[发明专利]铜路易斯酸表面活性剂催化制备氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑的方法

说明书

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种以铜路易斯酸表面活性剂为催化剂制备氯化‑3‑取代‑2,5‑二苯基四氮唑类化合物的方法，其包括以下步骤：1)以铜路易斯酸表面活性剂Cu(OSO₂C_nH_2n+1)₂为催化剂，苯甲醛、苯肼、芳香基胺和亚硝酸钠在溶剂水中反应得到3‑芳香基‑2,5‑二苯基甲臜；2)3‑芳香基‑2,5‑二苯基甲臜在二氯甲烷和水的混合溶剂中，在固体氯化试剂N‑氯代丁二酰亚胺的条件下进行关环和氯化，得到氯化‑3‑芳香基‑2,5‑二苯基四氮唑。该方法以“一锅法”连续的策略完成三步转化，不仅省略了中间的分离步骤，而且提纯步骤简单，简便易操作。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种以铜路易斯酸表面活性剂为催化剂制备氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑类化合物的方法。

背景技术

氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑类化合物，在生物化学、药物科学、医学、农业、含高能材料、汽车工业和摄影等领域具有广泛的应用。其中，氯化-2,3,5-三苯基四氮唑(简称TTC)常用作分析试剂和色谱分析试剂，例如可用于检测种子的生命力和哺乳动物组织的缺血梗塞等。此外，TTC也可作为一种以抑制阳极过程为主的缓蚀剂，用于阻止腐蚀性酸性溶液与钢表面的接触而起到缓蚀作用。因此，氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑类化合物的高效制备与合成近年来获得广泛关注。文献中报道的方法多为分步进行：(1)苯甲醛和苯肼反应制备得到苯腙；(2)苯胺与盐酸反应制备得到重氮盐；(3)苯腙与重氮盐反应制备得到3-取代-2,5-二苯基甲臜；(4)3-取代-2,5-二苯基甲臜氯化成盐制备出四氮唑化合物。反应步骤繁多，分离步骤繁琐复杂，不利于大规模工业化生产，且反应均是在有机溶剂中进行，产生大量废液，对环境污染严重。而且，以往的报道中需要使用大量的盐酸，对生产设备腐蚀性较大，在最后成盐步骤中多使用氯化氢或氯气气体等作为氯化试剂，存在泄漏的潜在危险性。相比而言，简化合成路线与分离步骤，以水溶液作为反应介质，实现氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑类化合物的绿色合成，具有重要的理论和现实意义。

另一方面，将十二烷基磺酸钠与铜盐发生金属交换，制备出相应的铜路易斯酸表面活性剂，既保留了铜的路易斯酸性，也具有烷基链端阴离子表面活性剂的性质，可在水中起到相转移催化剂的功能。而且，此类路易斯酸-表面活性剂联合催化剂，利用离心的方法可以很方便的从反应体系中移除，后处理操作简单，且催化剂可循环使用。截止目前为止，尚没有以铜路易斯酸表面活性剂催化制备氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑类化合物的相关报道。

发明内容

本发明提供一种铜路易斯酸表面活性剂催化制备氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑类化合物的方法，旨在至少一定程度上克服现有技术中存在的如下不足：制备工艺含多个步骤，后处理操作复杂，产生大量的化学废料，导致生产成本高，无法工业化；以氯化氢或氯气作为氯化试剂，对设备质量要求高，且存在着泄漏的潜在危险性。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种铜路易斯酸表面活性剂催化制备氯化-3-取代-2,5-二苯基四氮唑的方法，包括以下步骤：

1)以铜路易斯酸表面活性剂Cu(OSO₂C_nH_2n+1)₂为催化剂，苯甲醛、苯肼、芳香基胺和亚硝酸钠在溶剂水中反应得到3-芳香基-2,5-二苯基甲臜；

2)3-芳香基-2,5-二苯基甲臜在二氯甲烷和水的混合溶剂中，在固体氯化试剂N-氯代丁二酰亚胺的条件下进行关环和氯交换氯化，得到氯化-3-芳香基-2,5-二苯基四氮唑；

其中，n为8、9、10、11或12；

芳香基为苯基、甲苯基或甲氧基苯基。对应的，得到氯化-3-苯基-2,5-二苯基四氮唑、氯化-3-甲苯基-2,5-二苯基四氮唑或氯化-3-甲氧基苯基-2,5-二苯基四氮唑。