5-甲基四氮唑的一种改进合成法

背景技术

四唑类化合物是一类重要的五元杂环化合物，这类化合物表现出优异的消炎、杀菌、抗过敏等作用，在抗真菌和降血糖药物方面有着广泛的应用。除了在药物化学中的用途，四唑化合物长期以来一直是人们关注的热点，在生物、农药、电子 领域、材料科学和配位化学等方面也发挥着重要的用途。近年来，大量含有取代四氮唑结构片段的生物活性小分子药物被研究开发(图1)。其中，5-甲基四氮唑是重要的医药和精细化工中间体，因此对其合成的研究具有重要的实际意义。

文献报道过的5-取代基四氮唑的合成方法是以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)等有机溶剂作为反应体系的溶剂，使用氯化锌、溴化锌等Lewis酸、贵金属催化剂、烷基氯化铝、氯化铵或者沸石等弱碱强酸盐作为催化剂，催化腈类化合物与叠氮化钠环加成合成目标化合物(如下图)。此反应属于原子经济性反应，反应时会产生废固钠盐，同时会生成叠氮酸， 叠氮酸的毒性很高，沸点低(37℃)，具有爆炸性，因此实验操作危险性较大。由乙腈合成四唑需要高温和无水反应条件，为了克服这些问题，研究人员已经研究出了新的方法，例如使用无机盐和过渡金属络合物作为催化剂催化反应的进行。但是，这些反应存在催化剂不易分离，不可回收和重复使用的问题。

制备方法

选用100mL的封管作为反应容器，加入25mmol乙腈，27.5mmol叠氮化钠，50mL DMF，1g Cu(II)-NaY沸石，磁力搅拌，升高温度至100～120℃，反应4h，TLC监测反应，黄褐色悬浮物出现即为产物。反应结束后，冷却至室温，打开封管塞子，混合物使用离心机离心以分离出催化剂，离心液用乙酸乙酯洗涤。用5mol／L的盐酸调节溶液pH至3，然后加入30mL乙酸乙酯搅拌30min，所得有机相用正己烷(3x50mL)萃取，并用水(2x50mL)洗涤。无水氯化钙干燥后真空旋蒸脱溶得到粗产物，粗产物在乙醇中加热重结晶后得到白色晶状固体，即为5-甲基四氮唑纯品。产物收率为94％。

参考文献

[1]袁国龙,董万红,楚静波,等. 5-甲基四氮唑的合成研究[J]. 广东化工,2021,48(4):38-39.