[发明专利]一种制备四嗪类化合物的方法及其应用

说明书

本发明公开以一种新型制备四嗪类化合物的方法，该方法使用腈和水合肼，在硫醇类催化剂的存在下可以进行各种取代，获取带有各种官能的四嗪化合物，方便四嗪化合物进一步的修饰和改造，从而得到更多有特殊功能的四嗪类衍生物。此外，本发明制备四嗪类化合物的方法具有反应条件温和、试剂易得、对环境友好、产物收率高、可以进行克级规模生产等优点。克服了现有技术中采用水合肼制备四嗪类化合物存在的取代单一、得到的四嗪类化合物种类有限，且制备条件苛刻，无法规模化生产的问题。

技术领域

本发明涉及一种制备四嗪类化合物的方法及其应用。

背景技术

四嗪在配位化学、全合成以及在高能量密度材料设计方面都有很好的应用。同时，随着科学的发展，发现四嗪类化合物及其衍生物具有较多的生理活性，如抗炎、镇痛、抗病毒、抗菌及抗癌等等。另外，随着四嗪类化合物在生物正交化学中的独特性，使其在生物正交荧光探针、药物的靶向给药、特殊蛋白的标定以及生物材料的前体等有广泛的应用价值。

虽然，目前制备四嗪类化合物的方法有多种，但是，他们都需要一个苛刻的反应条件，比如加热、微波；要求使用无水肼在经典的两步法制备四嗪的方法中，第一步缩合成腈联，第二步然后氧化1,2-二氢四嗪；该方法耐受的底物范围较窄。2012年，有研究小组提出金属催化的方法合成不对称四嗪，虽说得到了一系列的四嗪类衍生物，但是该方法中用到管制试剂无水肼和昂贵的金属催化剂，并且反应需要在加热条件下进行。另外，有人提出用乙醇的水合肼溶液用于四嗪的合成，但是该方法只能用于制备单取代的四嗪，而且该方法制备条件苛刻，需要在微波条件下进行，无法规模化生产，极大的限制了该方法的应用。因此，由于四嗪类化合物合成方法的限制，使得四嗪自身功能的开发及其下游领域的应用受到极大限制。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种制备四嗪类化合物的方法及其应用。

本发明提供了一种制备四嗪类化合物的方法，它包括如下步骤：

步骤1：腈类化合物a、腈类化合物b、催化剂硫醇化合物、水合肼溶于溶剂中，反应得反应液；

步骤2：将反应液与含氧化剂的溶液混合，缓慢加入酸，调节体系pH至酸性，反应，将反应溶液提纯，即得四嗪类化合物；

其中，

R₁、R₂分别独立的选自取代或未取代的C₁～C₁₀烷基、取代或未取代的3～8元不饱和环烷基、取代或未取代3～8元不饱和杂环基、取代或未取代的C₁～C₁₀烷氧基；

所述取代基为取代或未取代C₁～C₁₀烷基、卤素、氰基、硝基、羧基、羟基、取代或未取代的C₁～C₁₀烷氧基、-NR₄R₅、叠氮基、磷酸酯基、叔丁氧羰基；

R₄、R₅分别独立的选自氢、C₁～C₆烷基、叔丁氧羰基。

进一步地，

R₁、R₂分别独立的选自未取代的C₁～C₁₀烷基、-(CH₂)_xR₃、-(CH₂)_XN₃、-(CH₂CH₂O)_XN₃、-(CH₂)_x(EtO)₂PO、取代或未取代的6元不饱和环烷基、取代或未取代5元不饱和杂环基；