基-1， 3， 4-噁二唑。
4、 一種2,5-二 (2-噻吩基)-1， 3， 4-噁二唑的合成方法，其特徵如下將1. 28g(10mmol)2-噻吩甲酸加入5mL S0C12 ，在78。C下加熱回流10個小時， 冷卻到室溫，減壓蒸出多餘的S0C12，密閉放在冰水中攪拌5分鐘，緩慢滴加2mL 80% 的水合肼，滴加完畢後在室溫下攪拌10分鐘，加入20mL水，攪拌30分鐘，抽濾， 在濾紙上得到白色固體物質；乾燥後置於燒瓶中，再加入10mL的P0C13， IO(TC下加 熱回流10個小時，冷卻到室溫，把其澄清溶液緩慢滴加到冰水中(攪拌)，滴加完畢 後，靜置至固體全部析出，抽濾，用水洗滌3-4次，在濾紙上得到白色固體，乾燥後即得2，5-二 (2-噻吩基)-1， 3， 4-噁二唑。
5、 一種2,5-二苯基-1， 3， 4-噁二唑的合成方法，其特徵如下將1.22g (lOmmol)苯甲酸加入5mL S0C12,在78"C下加熱回流10個小時，冷卻 到室溫，減壓蒸出多餘的S0C12，密閉在冰水中攪拌5分鐘，緩慢滴加2mL 80%的水 合肼，滴加完畢後在室溫下攪拌10分鐘，加入20mL水，攪拌30分鐘，抽濾，在濾 紙上得到白色固體物質；乾燥後置於燒瓶中，再加入10mL的POC13, IOO'C下加熱回流 IO個小時，冷卻到室溫，把其澄清溶液緩慢滴加到冰水中(攪拌)，滴加完畢後，靜 置至固體全部析出，抽濾，用水洗滌3-4次，在濾紙上得到白色固體，乾燥後即得2， 5-二苯基-l， 3， 4-噁二唑。
6、 一種2，5-二 (4-甲基)苯基-1， 3， 4-噁二唑的合成方法，其特徵如下 將1.36g (lOmmol)對甲基苯甲酸加入5mL S0C12， 78。C下加熱回流10個小時，冷卻到室溫，減壓蒸出多餘的S0C12，密閉在冰水中攪拌5分鐘，緩慢滴加2mL 80% 的水合肼，滴加完畢後在室溫下攪拌10分鐘，向燒瓶中加入20mL水，攪拌30分鐘， 抽濾，在濾紙上得到白色固體物質；乾燥後置於燒瓶中，再加入10mL的P0C13, IO(TC 下加熱回流10個小時，冷卻到室溫，把其澄清溶液緩慢滴加到冰水中(攪拌)，滴加 完畢後，靜置至固體全部析出，抽濾，用水洗滌3-4次，在濾紙上得到白色固體，幹 燥後即得2，5-二 (4-甲基)苯基-l， 3， 4-噁二唑。
全文摘要
本發明提供一種對稱1.3.4-噁二唑的合成方法，將羧酸醯化後和水合肼一步反應即可得到對稱的醯肼；對稱醯肼在POCl3溶劑中回流10個小時；反應體系冷卻到室溫後，把溶液緩慢地滴加到冰水中，反應溶液滴加完畢後，應靜置至白色固體物質全部析出，再進行抽濾，用水洗滌，即可得到純淨的目標產物。本發明一步直接得到對稱的醯肼，直接進行環化反應，所得物質用水處理，即可得到純淨的目標產物對稱結構的1，3，4噁二唑。所用步驟少，產物的提純過程所用溶劑為水而不是有機溶劑，整個合成路線的每一步產率都非常高，做到化工反應經濟又環保。
文檔編號C07D271/10GK101643456SQ20091006747
公開日2010年2月10日 申請日期2009年9月2日 優先權日2009年9月2日
發明者靜 張, 張景萍, 朱東霞, 蘆紅飛 申請人:東北師範大學