（有机化学专业论文）13二烷基苯并三氮唑盐的合成与应用研究.pdf

m a s c d i s s e r t a t i o n s t u d i e so nt h es y n t h e s i sa n da p p l i c a t i o n so f 1 ，3 一d i a l k y l b e n z o t r i a z o l i u ms a l t s s p e c i a l t y ：o r g a n i cc h e m is t r y s u x i a o h u ix i a o 芝i u d e r v l s o r ： u l m a s t e rc a n d i d a t e ：d a q i nl i n z h e ji a n gn o r m a lu n i v e r s i t y j i n h u a3 210 0 4 ，z h e j i a n g ，p r c h i n a a p r i l2 0 1 0 毒 ： 詹 v 、：轰 _ 超 ： ! 。 虱， 1 ，3 一二烷基苯并三氮唑盐的合成与应用研究 摘要 苯并三氮唑( b e n z o 缸i a z o l e ，简称b 哪) ，性质稳定，价格便宜，既容易引入有机化合 物分子中，又容易从有机分子中解离下来，并且很容易从反应产物中回收。苯并三氮唑环 既可以稳定碳正离子、“碳碳负离子，又可以稳定碳自由基，它是有机化学反应中很好 的活化基团。因此，苯并三氮唑参与的有机化学反应一直是人们研究的热点。相对而言， 有关l ，3 一二取代苯并三氮唑盐的研究报道较少，本文以l ，3 一二取代苯并三氮唑盐 作为研究对象，探讨其合成方法及其在碱性条件下形成n 一叶立德的应用。 论文主要包括以下内容： 第一章综述了卜烷基取代苯并三氮唑及1 ，3 一二取代苯并三氮唑盐的合成及 其应用。 第二章报道了卤化1 ，3 - - 取代苯并三氮唑的合成方法，以价廉易得的苯并三 氮唑为原料，经过两步烷基化反应得到一系列卤化1 ，3 一二取代苯并三氮唑。 第三章探讨了卤化1 ，3 一二烷基苯并三氮唑在碱性的作用下形成的n 一叶立德 与醛的反应，合成得到一系列卜( 2 - 苯基一2 一羟基乙基) 苯并三氮唑、卜( 1 ，2 - - - 苯基一2 一 羟基乙基) 苯并三氮唑衍生物及相应的环氧化合物；提出了1 ，3 - - 取代苯并三氮唑n - 叶 立德与芳香醛反应的反应机理。 第四章以卤化1 ，3 一二烷基苯并三氮唑作为底物，在碱的作用下，分子间发生 亲核取代一霍夫曼消除串联反应，合成得到一系列反式l ，2 一二芳基乙烯，并优化 了反应条件，提出了可能的反应机理。 关键词：苯并三氮唑；卤化1 ，3 - - 烷基取代苯并三氮唑；1 一( 2 一芳挚2 一羟 基乙基) 苯并三氮唑；2 ，3 一二芳基环氧乙烷；1 ，2 - - - 芳基乙烯 i i i n t o r e a c t e x c e l l e n ta c t i v eg r o u pi no r g a n i cr e a c t i o n s b e n z o t r i a z o l em e d i a t e dr e a c t i o n sh a s a r o u s e dw i d e - s p r e a di n t e r e s t ，b u to n l yf e wp a p e r sa b o u t1 , 3 - d i a l k y l b e n z o t r i a z o l i u ms a l t s h a v eb e e n p u b l i s h e d i nt h i s p a p e r , t h e s y n t h e s i s a n d a p p l i c a t i o n o f 1 , 3 一d i a l k y l b e n z o t r i a z o l i u mh a l i d e sw i l lb er e p o r t e d t h ed i s s e r t a t i o nc o n s i s t so ft h ef o l l o w i n gc h a p t e r s ： c h a p t e r o n ei sab r i e fr e v i e wo nt h e s y n t h e s i s a n d a p p l i c a t i o n s o f 1 - a l k y l b e n z o t r i a z o l ea n d1 ，3 - d i s u b s t i t u t e db e n z o t r i a z o l i u ms a l t s i nt h es e c o n d c h a p t e r , t h e a u t h o rd e s c r i b e dt h e p r e p a r a t i o n o f 1 , 3 - d i a l k y l b e n z o t r i a z o l i u mh a l i d e s i nd e t a i l s e r i e so f1 , 3 - d i a l k y l b e n z o t r i a z o l i u m h a l i d e sh a v eb e e np r e p a r e db yt h ea l k y l a t i o no fb e n z o t r i a z o l e i nt h en e x t c h a p t e r , t h e a u t h o r i n v e s t i g a t e d t h er e a c t i o n o f 1 , 3 - d i a l k y l b e n z o t r i a z o l i u mh a l i d e sw i t ha l d e h y d ei nt h ep r e s e n c eo fa l k a l ip o t a s s i u m t e r t b u t o x i d e ， a n d g e t s e r i e so f 1 - ( 2 - a r y l 2 - h y d r o x y e t h y l ) b e n z o t r i a z o l e , 1 - ( 1 , 2 - d i a r y l 一2 一h y d r o x y e t h y l ) b e n z o l r i a z o l ea n dc o r r e s p o n d i n g2 , 3 - d i a r y l e t h e n eo x i d e s t h e 町1 l，0卜 r e a c t i o nm e c h a n i s m w a sa l s od i s c u s s e d i nt h el a s tc h a p t e r , t h ea t h o u rr e p o r t e dt h es y n t h e s i so ft r a m - 1 , 2 - d i a r y l e t h e n e i nt h e p i 毯；黜o fn a n , s e r i e so ft m a s - l , 2 - d i m g l e t h e n ew e r es y n t h e s i z e db yt h en u c l c o p h i l i c s u b s t i t u t i o n - h o f f m a n ne l n i n a t i o nr e a c t i o no f1 , 3 - d i a l k y l b e n z o l r i a z o l i u mh a l i d e s t h er e a c t i o n c o n d i t i o n sw e r eo p t i m i z e d , a n dap o s s i b l em e c t m n i s mw a so f f e r e d k e yw o r d s ：b e n z o t r i a z o l e ；1 , 3 - d i a l k y l b e n z o t r i a z o l i u mh a l i d e s ；1 - ( 2 - a r y l - 2 - h y d r o x y e t h y l ) b e n z o t r i a z o l e ：2 , 3 一d i a r y l e t h e n eo x i d e s ；t r a m - l , 2 - d i a r y l e t h e n e i v -参 e 目录 摘要。i j 6 l 】j i s i ! i z 6 l j 【：? i 第一章文献综述l 1 11 烷基苯并三氮唑的合成及应用研究。1 1 1 1l 彬芑基苯并三氮唑的合成研究1 1 1 21 烷基苯并三氮唑的应用。3 1 2l ，3 二取代苯并三氮唑盐的合成及其应用7 1 2 1l 3 二取代苯并三氮唑盐的合成及其应用7 1 2 2l 3 二取代苯并三氮唑盐离子液体的合成8 1 2 3 1 3 二取代苯并三氮唑盐参与的有机化学反应9 1 3 本课题研究的内容和意义1 2 第二章l 3 二取代苯并三氮唑盐的合成1 5 2 1引言l5 2 2 实验部分。15 2 2 11 - 烷基取代苯并三氮唑的合成1 5 2 2 21 苯基取代苯并三氮唑的合成l5 2 2 31 , 3 - 双二烷基苯并三氮唑盐的合成l7 2 3 结果与讨论：1 7 2 4 本章小结l9 第三章1 ，3 二取代苯并三氮唑n - 叶立德与醛的反应2 l 3 1引言2 1 3 2 实验步骤2 2 3 3 结果与讨论。2 3 3 3 1 反应条件的选择2 3 3 3 2n - 叶立德种类对反应的影响2 4 3 3 3 反应机理的推测。2 8 3 4 本章小结3 0 第四章l ，3 二取代苯并三氮唑n 叶立德与1 , 3 二取代苯并三氮唑盐之间的反应3 l 1 二苯乙烯的合成31 4 1 引言31 4 2 实验步骤3 2 4 3 结果与讨论3 2 4 3 1 反应条件的优化3 2 4 3 2 溴化1 3 一二苄基苯并三氮唑合成二苯乙烯3 4 4 3 3 反应机理的推测3 5 4 4 本章小结3 6 参考文献3 7 附录化合物结构与数据4 5 攻读硕士学位期间发表论文6 3 至j 【 谢6 4 浙江师范大学学位论文独创性声明6 5 学位论文使用授权声明6 5 3矿 “ 第一章文献综述 苯并三氮唑似：r l z o t r i a z o l e ，简称a t h ) ，性质稳定，价格便宜，既容易引入有机化合物 分子中，又容易从有机分子中解离下来，并且很容易从反应产物中回收。苯并三氮唑环既 可以稳定n 1 ( 或n - 2 ) 取代苯并三氮唑洳碳自由基、碳正离子，又可以稳定弘碳碳负离 子，它是有机化学反应中很好的活化基团。因此，近年来，苯并三氮唑参与的有机化学反 应一直是人们研究的热点。 1 1卜烷基苯并三氮唑的合成及应用研究 1 1 11 烷基苯并三氮唑的合成研究 n 虢基取代苯并三氮唑通常利用苯并三氮唑负离子与卤代烃、硫酸酯或磺酸酯等进行 亲核取代反应来合成，得到的往往是1 取代苯并三氮唑和2 取代苯并三氮唑的混合物 ( s c h e m e1 1 ) ，两者可以通过重结晶或柱层析来分离。 r ，n 、n , n ( o r b t lr ) 1 s u b s t i t u t e db e n z o t r i a z o l e2 s u b s t i t u t e db e n z o t r i a z o l e s c h e m e1 - ls t n x - m 圮o fl - s u b s t i t u t e db e n z o t f i a z o l ea n d2 - s u b s t i t u t e db e n z o l r i a z o l e 在早期的报道中，k r o l l p f e i f f e re 用氯乙醇与苯并三氮唑钠( b t n a ) 反应得到了1 - 取代和 2 取代异构体，此后人们利用碱( 醇钠酬、氢化钠等啪) 、相转移催化剂( 季铵盐、1 8 冠石、聚乙二醇等m ) 、卤代烃、苯并三氮唑直接合成得到n 1 ( 或n 2 ) 取代苯并三氮唑。 k 衄乜埘呻1 对这个方法进行了改正，用d i v l f 作为溶剂、n a o h 作为碱的条件下苯并三氮唑 与烷基卤反应得到了较高产率的产物。后来逐渐发现该反应在碱或相转移催化剂存在且无 第一章文献综述 溶剂条件下或者微波加热条件嘲下也能发生。这类反应通常得到的是以1 - 取代产物为主的 1 取代和2 取代混合物，在有些情况下也会产生l ，3 二取代衍生物( s c h e m e1 2 ) ，而反应 的速率则很大程度匕取决于溶剂。 g 、 h r + 脚瞬r x - s c h e m e12r e a c t i o no f b e n z o t r i a z o l ew i t hp r i m a r ya i i q , ih a l i d e s 当使用二卤代物与苯并三氮唑钠盐反应时，产物与卤代物和苯并三氮唑钠盐的摩尔比 密切相关，当钠盐过量时会出现三种可能的异构体 1 田( s c h e m e1 3 ) 。苯并三氮唑与二芳甲 基卤代物反应是在三乙胺作为碱，甲苯中加热回流n 订条件下完成的。 q 一 b r c h 2 c h 2 b r ( 2e q ) b t l c h 2 c h 2 b r + b t 2 c h 2 c h 2 b r j b t l c h 2 c h 2 b t l + b t 2 c h 2 c h 2 b t l +b t 2 c h 2 c h 2 b t 2 、 a q n a o ho r n a o m e m e o h s c h e m eljr e a c t i o no f b e n z o l r i a z o l e 州山l2 d i b r o m o e t h a n e 在苯并三氮唑的烷基化反应中，除用烷基卤作为烷基化试剂外，硫酸二甲酯n 2 1 也是常 用的烷基化试剂。 除此之外，苯并三氮唑与醇在一定条件下也能反应生成n - 烷基取代苯并三氮唑，如， 苯并三氮唑与苄醇类n 3 1 在催化量的对甲苯磺酸存在下，用甲苯或苯作溶剂脱水即可反应生 成相应的n 一烷基化产物( s c h e m e1 4 ) 。 + r 2 、c h o h 一 、 弋丛、i 一 + _ 少、m r 1 。卜r 2 s c h e m e1 4r e m t i o mo f b e n z y l i c a l c o h o l sw n hb e n z o t r i a z o e 2 第一章文献综述 而对于一些不活泼的醇( 如：甲醇) 则不能直接发t t _ k 述反应，但可以通过醇钠与1 ，1 - 二磺酰基苯并三氮唑反应生成相应的衍生物n 钔( s c h e m e1 5 ) 。该方法可用于合成一些用卤 代物不容易得到或者是不稳定的n 取代衍生物。 酣s o z i 、n f q + 一r s c h e m e l 5c o n v e r s i o no f s o d i u m a l k o x i d c si n t o a l k y l b c n z o t r i a z o l c s 也有文献报道了由苯并三氮唑、醇在三苯基磷和n b s 存在下直接烷基化反应合成n - 烷基取代苯并三氮唑响( s c h e m e1 6 ) ，不过该反应只适合于伯醇，当用于仲醇时，产品的 。 得率很低，而叔醇则不能发生反应。 o h l 、r n b s p p h 3 b c n z o t r i a z o l e l 、r s c h e m e1 6r t 蕴c t i o no f b e n z o t r i a z o l ew i t ha l c o h o lu n d e rn b sa n dp p h 3 芳香卤代烃与苯并三氮唑的反应并不多见，一般只限于活泼的芳香卤或杂芳香卤代化 合物n 7 1 ，1 9 9 8 年，有人采用了在水溶液中，铜存在情况下用钯( o ) 催化将二芳基碘盐与 苯并三氮唑在1 0 0 c 选择性合成了1 芳基苯并三氮唑，产率高达9 8 i t s , 不过更多的合成 n 芳基取代衍生物的方法则是通过叠氮苯与苯炔发生1 ，3 偶极环加成反应得到，最近在 z h a n gf c n g z h i 等报导了一种从苯胺出发锅法合成1 芳基苯并三氮唑的方法n 引。 1 1 2 在1 烷基苯并三氮唑中，由于苯并三氮唑基团的引入，加大了a c 上氢原子的酸性，a - c 更易失去质子形成碳负离子亲核试剂。1 甲基苯并三氮唑在正丁基锂的作用下形成碳负离子 例，进一步与卤代烃发生亲核取代反应得到1 取代苯并三氮唑衍生物，而与醛、酮等发生加 rb r p l 弛k k r 第一章文献综述 成反应则生成相应的醇( s c h e m e1 7 ) 。 q 一 c h 3 q c 、h 2 r ! 唾骂 s c h e m e1 7 l i t h i a t i o n o f l - m e l h y l b e n z o t r i a z o l e a n d s u b s e q u e n t r e a c t i o m w i u 5 d i f f e r e n t e l e c t r o p h i l e s 此反应提供了一种简单多样的合成l 一取代苯并三氮唑衍生物的方法，但由于a - h 酸性 和碳负离子稳定性的原因，1 乙基、1 丙基苯并三氮唑则并不能在此条件下反应进行，需要 在u ) a 作为碱的条件下才得以实现，并且卤代烃最好使用活性相对较低的溴代物，但当用 1 乙基苯并三氮唑与苯甲醛反应时却未能得到如1 甲基苯并三氮唑一样的产物，而是得到了 原料和苯甲醇( s c h e m e1 8 ) ，作者认为苯甲醇可能是苯甲醛通过c a n n i z z a r o 反应形成的。 q 一l d a q l 夕一j p h c h o q 一唧h c h 2 c h 3 s c h e m e1 8 l i t h a t i o n o f l - e t h y l b e n z o t r i a z o l e a n d s u b s e q u e n t r e a c t i o n w i t h i k n z a l d e h y d e k a t f i t z k y a r 等发现1 ( 2 一苯基环丙基) 苯并三氮唑在丁基锂的作用下，然后与碘 例一警 r2m e ，p h c h 2 c h 2 ，n b u ，i ，p - m e p h c h o h ，e t s c h e n n e1 9l i l h i a t i o no f l - ( 2 - p h c n y l c y c l o p r o p y l 黼l ea n dr e a s o nw i t he l e c t r o p h i l e s 4 2 n 傩 g ，l u b 一 一 一 n n n 今 少 q 第一章文献综述 代正丁烷反应，主要产物是1 ( 1 正丁基- 2 苯基环丙基) 苯并三氮唑( s c h e m e1 9 ) ，与碘、醛、 二硫醚等反应时，反应发生相同的次甲基上，得到相应的取代或加成产物，说明苯并三氮唑 比苯环具有更强的活化作用。 为了进步研究b t c i - 1 2 r 中c h 2 的性质，人们开始在c h 2 上引入其它活性基团对 a - h 进行进一步活化，增强a - h 的酸性，使反应更容易发生。文献瞳3 报道了反式1 ，3 二 ( 1 苯并三氮唑基) 1 丙烯在锂化后与亲电试剂的反应均发生在烯丙位，当与碘甲烷和二苯甲 酮反应时得到了顺反两种异构体，而在与碘乙烷和苄基氯亲核取代时则都只得到了一反式异 构体( s c h e m e1 1 0 ) 。 b t l 丫沁& 1 & h m eb t 。 i m l e m l 降l d a 邸 兰坠 b t l - , , , 弋b t ! 1 卜 n b u l i p h 2 c o 籍& 静t 一 矾1 丫1 e t s c h a n e1 1 0l i t h i a l a f i o no f b i s - 1 , 3 - b c n z o t i a z o l - l - y l - t m m - p r o p c ma n d s u b s e q u e n t r e a c t i o n sw i t hd i f f e r e n te l e c t r o p h i l e s 在1 苄基苯并三氮唑中，亚甲基同时受到苯并三氮唑环和苯环的活化，更容易被夺去一 个质子而形成碳负子，甚至在比较弱的碱如t b u o k 作用下就能够发生反应，文献阻剐报道 了苄基苯并三氮唑在过量的t b u o k 作用下与芳香亚胺反应，t k 月l t - 芳基炔( s c h e m e1 ii ) 。 n - p h 十 l l h a r 2 b u o k ( 3 e q i v ) d m f 。7 5 s c h e m e1 iir e a c t i o no fl - b 别k 曲硒a z 0 1 ew i t hn - p h e n y l m e t h y l e n e a n i l i n e 、z 、 q 第一章文献综述 其它吸电子基团如_ c n 、 c = o 也是些很好的活化基团，文献喳3 报道t i - ( 氰基亚甲 用时，并没得到相应的醇，而是进一步发生了消除反应而生成了烯烃( s c h 锄e1 1 2 ) 。 r 莽塑l i i 铡一r 引e n + r 七r 叫 r ! = a t o rh ；r 2 = a t b 。j l 洲d a 烷基卤、醛等反应生成相应的产物；如文献陇川报道了1 甲氧甲基苯并三氮唑经锂化后与 卤代烃发生亲核取代反应生成相应的烷基化产物，同时也可以与醛发生加成反应生成p 羟 弋m e o m e m e 。人r p - t s a m e o h 1 1n b u l i 2 ) r x l b t l 人 m e 0 7r ￥1 ) 铲n - b u l i 。 蝌呲 p t s a m e o h o m e r r 2 一佣 o m e s c h e m e1 1 3l i t h i a f i o n o f l 心帕崃哟m 劬y i 妯彻t r i a l e a n d 黜咖、釉d i 触e l e c l 响p l l i l e s 6 矿 第一章文献综述 1 2 1 ，3 一二取代苯并三氮唑盐的合成及其应用 1 2 11 3 - 二取代苯并三氮唑盐的合成及其应用 早在1 9 3 5 年，k r o l l p f e i f f e re 等嘲利用过量的烷基碘对苯并三氮唑进行了双烷基化得 到了i ，3 二取代苯并三氮唑盐，但对其叶立德的应用却很少被报导啪。 1 9 8 9 年，勋t r i 乜哇哕等哑1 用卜( 二烷基胺基) 甲基苯并三氮唑与卤代物反应制备苯并三 唑甲基铵盐时，得到了部分1 ，3 - 二取代苯并三氮唑盐。如：卜( n 二吡咯烷甲基) 苯并三氮 唑用溴苄处理时，可以得到6 5 的溴化1 ，3 _ 二苄基苯并三氮唑( s c h e m e1 1 4 ) ，其解释是 卜( 二烷基胺基) 甲基苯并三氮唑可离解成苯并三氮唑负离子和亚胺正离子，两者之间达成 平衡，烷基卤与苯并三唑负离子反应生成1 烷基苯并三氮唑，1 烷基苯并三氮唑进步与 过量的烷基卤反应得到1 ，3 _ 二烷基苯并三氮唑盐。 毒刮x 勋啊忆k y 课题组嘲用卜( 苯基硫代亚甲基) 苯并三氮唑与过量的碘甲烷在甲苯中加热回 流，也得到了1 ，3 一二取代苯并三氮哗盐，用相应的亚砜衍生物反应时，1 ，3 一二取代苯并三 氮唑盐( s c h e m e1 15 ) 的产率高达8 2 。 c h 3 i ，t o l u e n e ，r e f l u x q r 贼h 2 s p h , c h 2 s ( o ) p h , c h 2 s 0 2 耽 s c h e m e1 1 5 1 , 3 - b i s u b s f i t u t e db e n z o t r i a z o l i u mi o d i d e s 7 第一章文献综述 m o o n 等报导了苯并三氮唑盐作为杀菌剂、杀真菌剂的应用，1 9 9 5 年，该课题组又 合成了一种新的苯并三氮唑盐的头孢菌素嘲( n e wb e n z o t r i a z o l i u mc e p h a l o s p o r i m , s c h e m e 1 1 6 ) ，发现它在抗绿浓杆菌( p s c u d o m o n a s a c r u g i n o s a ) 和其它的细菌方面表现出异常的活 性。y e m b r i e kj r c 等蜘以l ，l 双苯并三氮唑与过量的硫酸二甲酯反应，合成得到l ，1 双( 3 一甲基苯并三氮脞b 盐，并探讨了其在染料中的应用。 h 2 n m o o 、， n 正 n ，n 、r 1 2 21 ，3 一二取代苯并三氮唑盐离子液体的合成 由于离子液体所具有的独特性能，目前它已被广泛应用于化学研究的各个领域。 随着人们对有机离子液体研究的不断深入，l ，3 二取代苯并三氮唑盐也逐渐成为人们的研 究对象之一，但由于早期合成的苯并三氮唑盐基本是卤代物，具有较高的熔点，不适合作 为室温离子液体，2 0 0 3 年，s t e w a r t 等1 将碘化1 ，3 二烷基苯并三氮唑通过阴离子交换合 成了不同阴离子( 包括n ( c n ) 2 、c h 3 s 0 3 。、p - c h 3 c 6 h 岱0 3 、 s 0 2 h n ( c f 3 ) 2 ) 的苯并三氮唑 盐( s c h e m e1 1 7 ) ，研究发现这些盐的玻璃化转变温度在石5 1 2 ，熔点为2 9 - - 1 4 3 ( 2 ， 熔合熵为1 4 6 9 ，k 1 m o l ，而分解温度最高可达3 1 5 ( 2 ；其溶解性数据表明，大部分能溶 解在其它离子液体的有机化合物都能溶解在这种离子液体中。 c hc 嘞n 近哪o - ，chl b u 日 b u 螂p h s 0 3 2 0 0 5 年，s h a h 等瞬3 又合成了分别以b r 、b f 4 、p f 6 等为阴离子的六种新型的苯并三 8 礴酣礴酣 jjl，ji 第一章文献综述 氮唑盐的离子、液体( s c h e m e1 1 8 ) 。 业晖话旦四 b r 】- 击葛 b u 白u k ， s c h e m e1 1 8 s y n m 醯o f d i f f e r e n tb e n z o t x i a z o l i u ms a l t si o n i cl i 叫d s 1 2 3 1 3 _ 二取代苯并三氮唑盐参与的有机化学反应 与季鳞盐样，在碱作用下，季铵盐失去个质子从而生成与磷叶立德相似的氮叶立 德。1 9 2 8 年发现的s t e v e n s 重排反应则是将氢氧化n 二甲基寸( 苯甲酰亚甲基) 4 苄基铵 在水中重排得 2 ( 二甲基胺基) 3 苯基苯丙酮】呻3 ，该重排反应就是经过氮叶立德实现的 ( s c h e m e1 1 9 ) 。 f h 2 p h f o p h ( ；h 2 p h f o p l l掣：以。 m e 2 h s 丁h m e 2 n g h m e 2 n 一伊 1 9 3 7 年发现的s o m m e l e t 重排反应的中间体也是氮叶立德，然而，直到1 9 5 1 年人们才 提出了氮叶立德的名称。1 9 7 2 年h a t a 等发现环状胺与卡宾的反应与胺的环大小有关， 氮叶立德化学才引起了人们的重视。此后，氮叶立德的研究也越来越深入，从简单的烷基 铵叶立德到环状铵叶立德到芳香环铵叶立德，从一些普通反应发展到研究氮叶立德的不对 称反应。其中环状铵叶立德拥有一个氮杂环( a z a h e t e r o c y c l e ，s c h e m e1 2 0 ) ，这类化合 物显示出了有趣的化学性质并用于分析试剂或半导体材料，有文献报道了该化合物的生 物活性汹枷。而其在有机化学中最多的应用是作为杂环合成的中间体池鲥。其中有关吡啶 氮叶立德的研究相对较多，尤其在1 ，3 偶极环加成反应方面的应用。 9 旺 第一章文献综述 七：1 l 药毛：萎 2 有关苯并三氮唑盐在碱的作用下形成叶立德的反应研究却很少，1 9 9 3 年e l g u e r o 在研 究1 一烯基苯并三氮唑盐与亲核试剂反应的同时，将l - 烯基- 3 甲基苯并三氮唑盐用甲醇处理 得到了环外双键加成产物，将两者分别用碱处理，都得到了1 甲基三氮唑咖( s c h e m e1 2 1 ) 。 h e e 一 c h 3 h 5 少s 明， i g i c h 3 s c h e m e1 2 1 r e a c t i o n o f l - v m y l - 3 - r n e t h y l b e n z o t r i a z o l i u m w i t h a l k a l i c h 3 2 0 0 3 生l z p e m m a l 酬a l ( u m 撕果题组蚓研究一类新型的含苯并三氮唑的环芳化合物时，研 究了1 ，3 一二取代苯并三氮唑盐的还原反应，研究中发现，l ，3 一二甲基苯并三氮唑盐和1 ，3 一 二苄基苯并三氮唑盐用n a h 还原得到了相应的胺，但用n a b f l 作为还原剂时产率则较低，而 用i j a l h 舴还原剂时主要得到了1 懒苯并三唑( s c h e m e1 2 2 ) 。 r ， x 。 ， r i ) o r i i ) o r i i i ) r ， q + r r 2 p h c h 2o rc h 3i ) n a h ，n 珂，1 2 hi i ) n a b h 4 ，e t o h ，1 2 hi i i ) l a h ，1 r i 邗，1 2 h l o n z - q n z ，r q ，_1 第一章文献综述 1 ，3 二取代苯并三氮唑盐的其它反应通常下是在碱作用下形成n - 叶立德，然后与亲电 试剂发生反应，在1 ，3 一二取代苯并三唑盐的n - 叶立德中，苯并三氮环可作为个n 奄r ( 鼬 t 一部分能自身参与1 ，3 偶极环加成反应，1 9 8 4 年d i e z - b a r r ae 等用3 - ( 氰基甲基) - 1 - 乙基苯并三唑盐叶立德与炔酯在甲苯中回流反应，立体选择性的产生了相应的不稳定的三 环化合物，反应最终生成了1 ，2 - - - 取代苯并三唑盐( s c h e m e1 2 3 ) 。 +r i _ 卜c 0 0 r 2 r 2 e te l s c h e n 麓1 2 3 c y c l o a d d i t i o n o f b e n 羽i r i a z o l i u m y l i d e w i t h a c e t y l e n i c e s 蠕 1 9 9 5 年k a t r i t z k y 等侧将溴化3 - 甲基一卜苯甲酰苯并三氮唑通过e t n 处理得叶立德， 与炔酯加成得到吡唑衍生物，同时还研究了和醛的加成反应，生成4 ，5 - 二氢呋喃( s c h e m e 1 2 4 ) 。 q l o p l m e t 3 n o 5r c h o q s c h e m el r e a c t i o no f 3 - m e t h y l - l - p h c m c y 岫t r i a z o n i m nb m m i & 1 9 9 0 年，g a n d a g u im 工等阳1 探讨了3 甲基1 苯甲酰基苯并三氮唑盐与异腈酸酯、 异硫腈酸酯的加成反应( s c h e m e1 2 5 ) 。 弦吨 瞽 q p ， 第一章文献综述 c 6 h 5 一n _ c 的 5 0 a q k 2 c 0 3 c h 2 c 1 2 ，r t 露弛吣弛 蹲p h 啡助 s c h e r m1 2 5r e a c t i o n so f 3 - m e t h y l - 1 - p h e n a c y l - b e n z o t r i a z o l i u ms a l tw i t h 1 - 麟a n dl 趣矧匮1 j d ：) i ：卸m 曲a 黜 1 3 本课题研究的内容和意义 烷基苯并三氮唑是制备许多有机物的重要中间体，其中a - c 去质子化继而发生亲电反 应是最常用的合成方法，但很多烷基苯并三氮唑的去质子化相当困难或者根本不能发生， 通常须用正丁基锂进行锂化，并且反应需在低温下进行，若温度高了，芳环上也可能发生 锂化，反应非常复杂。因此活化a - c h 的方法成了人们研究的焦点，除前述的通过直接在 m c 上连接活化基团以外，k a r t r i t z k y 等哑3 使用b h 3 与烷基苯并三氮唑在7 8 条件下形成 1 ，3 一二取代衍生物，在碱的作用下形成叶立德，进一步与碘甲烷反应，生成了q 位多取代 的1 取代苯并三氮唑衍生物( s c h e m e1 2 6 ) 。 g k 删f 而i h 凰u 铘训5 型n 删蛳 d2 1 一8 e 2 h 莎 g s c h e m e1 蕊 但当l - 异丙基苯并三氮唑作同样的处理时，由于空间位阻的原因反应发生在c 珥位上 ( s c h e m e1 2 7 ) 。 1 2 耐毛 - ，j 第一章文献综述 啄詈哩 b h 3 筹蜮一呶 2 1 所得 制备 结晶 2 2 实验部分 2 2 1 1 烷基取代苯并三氮唑的合成( 1 a 1 d , l b l p ) 唧 q l ，n a o h d m f ，r t q hr s c h e m e2 1 s y n t h e s i so f1 - a l k y l b e n z o t r i a z o l e 将1 1 9g ( 1 0 m m 0 1 ) 苯并三氮唑与1 6 9 ( 4 0 n l r n 0 1 ) n a o h 混合于5 0i i l l 圆底烧瓶中， 加入1 5m ld m f ，搅拌使其充分溶解，然后将混合溶液在室温条件下逐滴加入到盛有1 0 m m o l 烷基化试剂的圆底烧瓶中搅拌。用薄层色谱跟踪 展开剂( 乙酸乙酯：石油醚= l ： 6 ) 至反应结束，然后将反应混合物倒入5 0i t i l 水中，搅拌，若有固体析出，过滤，用2 5 “水洗涤两次，压干。若是油状物，则用3 x 1 5m l 氯仿萃取，然后将有机层用3 x 1 5m l 水洗涤三次，无水n a 2 s 0 4 干燥，浓缩。将上述处理所得到的粗产品通过柱层析 淋洗剂( 乙 酸乙酯：石油醚= 1 ：6 ) 分离得纯产品l a - l d ，l f - l p 。 2 2 2 卜苯基取代苯并三氮唑的合成( 1 e ) ： 第二章l ，3 二取代苯并三氮唑盐的合成 虻h c 4 h 9 0 n op h n 3 ) v f i n 、n p h s c h e m e2 2 s y n t h e s i so f1 - p h e n y i b e n l r i a z o l e 2 2 2 1 叠氮苯的合成阻3 在2 5 0m l 三颈瓶中加入3 0m l 水和5 5m l 浓盐酸，放入冰浴搅拌冷却数分钟，然后向 其中缓慢滴加3 3 5g ( 0 0 31m 0 1 ) 苯肼，继续搅拌至反应液礅降至0 c ，再加入1 0m l 乙 醚，接着缓慢地向其中滴加事先配制好的n a n 0 2 溶液( 2 5gn a n 0 2 + 3m l 水) ，以保证瓶 内溶液温度不超过5 为宜。 用t l c 跟踪至反应结束，将反应混合液通过水蒸气蒸馏出约4 0i n l 馏分，然后分离出 乙醚层，水层用2 5 删乙醚萃取，混合乙醚层，干燥减压蒸馏除溶剂，得粗产品直接进行 下一步反应。 2 2 2 2 卜苯基取代苯并三氮唑的合成( 1 e ) 化合物l e 的合成嘲：用2 0 0m lc n 2 c h 将步骤2 2 - 2 1 所制得的叠氮苯5 9 5 9 ( 0 0 5m 0 1 ) 和亚硝酸正丁酯6 0g ( 0 0 5 8m 0 1 ) 混合溶解在5 0 0m l 三口瓶中，回流状态下，缓慢滴加 7 0g ( 0 0 5 1m 0 1 ) 邻氨基苯甲酸的丙酮( 6 0m 1 ) 溶液。 用t l c 跟踪反应结束，减压除去c h 2 c 1 2 和丙酮，用乙酸乙酯萃取，然后经水洗，干 燥，浓缩得粗产品，用e a ：p e _ l ：8 的淋洗剂柱层析后，再用石油醚重结晶，得近无色 的针状晶体4 8 8 9 ，产率4 9 6 。1 hn m r ( 4 0 0m h z , c d c l 3 ) 68 1 6 ( d = 8 8 4h z , 1 i - 1 ) ， 7 8 0 - 7 7 5 ( i t l 3 h ) ，7 6 4 7 6 0 化= 7 5 8h z , j = 8 0 8n z , 2 h ) 7 5 7 7 5 0 ( r 1 1 2 h ) ，7 4 每7 4 2 ( i t l 1 h ) 1 6 第二章1 ，3 二取代苯并三氮唑盐的合成 2 2 31 3 - 双二烷基苯并三氮唑盐的合成 l a - q p r 2 ) 【c h 3 c n ，5 0 - - 6 0 ( 2 r 2 ， f 太i 2 a 一2 z s d 阻黜2 3 s y n l h e s i so f d i f f e r e n t1 , 3 - 喇t u t e db e n a o t r i a z o l i u mh a l i d e s 以2 a 的合成方法嘲为例：氮气保护下，向5 0f n l 圆底烧瓶中加入3 9 9g1 甲基苯