[发明专利]含氧、含硫、含氮取代五元杂环唑类化合物的微波消解无溶剂固相合成法与应用

说明书

本发明属于有机合成技术领域，具体公开了三系列含氧、含硫、含氮取代五元杂环唑类化合物的微波消解无溶剂固相合成法与应用。本发明采用微波消解无溶剂固相合成法合成目标物，微波消解具有密闭容器反应和微波加热两个特点，通过高温高压气化环合剂，产生的气溶胶溶解试样，均相反应，微波辐射与环合剂协同作用，决定了其反应时间短，反应原料不挥发，可回收利用等优点，有效地降低了生产成本，节能环保，并且操作简单，收率较高。制备得到的三系列含氧、含硫、含氮取代五元杂环唑类化合物具有优良的荧光与紫外等光物理性能，而且具有很好的抗菌及杀虫生物活性，因而具有非常大的开发应用价值与前景。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及三系列含氧、含硫、含氮取代五元杂环唑类化合物及其微波消解无溶剂固相合成法，还涉及该三系列化合物的应用。

背景技术

含氧、含硫、含氮取代唑类化合物是一类重要的五元杂环类化合物，由于其易形成氢键、与金属离子配位以及π-π堆积、静电和疏水作用，含氧、含硫、含氮取代唑类化合物可发生多种非共价键相互作用，表现出某些特殊的性能。在材料领域，唑类化合物可应用于光致发光材料、非线性光学材料、导电材料以及场效应晶体管等多个领域的新型材料；在医药领域，可作为药效基团，杀菌消炎镇痛，治疗感染性疾病；在农业领域，唑类农药的开发异常活跃，新型唑类农药在治理虫害，确保农作物丰收和农业的健康发展中发挥着重要作用。由于唑类五元杂环型化合物结构的多样性与特殊性能，在众多领域显示出宽广的应用潜力和开发价值。

含氧、含硫、含氮取代五元杂环唑类化合物的合成一般采用外界加热，选择合适溶剂，冷凝回流并使用磁子搅拌的方法。操作方法复杂，溶剂消耗量大，能源消耗高，后处理复杂并污染环境，产率难提升。由于传统方法存在能耗大、时间长、产率低、后处理麻烦、溶剂挥发、环境污染等缺点，在一定程度上限制了含氧、含硫、含氮取代五元杂环唑类化合物的应用，本发明将针对这些缺点进行优化改进。本申请发明人拟在合成方法上采用微波消解无溶剂固相合成法，在反应过程中避免了大量有机溶剂的使用，节约了资源、减少了环境污染，且后续处理简单，产物非常容易处理。

微波消解通常是指利用微波加热封闭容器中的消解液和试样从而在高温增压条件下使各种样品快速溶解消化，具有密闭容器反应和微波加热两个特点，决定了其完全、快速、低空白的优点。微波消解法在无机材料合成上具有广泛应用，但在有机合成上的应用报道较少。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明设计了由N-(2-氧代)酰胺衍生物(Ia)或1,4’-双酰肼衍生物(Ib)在微波反应器里，采用不同环合剂作为反应介质，使用微波辐射对反应容器加热，创造一个均匀受热反应环境，环合剂气化形成气凝胶，溶解试样，在微波辐射与气凝胶的协同作用下，无溶剂固相合成一系列含氧、含硫、含氮取代五元杂环唑类化合物(II)、(III)和(IV)型化合物(统称为“通式(A)所示化合物”)的方法，该方法节能环保、生产成本低、后处理简单、反应时间短。

具体的，本发明采取的技术方案如下：

一种通式(A)所示化合物的合成方法：

将化合物和环合剂置于微波反应器的反应瓶中，将微波反应器的功率设置为450W～650W，启动微波反应器并从室温按45℃/min的速率升温至100～300℃后恒温反应10～40分钟后停止反应，自然冷却到室温，将反应瓶中混合物用蒸馏水洗涤，干燥，乙醇重结晶后得到通式(A)所示化合物。

优选的，所述微波反应器的功率设置为500W～600W，恒温反应的温度设置为150～250℃，恒温反应时间为20～40分钟；

最佳的，所述微波反应器的功率设置为500W～560W，恒温反应的温度设置为200～240℃，恒温反应时间为20～30分钟；

所述化合物与环合剂的摩尔比为1：1.2；

化合物的质量和反应瓶体积的比例关系为(2.0-3.5)g：10mL，效果最佳；