[发明专利]一种适用于水相click反应的氧化亚铜催化体系及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种适用于水相click反应的氧化亚铜催化体系及其制备方法和应用，属于水相click反应催化体系的建立技术领域。本发明的技术方案要点为：一种适用于水相click反应的氧化亚铜催化体系，该氧化亚铜催化体系是在离子液体水溶液中通过水合肼还原醋酸铜得到的由离子液体保护的氧化亚铜催化剂，催化体系底物适用性好，对不同取代的端基炔与叠氮的二组分水相click反应以及不同取代的端基炔与叠氮化钠、溴化苄的三组分水相click反应都有很好的催化效果。

技术领域

本发明属于水相click反应催化体系的建立技术领域，具体涉及一种适用于水相click 反应的氧化亚铜催化体系及其制备方法和应用。

背景技术

自从click反应的概念在2001年被Sharpless等人提出之后(Kolb H C,Finn M G,Sharpless K B.Click chemistry:diverse chemical function from a few goodreactions[J]. Angewandte Chemie International Edition,2001,40(11):2004-2021.)，click反应受到的人们极大地重视，作为一种可以高选择性连接叠氮与炔基的[3+2]环加成反应，click反应被认为是一种符合原子经济性反应理念的“接近完美”的成键反应(Agalave S G,Maujan S R,Pore V S.Click Chemistry:1,2,3-Triazoles asPharmacophores[J].Chemistry–An Asian Journal,2011, 6(10):2696-2718.)。而作为click反应的产物，1,2,3-三氮唑结构具有广泛的用途。在医学方面，人们发现一些含有三氮唑结构的分子拥有较好的抑制细菌、病毒和抗癌(Aher N G,Pore V S,Mishra N N,etal.Synthesis and antifungal activity of 1,2,3-triazole containing fluconazoleanalogues[J].Bioorganicmedicinal chemistry letters,2009,19(3):759-763.Fahrenbach A C,Stoddart J F.Reactions under the click chemistry philosophyemployed in supramolecular and mechanostereochemical systems[J].Chemistry–AnAsian Journal,2011, 6(10):2660-2669.)的能力，在临床医学领域有较好的开发前景，在化学领域，click反应在大分子合成(El-Sagheer A H,Brown T.Click chemistry withDNA[J].Chemical Society Reviews,2010,39(4):1388-1405.)、生物共轭(Kempe K,KriegA,Becer C R,et al.“Clicking” on/with polymers:a rapidly expanding field forthe straightforward preparation of novel macromolecular architectures[J].Chemical Society Reviews,2012,41(1):176-191.)、聚合物合成(Huisgen R,MLostonG,Langhals E.The first two-step 1,3-dipolar cycloadditions: non-stereospecificity[J].Journal of the American Chemical Society,1986,108(20):6401-6402.) 等诸多方向也展现出较大的潜力。最初的叠氮与末端炔的click反应需要较高的温度来实现，在诸多领域受到限制(Nakamura T,Terashima T,Ogata K,et al.Copper(I)1,2, 3-triazol-5-ylidene complexes as efficient catalysts for clickreactions of azides with alkynes[J]. Organic letters,2011,13(4):620-623.)。Sharpless和Medal等人报道了铜催化的叠氮与末端炔的click反应(CuAAC反应)，使click反应能够在温和的条件下高效进行(Wang Q,Chan T R,Hilgraf R,et al.Bioconjugationby copper(I)-catalyzed azide-alkyne[3+2]cycloaddition[J]. Journal of theamerican chemical society,2003,125(11):3192-3193.)，被认为是click化学的里程碑。此后随着提高Cu催化活性的配体如TBTA(Hong V,Presolski S I,Ma C,et al.Analysisand Optimization of Copper-Catalyzed Azide–Alkyne Cycloaddition forBioconjugation[J]. Angewandte Chemie International Edition,2009,48(52):9879-9883.)、THPTA(Wang W,Hong S,Tran A,et al.Sulfated Ligands for the Copper(I)-Catalyzed Azide–Alkyne Cycloaddition[J]. Chemistry–An Asian Journal,2011,6(10):2796-2802.)、BTTPS(Rodionov V O,Presolski S I, Gardinier S,etal.Benzimidazole and related ligands for Cu-catalyzed azide-alkynecycloaddition[J].Journal of the American Chemical Society,2007,129(42):12696-12704.)等不断被开发，click反应的效率不断提高。水相中进行的高效On water click反应使click反应更加“绿色”，然而由于大部分的有机原料及配体并不能溶于水，人们不得不添加助溶剂 (Shin J A,Lim Y G,Lee K H.Copper-catalyzed azide–alkynecycloaddition reaction in water using cyclodextrin as a phase transfercatalyst[J].The Journal of organic chemistry,2012,77(8): 4117-4122.)或者相转移催化剂(Alonso F,Moglie Y,Radivoy G,et al.Multicomponent click synthesis of1,2,3-triazoles from epoxides in water catalyzed by copper nanoparticles onactivated carbon[J].The Journal of organic chemistry,2011,76(20):8394-8405.)来解决这一问题。