一种硝酸酯基转移试剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种硝酸酯基转移试剂及其制备方法和应用，具体是一种新型的有机非环三价碘硝酸酯基转移试剂及其制备方法。该硝酸酯基转移试剂具有通式：其结构具有“碘

【技术实现步骤摘要】
一种硝酸酯基转移试剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术有机合成化学领域，具体涉及一种硝酸酯基转移试剂化合物及其合成方法，尤其涉及一种新型芳基非环三价碘硝酸酯基转移试剂及其制备方法和该试剂在有机合成方法学领域的用途。

技术介绍

[0002]硝酸酯类化合物，不仅在石油化工、材料科学、军用领域、染料和制糖等领域有广泛的应用；其作为一氧化氮(NO)最常见的供体，在治疗心血管、免疫、神经系统的疾病有广泛应用，也是潜在的抗肿瘤药物。常见应用于临床的药物有硝酸甘油(NTG)、单硝酸异山梨醇酯(ISMN)、二硝酸异山梨醇酯(ISDN)、尼普地洛(Nipradilol)、尼可地尔(Nicorandil)等。此外，研究发现，将硝酸酯基官能团引入药物分子，可以大大降低药物毒性和毒副作用(Mini Reviews in Medicinal Chemistry,2001,1,57
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70)。因此，如何高效地向分子中引入硝酸酯基官能团成为了一项有重要意义的研究课题。
[0003]关于硝酸酯类化合物的制备，工业上主要是用醇的强酸硝化法，通常以浓硝酸作为硝化试剂实现醇的硝化，由于浓硝酸的强氧化性使其对底物兼容性较差，而且该类反应的后处理对环境危害严重(Journal of the American Pharmaceutical Association,1958,47,368)。近年来，众多化学家也开始致力于硝酸酯类化合物的合成研究。按照硝酸酯的来源可以分为以下三类：第一类是以硝酸或硝酸盐为硝酸酯源。2019年，哥伦比亚安地斯大学的Igor课题组通过苯乙酸酯苄位预先重氮化的策略，以硝酸铁为硝酸酯源合成苄位的硝酸酯(Org.Lett.2019,21,6909
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6913)。第二类是以亚硝酸叔丁酯或亚硝酸钠和氧气提供硝酸酯源。2016年，中国科学技术大学的康彦彪课题组以烯丙基肟为底物，在TBN/O2体系中合成含异恶唑骨架的硝酸酯(Adv.Synth.Catal.,2016,358,1942
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1945)。第三类是以邻碘苯甲酸为骨架的环状三价碘为代表的硝酸酯转移试剂为硝酸酯源，但其仅能用于1,3
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二羰基化合物的硝酸酯化反应(Heterocycles,1996,42,47；Angew.Chem.,Int.Ed.,2020,59,17162；Org.Chem.Front.,2020,7,3509)。
[0004]综上所述，通过对比各种硝酸酯合成方法发现：现有的硝酸酯合成普遍存在原子经济性差、选择性差、底物适用范围窄、安全性低、后处理过程繁琐、物料浪费严重等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种硝酸酯基转移试剂及其制备方法和应用。旨在突破现有技术对原料底物的限制，开发一种更加高效、绿色、安全、可制备大量类型硝酸酯类化合物的新试剂，基于该三价碘硝酸酯基转移试剂的高反应活性，发展了该类试剂在无催化剂条件下硝酸酯基转移反应中的应用。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种硝酸酯基转移试剂，其结构如下：
[0007][0008]其中，R＝氢、卤素、烷基、烷氧羰基、酰基、芳基、三氟甲基、氰基、硝基或烷氧基。
[0009]进一步优选地，所述硝酸酯基转移试剂结构如下：
[0010][0011]其中，R＝氢、4
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氟、3
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氟、3
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氯、3
‑
溴、2
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溴、4
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甲基、4
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甲氧羰基、4
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乙氧羰基、4
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乙酰基、4
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苯基、4
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三氟甲基、4
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氰基、4
‑
硝基或4
‑
甲氧基。
[0012]本专利技术还提供一种硝酸酯基转移试剂的制备方法，包括如下步骤：以双氯芳基碘化合物2和硝酸银为原料，通过配体交换反应即可得到双硝酸芳基碘化合物4，双硝酸芳基碘化合物4水解得到硝酸酯基转移试剂1，反应式如下：
[0013][0014]其中，R＝氢、卤素、烷基、烷氧羰基、酰基、芳基、三氟甲基、氰基、硝基或烷氧基。
[0015]所述的硝酸酯基转移试剂1的制备具体为：在室温下，氮气氛围中，将双氯芳基碘化合物2溶解到有机溶剂中，再加入硝酸银，搅拌3
‑
8小时，过滤除去氯化银，得到浓缩的化合物4的溶液，加入适量水搅拌5
‑
30分钟即可得到硝酸酯基转移试剂1。
[0016]所述的有机溶剂为二氯甲烷；
[0017]所述的双氯芳基碘化合物2与硝酸银的摩尔比为1:2.5
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1:3.5；
[0018]水的用量为0.5升/摩尔化合物2。
[0019]所述的双氯芳基碘化合物2通过以下方法合成：以芳基碘类化合物3和次氯酸钠为原料，通过氧化反应即可得到双氯芳基碘化合物2，步骤如下：
[0020][0021]其中，R＝氢、卤素、烷基、烷氧羰基、酰基、芳基、三氟甲基、氰基、硝基或烷氧基。
[0022]所述的双氯芳基碘化合物2的合成方法具体如下：在室温下，将芳基碘类化合物3溶于有机溶剂中，搅拌情况下，再依次加入次氯酸钠、水和浓盐酸，搅拌反应0.5
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2小时，过滤、水洗、干燥即可双氯芳基碘化合物2。
[0023]所述的有机溶剂为乙腈，乙腈与水的体积比为1:1
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1:2。
[0024]以每摩尔芳基碘类化合物3计，所述的浓盐酸的用量为2升每摩尔；所述的次氯酸钠的用量为2升每摩尔，所述的次氯酸的浓度为10wt％。
[0025]本专利技术还提供一种硝酸酯基转移试剂的应用，将硝酸酯基转移试剂1作为硝酸酯
基的转移试剂，进行无金属催化的各类型有机物的硝酸酯化反应。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0027]1.本专利技术设计并合成了一种新型芳基非环三价碘硝酸酯基转移试剂，具有“碘
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氧
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碘”骨架的非环三价碘醚的结构，该类试剂以易得的芳基碘(如碘苯)为起始原料，经过两步反应、结晶即可以很高收率得到高纯度的产品，避免了柱层析，操作简便、合成高效。该试剂在发生反应时，给出硝酸酯基团后得到的芳基碘可以继续回收利用，绿色环保。可以克服传统上合成硝酸酯化合物的技术所具有的苛刻的反应条件、使用危险的试剂、繁琐危险的后处理和适用底物有限等缺陷。
[0028]2.本专利技术为向分子中高效地引入硝酸酯基官能团提供了一个新的途径，为芳基非环三价碘试剂和硝酸酯类化合物的大量合成和广泛应用提供了新方法，预期社会效益和经济效益显著。
[0029]3.本专利技术提供的芳基非环三价碘硝酸酯转移试剂稳定性好，反应活性高。纯品在室温下存放一年，仍有很好的反应效果，在氘代氯仿中存放一周才有少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硝酸酯基转移试剂，其特征在于，其结构如下：其中，R＝氢、卤素、烷基、烷氧羰基、酰基、芳基、三氟甲基、氰基、硝基或烷氧基。2.根据权利要求1所述的硝酸酯基转移试剂，其特征在于，所述的硝酸酯基转移试剂结构如下：其中，R＝氢、4
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氟、3
‑
氟、3
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氯、3
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溴、2
‑
溴、4
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甲基、4
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甲氧羰基、4
‑
乙氧羰基、4
‑
乙酰基、4
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苯基、4
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三氟甲基、4
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氰基、4
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硝基或4
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甲氧基。3.一种如权利要求1或2所述硝酸酯基转移试剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：以双氯芳基碘化合物2和硝酸银为原料，通过配体交换反应即可得到双硝酸芳基碘化合物4，双硝酸芳基碘化合物4水解得到硝酸酯基转移试剂1，反应式如下：其中，R＝氢、卤素、烷基、烷氧羰基、酰基、芳基、三氟甲基、氰基、硝基或烷氧基。4.根据权利要求3所述硝酸酯基转移试剂的制备方法，其特征在于，所述的硝酸酯基转移试剂1的制备具体为：在室温下，氮气氛围中，将双氯芳基碘化合物2溶解到有机溶剂中，再加入硝酸银，搅拌3
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8小时，过滤除去氯化银，得到浓缩的化合物4的溶液，加入适量水搅拌5

【专利技术属性】
技术研发人员：邓清海，成轩，殷权，江岭峰，
申请(专利权)人：上海师范大学，
类型：发明
国别省市：