CN103086973A - 一种基于端炔的吡唑类化合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医药化工中间体及相关化学技术领域，涉及一种吡唑类化合物的制备方法发明及相关化学技术。特别是一种基于端炔合成新型吡唑类化合物的方法。其特征在于：使用端炔和肼为原料，在Cu催化下，实现了一锅两步反应合成新型吡唑类化合物。本发明主要是提供一种新的吡唑环合成方法，该方法具有反应条件温和、官能团兼容性好、底物范围广、环境友好等优点。由于吡唑环是一种重要的生物活性基团，在药学领域有着非常广泛的应用，因此，本发明具有较大的应用价值和社会经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及医药化工中间体及相关化学技术领域，涉及到一种基于端炔和肼为原料的吡唑类化合物的制备方法。
背景技术
吡唑类化合物是一类重要的生物活性分子，在多个领域有着非常广泛的应用。含吡唑环的药物活性分子，尤其在医药和农药等方面表现出优异的性能，因而吡唑类化合物的合成是当前的研究热点之一。合成吡唑环的经典方法是肼和1,3-二羰基化合物或α,β-不饱和羰基化合物环加成[参见：Krishnakumar,B.;Velmurugan,R.;Swaminathan,M.Catal.Commun.2011,12,375.]。但是该类方法存在以下缺点：使用强酸或强碱作为催化剂；反应条件苛刻；官能团兼容性差等。目前虽然开发了一系列其它的吡唑环合成方法[参见：(a)Rueping,M.;Bootwicha,T.;Baars H.;Sugiono,E.Beilstein J.Org.Chem.2011,7,1680.(b)Yoshizawa,K.;Shioiri,T.Tetrahedron Lett.2006,47,4943.(c)Xu,L.-W.;Li,L.;Xia,C.-G.;Zhao,P.-Q.Helv.Chim.Acta.2004,87,3080.(d)Eddarir,S.;Cotelle,N.;Bakkour,Y.;Rolando,C.Tetrahedron Lett.2003,44,5359.]，但是这些方法存在需要特殊的化合物作为原料、反应条件苛刻、原子经济性差等缺点。因而开发一种反应条件温和、原子经济性高、收率高的吡唑环合成方法具有重要研究意义。
发明内容
本发明提供了一种新的吡唑环的制备方法，该方法使用端炔为原料，实现了一锅两步法合成新型的吡唑类化合物。该方法具有合成路线短、条件温和、原子经济性好、环境友好、易实现工业化等优点。本发明具有较大的应用价值和社会经济效益。
本发明是一种以端炔为原料，通过一锅两步法实现了端炔自偶联合成联炔，进而与肼成环得到吡唑类化合物。合成路线如下：
该方法采用的技术方案如下：
吡唑衍生物的合成：将铜盐催化剂、有机溶剂、端炔依次加入到反应器中，置于油浴中反应一段时间，再加入浓度为85%的肼水溶液，继续置于油浴中继续反应。
端炔包括含有芳香环的端炔，含有杂环的端炔以及脂肪族端炔；端炔上的R1是苯环、吡啶环、噻吩环、环己环或烷基链；端炔上的R2是苯环、吡啶环、噻吩环、环己环或烷基链；R1和R2是相同的或不同的基团。
有机溶剂包括：苯、甲苯、1,4-二氧六环、二甲基亚砜、乙醇、甲醇、叔丁醇、异丙醇、三氯甲烷、正丁醚、四氯化碳、己二酸二甲酯、乙酸乙酯、石油醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、环己烷或正己烷。优选甲苯、1,4-二氧六环、二甲基亚砜、乙醇、四氢呋喃、环己烷、正己烷。
反应温度范围为50~150°C，优选60~120°C。
反应时间范围为12~36h，优选15~24h。
所用肼源为浓度85%的肼水溶液。
铜盐催化剂选自碘化亚铜、溴化亚铜、氯化亚铜、氧化亚铜、醋酸铜、氯化铜或氧化铜。优选氯化亚铜、溴化亚铜或碘化亚铜。
有机溶剂的量为1~10mL。
端炔与铜盐催化剂的摩尔比为1:0.01~1:0.5。
本发明的吡唑环合成方法，具有反应条件温和、官能团兼容性好、底物范 围广、环境友好等优点。由于吡唑环是一种重要的生物活性基团，在药学领域有着非常广泛的应用，因此，本发明具有较大的应用价值和社会经济效益。
附图说明
图1为化合物3a的1H-NMR。
图2为化合物3a的13C-NMR。
图3为化合物3b的1H-NMR。
图4为化合物3b的13C-NMR。
图5为化合物3c的1H-NMR。
图6为化合物3c的13C-NMR。
图7为化合物3d的1H-NMR。
图8为化合物3d的13C-NMR。
图9为化合物3e的1H-NMR。
图10为化合物3e的13C-NMR。
图11为化合物3f的1H-NMR。
图12为化合物3f的13C-NMR。
图13为化合物3g的1H-NMR。
图14为化合物3g的13C-NMR。
图15为化合物3h的1H-NMR。
图16为化合物3h的13C-NMR。
具体实施方式
本发明所述的吡唑的制备方法，具有反应步骤少、催化剂价格低廉、反应条件温和、环境友好、原子经济性高等优点，展现出良好的应用前景。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。在本领域内的技术人员对本发明所做的简单替换或改进均属于本发明所保护的技术方案之内。
实施例1：5-Benzyl-3-phenyl-1H-pyrazole(3a)的合成
准确称取苯乙炔（61.3mg,0.6mmol）、碘化亚铜（5.7mg,0.03mmol）、并依次加入到25mL的Schlenk瓶中，加入精制过的乙醇(3.0mL)，置于90°C油浴中暴露在空气中反应8h。将反应温度降到50°C，再准确量取85%的肼水溶液（45.2μL,1.2mmol），加入到上述反应液中，升温到60°C继续反应20h。反应结束后，向反应液中加入10mL水，使用3×10mL乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，使用无水硫酸钠干燥1h后减压除去溶剂，使用石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂，硅胶柱分离，5-苯甲基-3-苯基吡唑收率为80%。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.68(d,J=7.2Hz,2H),7.38–7.24(m,8H),6.35(s,1H),4.01(s,2H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ138.6,132.1,128.9,128.8,128.1,126.8,125.8,102.2,33.3;IR(KBr)3185,3131,3046,3025,2912,1949,1604,1570,1494,1464,1453,764,721,694cm-1;HRMS(EI)calcd for C16H14N2:234.1157[M]+;found:234.1164.
实施例2：5-(4-Methylbenzyl)-3-(p-tolyl)-1H-pyrazole(3b)的合成
准确称取4-甲基苯乙炔（69.7mg,0.6mmol）、溴化亚铜（4.3mg,0.03mmol）、并依次加入到25mL的Schlenk瓶中，加入精制过的环己烷(3.0mL)，置于90°C油浴中暴露在空气中反应8h。将反应温度降到50°C，再准确量取85%的肼水溶液（67.8μL,1.8mmol）加入到上述反应液中，升温到100°C继续反应15h。反应结束后，向反应液中加入10mL水，使用3×10mL乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，使用无水硫酸钠干燥1h后减压除去溶剂，使用石油醚/乙酸乙酯作为洗 脱剂，硅胶柱分离，5-(4-甲基苯甲基)-3-(4-甲基苯基)吡唑收率为78%。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.74(s,1H),7.46(dd,J=6.8,8.0Hz,2H),7.21–7.13(m,2H),7.07–7.00(m,4H),6.23(s,1H),3.90(s,2H),2.29(s,3H),2.27(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ137.7,136.1,135.6,129.3,128.7,125.6,32.8,21.3,21.1;IR(KBr)3227,3018,2917,2859,1900,1639,1580,1566,1513,1445,1112,961,787cm-1;HRMS(EI)calcd for C18H18N2:262.1470[M]+;found:262.1461.
实施例3：5-(3-Methylbenzyl)-3-(m-tolyl)-1H-pyrazole(3c)的合成
准确称取3-甲基苯乙炔（69.7mg,0.6mmol）、氯化亚铜（3.0mg,0.03mmol）、并依次加入到25mL的Schlenk瓶中，加入精制过的甲苯(3.0mL)，置于90°C油浴中暴露在空气中反应8h。将反应温度降到50°C，再准确量取85%的肼水溶液（45.2μL,1.2mmol）加入到上述反应液中，升温到120°C继续反应20h。反应结束后，向反应液中加入10mL水，使用3×10mL乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，使用无水硫酸钠干燥1h后减压除去溶剂，使用石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂，硅胶柱分离，5-(3-甲基苯甲基)-3-(3-甲基苯基)吡唑收率为80%。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.49(s,1H),7.53(d,J=8.0Hz,1H),7.137.07(m,6H),6.29(s,1H),3.92(s,2H),2.33(s,3H),2.30(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ138.6,138.3,138.26,129.6,128.7,128.6,128.5,127.3,126.4,125.8,122.8,33.2,21.4,21.39;IR(KBr)3175,3102,3018,2918,1608,1589,1573,1476,1025,758cm-1;HRMS(EI)calcd for C18H18N2：262.1470[M]+;found:262.1473.
实施例4：5-(2-methylbenzyl)-3-(o-tolyl)-1H-pyrazole(3d)的合成
准确称取2-甲基苯乙炔（69.7mg,0.6mmol）、碘化亚铜（4.3mg,0.03mmol）、并依次加入到25mL的Schlenk瓶中，加入精制过的1,4-二氧六环(3.0mL)，置于90°C油浴中暴露在空气中反应8h。将反应温度降到50°C，再准确量取85%的肼水溶液（56.5μL,1.5mmol）加入到上述反应液中，升温到120°C继续反应20h。反应结束后，向反应液中加入10mL水，使用3×10mL乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，使用无水硫酸钠干燥1h后减压除去溶剂，使用石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂，硅胶柱分离，5-(2-甲基苯甲基)-3-(2-甲基苯基)吡唑收率为65%。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.41(d,J=7.6Hz,1H),7.23–7.15(m,7H),6.11(s,1H),3.95(s,2H),2.39(s,3H),2.29(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ137.3,136.6,136.1,131.5,130.9,130.5,129.1,128.2,126.9,126.3,126.0,105.0,31.4,21.0,19.7;IR(KBr)3184,3103,3016,2953,2923,1605,1570,1492,1463,762,737cm-1;HRMS(EI)calcd for C18H18N2:262.1470[M]+;found:262.1481.
实施例5：5-(4-Methoxybenzyl)-3-(4-methoxyphenyl)-1H-pyrazole(3e)的合成
准确称取4-甲氧基苯乙炔（79.3mg,0.6mmol）、氯化亚铜（5.4mg,0.03mmol）、并依次加入到25mL的Schlenk瓶中，加入精制过的二甲基亚砜(3.0mL)，置于90°C油浴中暴露在空气中反应8h。将反应温度降到50°C，再准确量取85%的肼水溶液（45.2μL,1.2mmol）加入到上述反应液中，升温到80°C继续反应20h。反应结束后，向反应液中加入10mL水，使用3×10mL乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，使用无水硫酸钠干燥1h后减压除去溶剂，使用石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂，硅胶柱分离，5-(4-甲氧基苯甲基)-3-(4-甲氧基苯基)吡唑收率为76%。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.57(d,J=8.8Hz,2H),7.14(d,J=8.4Hz,2H),6.87–6.82(m,4H),6.23(s,1H),3.92(s,2H),3.80(s,3H),3.77(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ159.6,158.4,149.1,130.8,129.9,127.0,124.9,114.2,114.19,101.4,55.4,32.5;IR(KBr)3445,3246,3009,2957,2838,1895,1613,1525,1513,1438,1282,1250,1030,838,796cm-1;HRMS(EI)calcd for C18H18N2O2:294.1368[M]+;found:294.1363.
实施例6：3-Cyclohexyl-5-(cyclohexylmethyl)-1H-pyrazole(3f)的合成
准确称取2-环己基乙炔（65.0mg,0.6mmol）、氧化铜（2.4mg,0.03mmol）、并依次加入到25mL的Schlenk瓶中，加入精制过的四氢呋喃(3.0mL)，置于90°C油浴中暴露在空气中反应8h。将反应温度降到50°C，再准确量取85%的肼水溶液（45.2μL,1.2mmol）加入到上述反应液中，升温到100°C继续反应24h。反应结束后，向反应液中加入10mL水，使用3×10mL乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，使用无水硫酸钠干燥1h后减压除去溶剂，使用石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂，硅胶柱分离，5-(环己基甲基)-3-环己基吡唑收率为76%。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.54(s,1H),5.81(s,1H),2.61(dd,J=7.6,10.8Hz,1H),2.47(d,J=7.2Hz,2H),1.99-0.88(m,21H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ154.2,147.7,38.4,36.6,35.2,33.4,33.2,26.6,26.4,26.36,26.2;IR(KBr)3196,3103,3022,2924,2851,1681,1575,1448cm-1;HRMS(EI)calcd for C16H26N2:246.2096[M]+;found:246.2105.
实施例7：3-(Thiophen-3-yl)-5-(thiophen-3-ylmethyl)-1H-pyrazole(3g)的合成
准确称取3-乙炔噻吩（65.0mg,0.6mmol）、溴化亚铜（2.4mg,,0.03mmol）、并依次加入到25mL的Schlenk瓶中，加入精制过的正己烷(3.0mL)，置于90°C油浴中暴露在空气中反应8h。将反应温度降到50°C，再准确量取85%的肼水溶液（37.7μL,1.0mmol）加入到上述反应液中，升温到100°C继续反应20h。反应结束后，向反应液中加入10mL水，使用3×10mL乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，使用无水硫酸钠干燥1h后减压除去溶剂，使用石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂，硅胶柱分离，5-(3-噻吩甲基)-3-(3-噻吩基)吡唑收率为78%。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.44(s,1H),7.44(d,J=0.8Hz,1H),7.34–7.23(m,4H),6.96–6.91(m,2H),7.54(d,J=8.0Hz,1H),6.24(s,1H),3.94(s,2H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ147.0,145.0,138.8,133.5,128.4,126.3,126.0,121.8,121.0,102.2,27.8;IR(KBr)3204,3136,3093,2889,1600,1474,1431,1010,854,784,737cm-1;HRMS(EI)calcd for C12H10N2S2:246.0285[M]+;found:246.0283.
实施例8：3-((3-(Pyridin-3-yl)-1H-pyrazol-5-yl)methyl)pyridine(3h)的合成
准确称取3-乙炔基吡啶（64.8mg,0.6mmol）、氯化亚铜（5.4mg,0.03mmol）、并依次加入到25mL的Schlenk瓶中，加入精制过的1,4-二氧六环(3.0mL)，置于90°C油浴中暴露在空气中反应8h。将反应温度降到50°C，再准确量取85%的肼水溶液（45.2μL,1.2mmol）加入到上述反应液中，升温到100°C继续反应20h。反应结束后，向反应液中加入10mL水，使用3×10mL乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，使用无水硫酸钠干燥1h后减压除去溶剂，使用石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂，硅胶柱分离，5-(3-吡啶甲基)-3-(3-吡啶基)吡唑的收率为80%。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ10.57(s,1H),8.95(d,J=2.0Hz,1H),8.50-8.43(m,3H),8.02-7.99(m,1H),7.54(d,J=8.0Hz,1H),7.297.18(m,2H),6.40(s,1H),4.02(s, 2H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ149.5,148.6,147.8,146.8,136.5,134.3,133.0,128.5,123.73,123.72,30.1;IR(KBr)3195,3113,3084,2844,1727,1577,1444,1435,1422,1029,810,704cm-1;HRMS(EI)calcd for C14H12N4:236.1062[M]+;found:236.1057。
Claims (7)
1.一种基于端炔的吡唑类化合物的制备方法，以端炔为原料，通过一锅两步反应，合成一系列吡唑类化合物，其特征是合成路线如下：
将铜盐催化剂、有机溶剂、端炔依次加入到反应器中，置于油浴中反应12~36h，再加入浓度为85%的肼水溶液(H2N-NH2)，继续置于油浴中反应；反应温度50~150°C；将获得的反应液，经分离得到吡唑类化合物。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，端炔包括含有芳香环的端炔、含有杂环的端炔或脂肪族端炔；端炔上的R1是苯环、吡啶环、噻吩环、环己环或烷基链；端炔上的R2是苯环、吡啶环、噻吩环、环己环或烷基链；R1和R2是相同的或不同的基团；端炔与肼的摩尔比为1:1~1:3。
3.根据权利要求书1或2所述的制备方法，其特征在于，所述铜盐催化剂选自碘化亚铜、溴化亚铜、氯化亚铜、氧化亚铜、醋酸铜、氯化铜或氧化铜；端炔与铜盐催化剂的摩尔比为1:0.01~1:0.5。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征还在于，所述有机溶剂选自苯、甲苯、1,4-二氧六环、二甲基亚砜、乙醇、甲醇、叔丁醇、异丙醇、三氯甲烷、正丁醚、四氯化碳、己二酸二甲酯、乙酸乙酯、石油醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、环己烷或正己烷。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征还在于，所述有机溶剂选自苯、甲苯、1,4-二氧六环、二甲基亚砜、乙醇、甲醇、叔丁醇、异丙醇、三氯甲烷、正丁醚、四氯化碳、己二酸二甲酯、乙酸乙酯、石油醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、环己烷或正己烷。
6.根据权利要求书4所述的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂的量为1~10mL；所述的有机溶剂是单一溶剂或混合溶剂。
7.根据权利要求书5所述的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂的量为1~10mL；所述的有机溶剂是单一溶剂或混合溶剂。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130508 |