技术领域
[0001] 本
发明属于有机合成技术领域,具体涉及一种1,3-唑类取代吡嗪类化合物的制备方法。
背景技术
[0002] 1,3-唑类取代吡嗪类化合物是一类用途比较广泛的有机合成中间体,又称杂环联芳化合物,其在医药生产、有机合成、电化学材料中具有重要的应用价值。
现有技术中已有合成方法成功地制备出该类吡嗪化合物,如2-三丁基甲
锡烷基噻吩与2-氯吡嗪发生钯催化的stille偶联反应,苯并噻唑和碘代吡嗪的反应等。然而,这些合成方法仍存在诸多问题,如反应所用催化剂十分昂贵、反应底物毒性很大且昂贵、反应条件苛刻等,还不能满足工业生产的要求。
发明内容
[0003] 针对上述问题,本发明提供一种1,3-唑类取代吡嗪类化合物的制备方法,以解决现有合成方法不能满足工业生产要求的问题。
[0004] 为实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:一种1,3-唑类取代吡嗪类化合物的制备方法,包括下列步骤:
(1)将
碱催化剂、吡嗪氮
氧化合物和1,3-唑类化合物加入
有机溶剂中进行反应,然后冷却至室温,得反应液;
(2)将步骤(1)所得反应液进行浓缩,分离纯化,即得。
[0005] 优选的,所述碱催化剂、吡嗪氮氧化合物、1,3-唑类化合物的摩尔比为(2.5~5):1:(2~5)。
[0006] 优选的,所述碱催化剂为叔丁醇锂、叔丁醇钠、叔丁醇
钾、氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇锂、甲醇钠、
乙醇钠、
碳酸钾和三乙胺中的至少一种。
[0007] 优选的,所述吡嗪氮氧化合物为2,5-二甲基吡嗪氮氧化合物、2,3-二甲基吡嗪氮氧化合物、2,3-二乙基吡嗪氮氧化合物和喹喔啉氮氧化物中的至少一种。
[0008] 优选的,所述1,3-唑类化合物包括噻唑、4-甲基噻唑、4,5-二甲基噻唑、苯并噻唑、恶唑、苯并恶唑和5-甲基苯并唑中的至少一种。
[0009] 优选的,所述
有机溶剂为
甲苯、二甲苯、均三甲苯、乙腈、1,4-二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺、1,2-二氯乙烷、氯苯、二甲基亚砜、N,N-二甲基苯胺和N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种。
[0010] 优选的,所述有机溶剂的用量为:每摩尔吡嗪氮氧化合物用2~5L有机溶剂。
[0011] 优选的,步骤(1)中的反应
温度为100~160℃,反应时间为12~48h。
[0012] 优选的,步骤(2)中所述分离纯化具体步骤为:将反应液浓缩后产生的浓缩物以乙酸乙酯/石油醚体积比 1/(1~3)或二氯甲烷/石油醚体积比20/1为展开剂,进行薄层色谱分离。
[0013] 本发明的1,3-唑类取代吡嗪类化合物的制备方法,反应原理如下(以2,5-二取代吡嗪氮氧化合物为例):。
[0014] 本发明具有以下积极有益效果:(1)本发明采用一锅煮的方法,以碱为催化剂,以经济易得的吡嗪氮氧化合物和1,3-唑类化合物为原料,在空气中直接发生偶联反应生成相应的吡嗪类联芳化合物,产物1,3-唑类取代吡嗪类化合物可作为
抗菌剂和
杀虫剂药物中间体,香料前体化合物。
[0015] (2)本发明合成体系适用范围较广,兼容烷基等官能团。
[0016] (3)本发明制备方法工艺简单,操作方便,反应条件温和,底物范围较广,具有较高的产率,适合推广应用。
附图说明
[0017] 图1为2,5-二甲基-3-(2-噻唑基)吡嗪的热裂解分析图。
具体实施方式
[0018] 下面结合具体
实施例对本发明做进一步的说明,但本发明的保护范围并不局限于此。
[0019] 吡嗪氮氧化合物的合成:在干燥的圆底烧瓶中,加入10mmol吡嗪化合物和10mL乙酸制成溶液,然后加入1.4mL过氧化氢溶液(30%),在70℃条件下搅拌72小时。
真空条件下移除溶剂,剩余混合物用碳酸钠溶液将pH值调至9,用二氯甲烷(3×20mL)萃取三次。合并有机相、无
水硫酸钠干燥、过滤、真空条件下除去溶剂。残余物用柱色谱分离(
硅胶,乙酸乙酯\甲醇 8:1)。产物经1H NMR和高分辨质谱确认。
[0020] 。
[0021] 实施例12,5-二甲基-3-(2-噻唑基)吡嗪的制备方法,包括下列步骤:
(1)取2,5-二甲基吡嗪氮氧化合物0.6mmol、噻唑1.2mmol、叔丁醇锂1.5mmol,加入2mL的二甲苯中制成混合物,将该混合物置于5mL的Schlenk管内,置于160℃的油浴中加热,反应24h后,冷却至室温,得反应液;
(2)将步骤(1)所得反应液直接进行浓缩得浓缩物,将浓缩物以乙酸乙酯/石油醚=1/3 (v/v)为展开剂,进行薄层色谱分离,得53mg目标产物。
[0022] 本实施例的目标产品收率为46%。
[0023] 对目标产品进行核磁表征,如下:1H NMR (400 MHz, CDCl3) ppm: δ 8.35 (s, 1H), 7.98 (d, J = 3.24 Hz, 1H), 7.47 (d, J = 3.20 Hz, 1H), 3.01 (s, 3H), 2.58 (s, 3H). 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 169.2, 150.1, 148.2, 144.2, 143.7, 143.3,
121.9, 23.5, 21.0。
[0024] 将实施例1所得目标产物采用同步热分析仪器(NETZSCH STA 449 F3, 德国) 进行热
稳定性分析,并通过TG-DTG和DSC分析法进行比较。该实验在氮气条件下运行,流速为60 mL·min-1,每运行一次的进样量为5mg。热裂解的温度范围为30~900℃,以10℃·min-1的速率恒定升温。同时得到TG曲线和DTG曲线,见图1。通
过热裂解分析图可以看出,该化合物的
质量损失主要发生在112~270℃的温度范围内,质量损失率达到94.9%。当温度上升到-1
237℃时,质量损失率达到峰值:25%·min 。
热稳定性研究表明:该化合物在室温具有很好的稳定性而在高温条件下大部分能发生裂解成香料
单体,因此该化合物可以作为热加工条件下的食品香料。
[0025] 实施例22,5-二甲基-3-(4-甲基-2-噻唑基)吡嗪的制备方法,包括下列步骤:
(1)取2,5-二甲基吡嗪氮氧化合物0.6mmol、4-甲基噻唑1.2mmol、叔丁醇锂1.5mmol,加入2mL的二甲苯中制成混合物,将该混合物置于5mL的Schlenk管内,置于加热至160℃的油浴中,反应48h后,冷却至室温,得反应液;
(2)将步骤(1)所得反应液直接进行浓缩得浓缩物,将浓缩物以乙酸乙酯/石油醚=1/3 (v/v)为展开剂,进行薄层色谱分离,得48mg目标产物。
[0026] 本实施例的目标产品收率为39%。
[0027] 对目标产品进行核磁表征,如下:1H NMR (400 MHz, CDCl3) ppm: δ 8.32 (s, 1H), 7.01 (s, 1H), 3.00 (s, 3H), 2.57 (s, 3H), 2.54 (s, 3H). 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 168.0, 154.4, 150.1, 148.2, 143.9, 143.0, 116.6, 23.5, 21.0, 17.5。
[0028] 实施例32,5-二甲基-3-(4,5-二甲基-2-噻唑基)吡嗪的制备方法,包括下列步骤:
(1)取2,5-二甲基吡嗪氮氧化合物0.6mmol、4,5-二甲基噻唑1.2mmol、叔丁醇锂
1.5mmol,加入2mL的二甲苯中制成混合物,将该混合物置于5mL的Schlenk管内,置于加热至
160℃的油浴中,反应48h后,冷却至室温,得反应液;
(2)将步骤(1)所得反应液直接进行浓缩得浓缩物,将浓缩物以乙酸乙酯/石油醚=1/3 (v/v)为展开剂,进行薄层色谱分离,得40mg目标产物。
[0029] 本实施例的目标产品收率为30%。
[0030] 对目标产品进行核磁表征,如下:1H NMR (400 MHz, CDCl3) ppm: δ 8.28 (s, 1H), 2.96 (s, 3H), 2.55 (s, 3H), 2.41 (s, 3H), 2.41 (s, 3H). 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 163.7, 150.1, 149.9, 147.9, 144.1, 142.5, 129.9, 23.4, 21.0, 15.1,
11.5。
[0031] 实施例42-(3,6-二甲基-2-吡嗪基)苯并[d]噻唑的制备方法,包括下列步骤:
(1)取2,5-二甲基吡嗪氮氧化合物0.6mmol、苯并噻唑1.2mmol、叔丁醇锂1.5mmol,加入
2mL的二甲苯中制成混合物,将该混合物置于5mL的Schlenk管内,置于加热至160℃的油浴中,反应48h后,冷却至室温,得反应液;
(2)将步骤(1)所得反应液直接进行浓缩得浓缩物,将浓缩物以二氯甲烷/石油醚=20/1(v/v)为展开剂,进行薄层色谱分离,得97mg目标产物。
[0032] 本实施例的目标产品收率为67%。
[0033] 对目标产品进行核磁表征,如下:1H NMR (400 MHz, CDCl3) ppm: δ 8.40 (s, 1H),8.12 (d, J = 8.00 Hz, 1H),7.96 - 7.94 (m, 1H), 7.53 - 7.49 (m, 1H), 7.45 - 7.41 (m, 1H), 3.13 (s, 3H), 2.62 (s, 3H). 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 169.2,
154.7, 150.4, 149.5, 143.9, 143.7, 136.0, 126.1, 125.8, 124.1, 121.6, 23.7,
21.0。
[0034] 实施例52,5-二甲基-3-(2-恶唑基)吡嗪的制备方法,包括下列步骤:
(1)取2,5-二甲基吡嗪氮氧化合物0.6mmol、恶唑1.2mmol、叔丁醇锂1.5mmol,加入2mL的二甲苯中制成混合物,将该混合物置于5mL的Schlenk管内,置于加热至160℃的油浴中,反应48h后,冷却至室温,得反应液;
(2)将步骤(1)所得反应液直接进行浓缩得浓缩物,将浓缩物以乙酸乙酯/石油醚=1/2 (v/v)为展开剂,进行薄层色谱分离,得36mg目标产物。
[0035] 本实施例的目标产品收率为34%。
[0036] 对目标产品进行核磁表征,如下:1H NMR (400 MHz, CDCl3) ppm: δ 8.43 (s, 1H), 7.87 (d, J = 0.40 Hz, 1H), 7.38 (d, J = 0.40 Hz, 1H), 2.96 (s, 3H), 2.65 (s, 3H). 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 159.5, 150.6, 150.2, 144.0, 139.9,
139.2, 128.8, 23.3, 21.2。
[0037] 实施例62-(3,6-二甲基-2-吡嗪基)苯并[d]恶唑的制备方法,包括下列步骤:
(1)取2,5-二甲基吡嗪氮氧化合物0.6mmol、苯并恶唑1.2mmol、叔丁醇锂1.5mmol,加入
2mL的二甲苯中制成混合物,将该混合物置于5mL的Schlenk管内,置于加热至160℃的油浴中,反应48h后,冷却至室温,得反应液;
(2)将步骤(1)所得反应液直接进行浓缩得浓缩物,将浓缩物以乙酸乙酯/石油醚=1/3 (v/v)为展开剂,进行薄层色谱分离,得58mg目标产物。
[0038] 本实施例的目标产品收率为43%。
[0039] 对目标产品进行核磁表征,如下:1H NMR (400 MHz, CDCl3) ppm: δ 8.50 (s, 1H),7.89 - 7.87 (m, 1H), 7.72 - 7.70 (m, 1H), 7.47 - 7.39 (m, 2H), 3.08 (s,
3H), 2.70 (s, 3H). 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 160.3, 151.6, 151.0, 150.6,
144.7, 141.7, 139.3, 126.3, 124.9, 120.9, 111.3, 23.7, 21.3。
[0040] 实施例72-(3,6-二甲基-2-吡嗪基)-5-甲基苯并[d]恶唑的制备方法,包括下列步骤:
(1)取2,5-二甲基吡嗪氮氧化合物0.6mmol、5-甲基苯并唑1.2mmol、叔丁醇锂1.5mmol,加入2mL的二甲苯中制成混合物,将该混合物置于5mL的Schlenk管内,置于加热至160℃的油浴中,反应48h后,冷却至室温,得反应液;
(2)将步骤(1)所得反应液直接进行浓缩得浓缩物,将浓缩物以乙酸乙酯/石油醚=1/3 (v/v)为展开剂,进行薄层色谱分离,得57mg目标产物。
[0041] 本实施例的目标产品收率为40%。
[0042] 对目标产品进行核磁表征,如下:1H NMR (400 MHz, CDCl3) ppm: δ 8.48 (s, 1H),7.66 (s, 1H),7.57 (d, J = 8.36 Hz, 1H), 7.24 (dd, J = 8.36, 1.04 Hz, 1H),
3.06 (s, 3H), 2.69 (s, 3H), 2.51 (s, 3H). 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 160.4,
151.5, 150.9, 148.9, 144.6, 142.0, 139.4, 134.8, 127.5, 120.7, 110.6, 23.7,
21.5, 21.3。
[0043] 实施例82,3-二甲基-5-(2-噻唑基)吡嗪的制备方法,包括下列步骤:
(1)取2,3-二甲基吡嗪氮氧化合物0.6mmol、噻唑1.2mmol、叔丁醇锂1.5mmol,加入2mL的二甲苯中制成混合物,将该混合物置于5mL的Schlenk管内,置于加热至160℃的油浴中,反应48h后,冷却至室温,得反应液;
(2)将步骤(1)所得反应液直接进行浓缩得浓缩物,将浓缩物以乙酸乙酯/石油醚=1/1 (v/v)为展开剂,进行薄层色谱分离,得30mg目标产物。
[0044] 本实施例的目标产品收率为26%。
[0045] 对目标产品进行核磁表征,如下:1H NMR (400 MHz, CDCl3) ppm: δ 9.12 (s, 1H), 7.94 (d, J = 2.88 Hz, 1H), 7.46 (d, J = 2.92 Hz, 1H), 2.60 (s, 3H), 2.60
13
(s, 3H). C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 167.2, 153.3, 152.0, 144.3, 143.7, 137.5,
121.3, 22.1, 22.0。
[0046] 实施例92,3-二乙基-5-(2-噻唑基)吡嗪的制备方法,包括下列步骤:
(1)取2,3-二乙基吡嗪氮氧化合物0.6mmol、噻唑1.2mmol、叔丁醇锂1.5mmol,加入2mL的二甲苯中制成混合物,将该混合物置于5mL的Schlenk管内,置于加热至160℃的油浴中,反应48h后,冷却至室温,得反应液;
(2)将步骤(1)所得反应液直接进行浓缩得浓缩物,将浓缩物以乙酸乙酯/石油醚=1/2 (v/v)为展开剂,进行薄层色谱分离,得38mg目标产物。
[0047] 本实施例的目标产品收率为29%。
[0048] 对目标产品进行核磁表征,如下:1H NMR (400 MHz, CDCl3) ppm: δ 9.15 (s, 1H), 7.94 (d, J = 3.20 Hz, 1H), 7.45 (d, J = 3.20 Hz, 1H), 2.91 (q, J = 7.52 Hz, 4H), 1.38 (t, J = 7.48 Hz, 3H), 1.34 (t, J = 7.64 Hz, 3H). 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 167.7, 157.2, 155.5, 144.2, 143.5, 137.3, 121.3, 27.6, 27.2,
12.8, 12.3。
[0049] 实施例102-(2-噻唑基)喹喔啉的制备方法,包括下列步骤:
(1)取喹喔啉氮氧0.6mmol、噻唑1.2mmol、叔丁醇锂1.5mmol,加入2mL的二甲苯中制成混合物,将该混合物置于5mL的Schlenk管内,置于加热至160℃的油浴中,反应48h后,冷却至室温,得反应液;
(2)将步骤(1)所得反应液直接进行浓缩得浓缩物,将浓缩物以乙酸乙酯/石油醚=1/2 (v/v)为展开剂,进行薄层色谱分离,得46mg目标产物。
[0050] 本实施例的目标产品收率为36%。
[0051] 对目标产品进行核磁表征,如下:1H NMR (400 MHz, CDCl3) ppm: δ 9.75 (s, 1H), 8.17 - 8.13 (m, 2H), 8.06 (d, J = 3.16 Hz, 1H), 7.83 - 7.78 (m, 2H),
7.59 (d, J = 3.12 Hz, 1H). 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 167.1, 145.9, 144.7,
142.9, 142.6, 141.8, 130.7, 130.5, 129.4, 129.4, 122.8。
[0052] 实施例112-(4-甲基-2-噻唑基)喹喔啉的制备方法,包括下列步骤:
(1)取喹喔啉氮氧0.6mmol、4-甲基噻唑1.2mmol、叔丁醇锂1.5mmol,加入2mL的二甲苯中制成混合物,将该混合物置于5mL的Schlenk管内,置于加热至160℃的油浴中,反应48h后,冷却至室温,得反应液;
(2)将步骤(1)所得反应液直接进行浓缩得浓缩物,将浓缩物以二氯甲烷/石油醚=20/1(v/v)为展开剂,进行薄层色谱分离,得42mg目标产物。
[0053] 本实施例的目标产品收率为31%。
[0054] 对目标产品进行核磁表征,如下:1H NMR (400 MHz, CDCl3) ppm: δ 9.71 (s, 1H), 8.15 - 8.12 (m, 2H), 7.80 - 7.77 (m, 2H), 7.13 (s, 1H), 2.60 (s, 3H). 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ 166.0, 155.1, 145.9, 142.8, 142.6, 141.8, 130.6,
130.3, 129.4, 129.4, 117.6, 17.3。
[0055] 上面结合实施例对本发明作了详细的说明,但是,所属技术领域的技术人员能够理解,在不脱离本发明宗旨的前提下,还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更,形成多个具体的实施例,均为本发明的常见变化范围,在此不再一一详述。