[发明专利]一种N-氧苯丙三氮唑的合成方法

说明书

本发明公开了一种N‑氧苯丙三氮唑的合成方法。本发明以30％的双氧水为氧化剂，钨酸钠为催化剂，在相转移催化苄基三乙基氯化铵和酸性条件下，研究了苯并三氮唑氧化制N‑氧苯丙三氮唑的反应。本发明意料之外的发现较佳反应条件为钨酸钠∶苄基三乙基氯化铵∶苯并三氮唑∶30％的双氧水的物质的量比为1.6∶1.1∶50∶688，梯度升温，最后在95℃下反应6h，制得75.3％的N‑氧苯丙三氮唑。该合成方法具有操作简便、能耗小、绿色环保等优点，该产品的合成方法以及产物的定性定量对于氧化法降解苯并三氮唑产物具有重要意义，同时该产物可作为水处理剂、金属防锈剂和腐蚀抑制剂等使用，也用于医药、农药、涂料、染料以及紫外光稳定剂等多个领域。

技术领域

本发明属于苯并三氮唑的制备领域，具体涉及一种N-氧苯丙三氮唑的合成方法。

背景技术

苯并三氮唑是一种重要的精细化工产品。它的用途很广，主要作为水处理剂以及金属 防锈防腐剂，润滑油添加剂，机场除霜防冻剂，抗紫外线材料稳定剂，泡沫塑料稳定剂和 抗紫外线材料的稳定剂，照相防雾剂，高分子材料稳定剂，植物生长调节剂等；它也是一种重要的有机合成中间体，在有机合成和新药合成领域备受关注，用于医药、农药及染料等多个领域。

在进行苯并三氮唑污水处理过程中，氧化产物的确定对于后续的有机物含量的确定非 常重要。现有技术表明，高效液相色谱图中得知有新的中间体产物生成，且没有进行产物 的进一步分析；另外，现有技术在进行Fenton试剂强化超声-光催化降解苯并三氮唑的研 究中也指出，降解过程中生产有色的中间体产物尚未确定。

N-氧苯丙三氮唑是苯并三氮唑上N3原子上引入氧原子，是1-羟基苯丙三氮唑的互变 异构体，也是重要的化工产品和中间体，在水溶液中稳定存在，在有机溶剂中则是以1-羟 基苯丙三氮唑形式存在，其合成方法主要是采用邻硝基氯苯法，邻氯硝基苯和过量的水合 肼反应制得。其互变异构体1-羟基苯丙三氮唑的合成的除了邻硝基氯苯法外，还有邻硝基 苯肼法，上述方法存在着高压、原料有限、水合肼回收困难等问题。

为解决这类问题，本发明以苯并三氮唑为原料，以钨酸钠和相转移催化剂苄基三乙基 氯化铵联合催化，双氧水为氧化剂得到了该化合物N-氧苯丙三氮唑(如图1所示)，通过 高效液相色谱紫外联用法进行了定性，同时进行了晶体结构的测定和表征。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，以及氧化法处理苯并三氮唑产物的确定，本发明提 供以苯并三氮唑为原料，以钨酸钠和相转移催化剂苄基三乙基氯化铵联合催化，双氧水为 氧化剂得到了该化合物N-氧苯丙三氮唑。

为实现上述目的，本发明公开了一种N-氧苯丙三氮唑的合成方法，具体如下：

在装有电动搅拌器的烧瓶中，依次加入苯并三氮唑、钨酸钠二水合物、苄基三乙基氯 化铵、稀硫酸和，搅拌溶解后，室温反应0.5-2h，缓慢加热，控制气泡产生的速度，在40～50℃反应1-3h，再将温度升至90-100℃反应3-8h，冷却，反应液倾入烧杯中放置，析出 粉末，抽滤，用少量冷水洗涤，乙醇重结晶得白色晶体，真空干燥，得N-氧苯丙三氮唑。

具体的，在装有电动搅拌器的三口烧瓶中，依次加入苯并三氮唑、钨酸钠二水合物、 苄基三乙基氯化铵、稀硫酸和，搅拌溶解后，室温反应1h，缓慢加热，控制气泡产生的速度，在40～50℃反应2h，再将温度升至95℃反应6h，冷却，反应液倾入烧杯中在冰箱 中放置过夜，析出类白色粉末，抽滤，用少量冷水洗涤，乙醇重结晶得白色晶体，真空干 燥，得N-氧苯丙三氮唑5.77g(收率75.3％)，测得熔点为158-161℃；

晶体结构表征：取乙醇水溶液重结晶产物，采用挥发溶剂法得到适合单晶测试的晶体， 晶体结构分析表明，N-氧苯丙三氮唑分子N3原子上的氢与水分子的氧形成氢键，苯环、 三氮唑环、氧化的氧原子和水分子的氧在同一个平面内，然后该结构通过芳环堆积形成三 维结构；

其中，所述的苯并三氮唑的用量为5.96g，即50mmol；