[发明专利]羧基化纳米羟基磷灰石/氧化亚铜催化体系催化合成1,2,3-三氮唑类化合物的方法

说明书

技术领域

本发明属于催化合成1,2,3-三氮唑类化合物技术领域，具体涉及一种羧基化纳米羟基磷灰石/氧化亚铜催化体系催化合成1,2,3-三氮唑类化合物的方法。

背景技术

2001年Sharpless和Meldal课题组发现亚铜离子催化有机叠氮和炔的1,3-偶极环加成反应，又称Huisgen环加成反应，该反应能在温和的反应条件下，高原子经济性的合成1,2,3-三氮唑类化合物。该方法制备的含1,2,3-三氮唑结构的化合物在医药、功能材料等方面具有极其重要的应用价值，其中含有1,2,3-三氮唑结构的化合物具有广泛的生物活性，如抗菌、免疫，治疗神经性精神错乱、关节炎、软骨病和肿瘤等。随后人们对1,2,3-三氮唑类化合物的制备方法及化合物的性质进行了广泛的研究。

1,2,3-三氮唑类化合物的制备方法所用的铜催化剂，包含有直接使用亚铜盐，比如氯化亚铜、溴化亚铜或者碘化亚铜等；原位还原二价铜为亚铜离子，主要包括经典的硫酸铜/抗坏血酸钠体系、醋酸铜/抗坏血酸钠体系和醋酸铜/锌粉体系等；还有歧化反应体系，主要包括硫酸铜/金属铜体系和醋酸铜/金属铜体系等。此外铜的氧化物，氧化亚铜、氧化铜也可以作为催化剂使用。另外目前也有报道用金属铜催化的 Huisgen环加成反应，虽然在这种条件下的反应操作简便，而且催化剂的制备也简单，但缺点是当用大块金属铜作为催化剂时反应时间比较长。为了缩短反应时间，可使用纳米铜作为催化剂，缺点是其制备的过程中纳米铜容易团聚。最近还有报道使用硫酸铜，醋酸铜等直接作为催化剂来使用，机理涉及醇，端基炔等将二价铜还原为一价铜参与催化反应。

氧化亚铜作为催化剂催化Huisgen环加成反应，具有自身的特点，第一、氧化亚铜做催化剂需要有水的参与（Green Chem. 2011, 13, 562）；第二、市售的氧化亚铜几乎没有活性；第三、原位产生的氧化亚铜或纳米级氧化亚铜可以提高氧化亚铜的催化活性(Adv. Synth. Catal. 2010, 352, 1600； Arkivoc, 2013, 139；Helv. Chim. Acta. 2013, 96, 688）；第四、无机或有机酸可以提高氧化亚铜的活性。Hu yue fei等人报道将苯甲酸作为添加剂活化氧化亚铜的活性实用而有效的催化方法（Tetrahedron Letter，2011, 52, 3782），2014年姜玉钦等人用水合肼/醋酸铜催化体系，在水中原位制备纳米氧化亚铜和醋酸，成功地催化了Huisgen环加成反应，发现氧化亚铜可以用酸进行活化（RSC advance, 2014, 4, 1010）。

上述苯甲酸，冰醋酸等能够在水相体系中活化氧化亚铜，提高氧化亚铜的催化Huisgen环加成反应的活性，虽然效果都很好，但是却存在不能循环使用的弊端。考虑到制备工艺的绿色性，本发明将羧基引入到羟基磷灰石结构中，制备出羧甲基化的羟基磷灰石，在水中活化氧化亚铜，催化Huisgen环加成反应，此催化体系具有简单可靠、高收率、高选择性、易分离、可重复使用且绿色环保等优点。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足而提供了一种绿色环保且催化体系可以重复使用的羧基化纳米羟基磷灰石/氧化亚铜催化体系催化合成1,2,3-三氮唑类化合物的方法。

本发明的技术方案为：一种羧基化纳米羟基磷灰石/氧化亚铜催化体系催化合成1,2,3-三氮唑类化合物的方法，其特征在于：分别以端基炔类化合物和有机叠氮化合物为原料，以羧基化纳米羟基磷灰石和氧化亚铜为催化体系，以水为溶剂，于室温条件下混合搅拌反应即制得1,2,3-三氮唑类化合物。

本发明所述的羧基化纳米羟基磷灰石/氧化亚铜催化体系催化合成1,2,3-三氮唑类化合物的方法中各物料的摩尔比为n（端基炔类化合物）：（有机叠氮化合物）：（羧基化纳米羟基磷灰石）：n（氧化亚铜）=100:100:2-10:2-10。

本发明所述的端基炔类化合物为                                                、、、、或。

本发明所述的有机叠氮化合物为N₃CH₂COOEt、、、、、或。

本发明所述的羧基化纳米羟基磷灰石/氧化亚铜催化体系可以重复使用。