五元和六元氮雜環(huán)衍生物研究

姚瑤

【摘要】含氮雜環(huán)化合物因其特殊的生物活性和藥用機理，被廣泛應用于醫(yī)藥領(lǐng)域和化工領(lǐng)域。作為一種重要的化合物類型，含氮雜環(huán)衍生物受到了眾多化學工作者的重視，其中五元、六元含氮雜環(huán)化合物的合成成為了研究的核心。本文以含氮六元雜環(huán)骨架結(jié)構(gòu)的1，2，4-三嗪和含氮五元雜環(huán)骨架的咪唑為例，對其衍生物的合成展開研究。

【關(guān)鍵詞】1，2，4-三嗪 咪唑 氮雜環(huán)化合物

一、咪唑

1、多取代咪唑化合物合成

咪唑結(jié)構(gòu)骨架能夠成為諸多功能分子的核心單元，因此多取代合成至關(guān)重要，在一、二、三和四取代的咪唑化合物形成樂諸多催化體系。如零價鎳催化腈化合物合成咪唑化合物，就是將將鎳與膦配體催化，并置于高溫和高壓氫氣環(huán)境中，引入腈化合物，得到三取代的咪唑化合物并釋放出氨氣。

2、苯并咪唑化合物的合成

苯并咪唑骨架作為一種天然的產(chǎn)物，目前研究樂諸多合成的方法。比如鄰硝基苯胺與芐醇的反應，是以反應底物自身氧化還原電子發(fā)生轉(zhuǎn)移得到最終產(chǎn)物，催化中間物選用三氯化鐵和硫化鈉，其中硫化鈉作為多電子供體。

3、咪唑并[1，2-a]吡啶的合成

對咪唑并[1，2-a]吡啶的合成研究具有較高的應用價值，如何快速高效的合成咪唑并[1，2-a]吡啶成為研究的重點。比如經(jīng)2-氨基吡啶與芳基乙酮反應，得到稠合咪唑雜環(huán)股價，其中三氯化鈰和碘鹽是表現(xiàn)良好的催化劑系統(tǒng)，其中 2-氨基吡啶、芳基乙酮和過硫醚多組分反應得到硫醚取代的咪唑衍生物。

4、咪唑稠環(huán)化合物

咪唑稠環(huán)化合物作為一個全新的架構(gòu)貴啊存在在諸多功能性分子結(jié)構(gòu)里，對咪唑稠環(huán)化合物的合成同樣具有實用意義。比如利用有機疊氮與腈衍生物合成咪唑化合物，比如金鹽的催化下，有機疊氮解離出一分子氮氣并分子內(nèi)與末羰炔基發(fā)生環(huán)化反應，生成一個吡咯派生的金卡賓中間體，此金卡賓與腈基的氮發(fā)生配位作用并引入反應體系，進而發(fā)生環(huán)化反應得到稠合的咪唑化合物。

二、1，2，4-三嗪化合物的合成

1、酰肼與酰胺合成 1，2，4-三嗪化合物

通過酰肼與酰胺反應，是構(gòu)建1，2，4-三嗪骨架的常用方法，簡單且高效。對于 3，4，5-三取代 1，2，4-三嗪化合物，可以利用 1，2-二酮、酰肼與醋酸銨為原料，合成一類三取代的 1，2，4-三嗪化合物，其中溶劑使用的是乙酸。

微波反應因其高選擇性和可放大反應等優(yōu)勢，被廣泛應用于有機合成反應中。比如以乙醇為溶劑，用芳基溴代乙酮與酰肼，在微波促進下反應得到1，2，4-三嗪化合物，其中一分子酰肼與鹵代乙酮消去一分子鹵化氫，另一分子酰肼與羰基發(fā)生親核反應生成亞胺結(jié)構(gòu)，分子內(nèi)胺基與羰基再次發(fā)生親核反應并解離出副產(chǎn)物酰胺生成最終1，2，4-三嗪化合物。微波反應讓實驗的時間得到縮短，但是缺點在于利用率還有待完善，加之需要使用溴化乙酮為起始原料，因此花費比較高。

2、N-氨基脒或脒為原料合成1，2，4-三嗪化合物

N-氨基脒和脒是重要的氮源中間體，被應用于諸多有機合成反應中。因為活潑 N-H是很好的親核試劑，因此為為氮雜環(huán)的合成提供了有效途徑。比如以脒為原料合成 1，2，4-三嗪，是在一定的條件下，將鹽酸脒與水合肼處理得到鹽酸化的N-氨基脒，N-氨基脒再與乙二醛于碳酸氫鈉中和下成環(huán)得到1，2，4-三嗪化合物，它體現(xiàn)出了1，2，4-三嗪含有三個氮原子在配合物的設計與應用中的重要地位。

還可用脂基取代1，2，4-三嗪化合物的合成方法，該法用 N-氨基脒、α，β-二酮脂于乙醇下回流即可得到1，2，4-三嗪化合物，產(chǎn)率極高，產(chǎn)物都是應用價值較高的化合物。但是該法的過程比較繁瑣。

用微波也可以促進反應得到1，2，4-三嗪化合物，在有醋酸銨情況下，利用酰肼與1，2-二羰基化合物在 180℃微波反應下， 5分鐘反應完全。

2-腈基-吡啶與水合肼置于乙醇中，經(jīng)攪拌得N-氨基脒的化合物，從聚乙二醛在五氧化二磷加熱的條件下直接解聚得到乙二醛單體并與 N-氨基脒發(fā)生反應，得到3位取代的1，2，4-三嗪化合物。但是該反應指用于2 位吡啶取代產(chǎn)物，究其原因在于吡啶與腈基之間存在平衡共振式，使水合肼能順利的加成腈基。

3、其它 1，2，4-三嗪化合物合成

出上述合成方法，還有使用其它反應物，也一樣能構(gòu)建 1，2，4-三嗪化合物的合成方法。比如使用一個介孔類石墨結(jié)構(gòu)的碳氮材料作為催化劑mpg-C3N4。乙腈衍生物為原料，在 150℃下一步法合成單一的 1，2，4-三嗪化合物，但是此法在 180℃時，反應卻單一的生成 1，3，5-三嗪化合物。這一方法的優(yōu)勢是不需要金屬催化劑的加入，因此選擇控制下比較好，mpg-C3N4作為非均相催化劑比均相催化劑應更具優(yōu)勢。

此外還有從酮出發(fā)，在經(jīng)過亞硝酰氯處理得到α-酮基肟化合物，再經(jīng)過酮羰基與水合肼的親核反應得到一個 α-腙基肟化合物，在此基礎(chǔ)上引入一 C-1合成子反應得到最終產(chǎn)物，這一反應的優(yōu)勢在于特異性好。

結(jié)束語

含氮雜環(huán)化合物及其衍生物廣泛存在于化學醫(yī)藥中，比如基于1，2，4-三嗪化合物作為活性藥效核心結(jié)構(gòu)能表現(xiàn)出很多的生物活性，例如抗菌、抗 HIV、抗瘧疾等，在現(xiàn)代醫(yī)藥中也存在咪唑結(jié)構(gòu)單元，例如氯沙坦和奧美沙坦等，五元、六元含氮雜環(huán)的合成受到了越來越多的重視，本文對其合成方法做了如上總結(jié)，希望能夠為氮雜環(huán)化合物的應用貢獻出綿薄之力。

參考文獻

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1964501705315