1、毕业 论文文献综述 应用化学 羟甲基苄基三氮唑的合成及优化 本毕业设计的课题名称是羟甲基苄基三氮唑的合成及优化,主要研究一种安全简便且产率较高的合成方法来合成羟甲基苄基三氮唑,并研究羟甲基在苄基德邻间对三个不同的位置对合成条件有什么不同的要求和影响,最后通过实验条件的优化来确定出一条切实可行且在安全可靠性、可重复性及产率等各方面都较为满意的合成路线。为得到相关试验资料,方便实验项目的设计,本人查阅相关文献 12 篇,其中外文文献 8 篇。 一、 研究背景 三氮唑主要有两类,即 1,2,4-三氮唑和 1,2,3-三氮唑,它们的通式为 NNNR, NNNR 。本文主要论述 1,2,4-三氮唑的合成
2、工艺,下文中的三氮唑如无特指,则都为 1,2,4-三氮唑。 1,2,4-三氮唑通常为无色针状晶体或晶状粉末,是一种重要的精细化工原料及中间体。三氮唑类化合物具有广泛的生物活性,不同结构的三氮唑类化合物往往具有不同的生物活性,因此三氮唑类化合物成了药物活性筛选的一个重要类别。含有三氮唑环的化合物在杀菌剂、药物、植物生长调节剂等方面都有广泛的应用,其中以在杀菌剂和药物方面上 的应用尤为突出 。 自 1973 年拜耳公司推出第一个商品化具有手性碳的杀菌剂三唑酮之后,三 氮 唑类杀菌剂的发展特别引人注目。其发展之快,数量之多,是以往任何杀菌剂所 无法比拟的。目前,这类杀菌剂已有约 40 个品种商品化,
3、其中近年来开发的品种有 7 个 1。 三氮唑类杀菌剂已成为目前发展最快、数量最多的杀菌剂。正因为这样三氮唑类化合物一直都是一个研究热点。而三氮唑类化合物的研究方向主要集中在不同结构的三氮唑化合物所具有不同的生物活性,以及新型结构三氮唑类化合物的研发。本文着手研究含有羟甲基苄基的三氮唑的合成方法以及优化。 二、 国内外研究现状 国外对于三氮唑合成的研究可以推溯到上个世纪 60 年代,经过四十余年的研究,三氮唑的合成已经较为成熟,主要的合成方法有以下几种: 1、以肼、甲酸、甲酰胺或氨气为原料通过缩合反应来制备三氮唑 2; 2、以甲酸脂、甲酰胺为原料通过肼解反应和缩环反应来制备三氮唑 3; 3、以甲
4、酰胺、水合肼为原料直接缩环制备三氮唑 4; 4、以1 甲酸铵、水合肼为原料通过缩聚成环制备三氮唑; 5、氨基噻唑脱胺制备三氮唑 5。这些方法中,甲酰肼是合成三氮唑的一个最为关键的原料,而以甲酰肼来合成三氮唑的方法也是最为使用和 可靠的。目前,国内的研究主要集中在三氮唑的一些衍生物的研发上,具有不同取代基的三氮唑的合成和工艺的改进是研发的重点 6。 三、 发展趋势 近几年 ,随着对三氮唑衍生物的不断开发,人们发现许多三氮唑衍生物具有独特的光电性能、电化学、电物理热、化学特性,因此,在传统合成三氮唑类化合物的基础上许多新颖的巧妙地合成三氮唑衍生物的方法正逐渐被研究。现有的几种方法中用 N-N 二甲
5、酰肼和氨基酚反应制备 4-羟基苯 -1,2,4-三氮唑的方法 7和用烷基取代的方法来制备一取代三氮唑的方法是最为常用的。在用 N-N 二甲酰肼和氨基酚反 应制备 4-羟基苯-1,2,4-三氮唑的方法中,氨基酚的制备也是十分重要的一步。根据现有的资料,用四氢化硼锂和四氢呋喃来还原氰基得到氨基的方法是比较实用的 8。而在烷基取代方面,以二氮杂二环为烷基化试剂的合成方法有了较大的突破,逐渐成为一种新兴的合成三氮唑衍生物的方法 9。 此外,人们对于三氮唑的研究不再仅限于研究其合成方法,而渐渐地将一部分注意力转移到了研究三氮唑化合物的立体异构上来。立体异构往往能给化合物带来许多意想不到的特性,三氮唑化合
6、物的立体异构同样如此。研究三氮唑的立体异构给人们开辟了更广阔 的研究空间,三氮唑化合物许多新的特性被开发了出来。如一种用于治疗由化疗所应起的呕吐等不适症状的药物 阿瑞匹坦,生产这种药物的一种中间体正是三氮唑化合物,而合成这种中间体则涉及到了三氮唑的立体异构问题 10。 以三氮唑衍生物作为配体也是目前的一个研究方向。以三氮唑衍生物作为配体的配位化合物,往往会因为三氮唑的原因而影响到配位化合物的一些性能,如键角的变化、溶解度的变化。而对于某些特殊的配位化合物,这些性能的影响往往能起到关键性的作用 11。 四、 存在的问题 目前三氮唑的研究已经处于一个相对成熟的阶段 ,对于三氮唑环的合环反应的各种合
7、成路线以及工艺条件的探索已经相当完善,而对于三氮唑衍生物的合成及性能研究也逐步完善。但是在三氮唑化合物的开发应用上目前还没有很好的发展。许多新型结构的三氮唑化合物是被合成出来了,但是这些化合物只是在结构上成功了,即只证明了它的存在,却没有证明它存在的意义。现在对于三氮唑化合物的应用还停留在最初的一些三2 氮唑化合物的应用,如三唑酮等,而许多新兴研究出来的三氮唑还被放在仓库中,这样的研究是不完整也是不科学的,因此对于三氮唑化合物的应用是一个亟待解决的课题。 五、 总结 三氮唑化合 物作为一种在生物医药方面极为重要的中间体,它的研究一直都是一个热点。而现有的研究很好的解决了一些三氮唑的合成问题以及
8、各类新型三氮唑衍生物的性状表征,也提供了一些三氮唑化合物应用方面的典型例子。这些三氮唑化合物的应用为人类解决了许多问题,也证明了三氮唑自身的研发价值。因此,对于三氮唑的开发仍需继续,而且应当把研发重点放在如何把三氮唑化合物的使用性能开发出来上。在不久的将来,或许会有更多以三氮唑为中间体的杀虫剂、药物面试,在更广阔的领域内发挥三氮唑化合物的作用。 参考文献 1 许良忠 , 李惠静 , 张书圣 . 含 1 ,2 ,4 - 三氮唑类杀菌剂的研究进展 J. 青岛化工学院学报 ,2000,21(3). 2 樊云峰 , 胡身泳 . 精细石油化工 . 1997(1):1-12. 3 樊云峰 . 江苏化工 .
9、 1992(2):25. 4 B HANS .Process for the preparation of 1,2,4-triazoleP.EP patent:0044438, 1981-06-26. 5 JACOBS PETER DIPL CHEM DE; MANGOLD DIETRICH DIPL CHEM DR DE; OESER HEINZ-GUENTER DIPL CHEM DE. Process for the synthesis of 1,2,4-triazolesP. DE patent:2935164, 1981-03-26. 6 刘玮炜 , 唐丽娟 ,赵跃强 ,曾艳霞 .
10、4- 1 ,2 ,4 三氮唑 212 基甲基苯腈的合成 J. 华侨大学学报 ( 自然科学版 ).2009,30(2):158-160 7 V N Elokhina, A S Nakhmanovich, T I Yaroshenko, Z V Stepanova, and L I LarinaSynthesis of 4-(Hydroxyphenyl)-1,2,4-triazolesJ. Russian Journal of General Chemistry, 2006, Vol. 76, No. 1, pp. 158-160. 8 D Haddenham, L Pasumansky, J D
11、eSoto, S Eagon, and B Singaram. Reductions of Aliphatic and Aromatic Nitriles to Primary Amines with DiisopropylaminoboraneD. Department of Chemistry and Biochemistry, UniVersity of California, 2008 9 G P Bulger, I F Cottrell, C J Cowden, A J Davies and U H. Dolling.An investigation into the alkylat
12、ion of 1,2,4-triazoleJ. Tetrahedron Letters 41 (2000) 12971301 3 10 O Dirat,J M Elliott, R A. Jelley, A B Jones and M Reader. Expeditious synthesis of novel NK1 antagonists based on a1,2,4-trisubstituted cyclohexaneJ . Tetrahedron Letters 47(2006) 12951298 11 D Lassig, J Lincke, H Krautscheid .Highly functionalised 3,4,5-trisubstituted 1,2,4-triazoles for future use as ligands in coordination polymersj. Tetrahedron Letters 51 (2010) 653656