專利名稱：一種固體酸催化劑及其催化合成5-取代四氮唑的方法
技術領域：
本發明涉及一種5-取代四氮唑的合成方法，特別涉及一種固體酸催化劑催化合 成5-取代四氮唑的方法。
背景技術：
四氮唑類化合物是有機合成的重要中間體，可用來合成醫藥、農藥、感光材料及工 業用的發泡劑等產品。5-取代四氮唑具有顯著的生物活性，常用于頭孢菌素類抗生素、血管 緊張素受體抑制劑及抗腫瘤藥物等的修飾改造，近年來四氮唑類化合物在醫藥領域的應用 越來越多，并且有著良好的發展前景。5-取代四氮唑的合成方法有很多，利用腈類化合物與疊氮化鈉在以醇(如正丁 醇、異丙醇)作溶劑、酸(如冰乙酸)作催化劑的條件下合成四氮唑類化合物是最經典的方 法，但該法只適用于合成結構簡單的四氮唑。將溶劑改換為非質子型溶劑(如DMF、DMAC)， 用無機鹽或有機鹽(如NH4C1、ZnCl2, Et3N · HCl)作催化劑，腈類化合物與疊氮化鈉反應可 以制備出結構復雜的帶有芳香基的四氮唑類衍生物，但與上述反應相同，該反應速度較慢， 反應時間長(需要幾天)，且易產生有毒易爆的HN3、NH4N3等。亦有文獻報道采用有機錫催 化，在芳香烴溶劑中合成含有多官能團的四氮唑衍生物，但副產物多，目標產物難以完全分 離、產率低，后處理繁瑣，并且錫化合物價格高、毒性大。

發明內容
本發明目的是提供一種固體酸催化合成5-取代四氮唑的方法，固體酸催化劑制 備簡單、活性高、易分離，且不污染環境；本發明工藝簡單，易于操作，產品收率高，生產成本 低，對環境友好，適宜工業化生產。本發明采用的技術方案是一種固體酸催化劑，所述固體酸催化劑是以硫酸氫鹽為活性成分，以Si02、ZnO, TiO2, ZrO2, !^e2O3、硅藻土或活性炭為載體；所述的固體酸催化劑活性組分擔載量為5 50wt % ；所述硫酸氫鹽為硫酸氫銨、硫酸氫鈉或硫酸氫鉀。所述的載體優選為Si02、ZnO或Fii2O3，更優選為加0。所述的活性組分擔載量優選為10 30 %。所述硫酸氫鹽優選為硫酸氫鈉。本發明一種所述的固體酸催化劑的制備方法，所述的方法按如下步驟進行(1) 將載體在400 600°C焙燒3 他，獲得預處理載體；(2)將預處理載體浸沒于3. 5 60% 的硫酸氫鹽水溶液中，于20 30°C下浸漬3 他，然后在60 100°C攪拌1 汕，再于 100 200°C下干燥12 Mh，即得所述的固體酸催化劑；所述的固體酸催化劑活性組分擔 載量為5 50wt% ；所述的固體酸催化劑載體為Si02、Zn0、Ti02、Zr02、Fe203、硅藻土或活性 炭，所述硫酸氫鹽為硫酸氫銨、硫酸氫鈉或硫酸氫鉀。所述的步驟( 中，所述的硫酸氫鹽水溶液的體積用量以載體的質量計為1. 55 2.06mL/g。所述的硫酸氫鹽水溶液的質量濃度優選為3. 5 48. 5 %，更優選為7. 2 24. 6%。進一步，本發明一種利用所述的固體酸催化合成式(I)所示的5-取代四氮唑的方 法，所述的方法為以式(II)所示腈類化合物、疊氮化鈉為原料，以所述的固體酸催化劑為 催化劑，在有機溶劑中于120 160°C反應8 72h，反應液經后處理制得5-取代四氮唑； 有機溶劑為下列一種或兩種以上任意比例的混合二甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲 基乙酰胺或二甲基亞砜；
權利要求
1.一種固體酸催化劑，所述固體酸催化劑是以硫酸氫鹽為活性成分，以Si02、ZnO, TiO2, ZrO2, !^e2O3、硅藻土或活性炭為載體；所述的固體酸催化劑活性組分擔載量為5 50wt% ；所述硫酸氫鹽為硫酸氫銨、硫酸氫鈉或硫酸氫鉀。
2.如權利要求1所述的固體酸催化劑，其特征在于所述的載體為Si02、ZnO或F%03。
3.—種如權利要求1所述的固體酸催化劑的制備方法，其特征在于所述的方法按如下 步驟進行(1)將載體在400 60(TC焙燒3 6h，獲得預處理載體；(2)將預處理載體浸 沒于質量濃度3. 5 60%的硫酸氫鹽水溶液中，于20 30°C下浸漬3 他，然后在60 100°C攪拌1 3h，再于100 200°C下干燥12 Mh，即得所述的固體酸催化劑；所述的 固體酸催化劑活性組分擔載量為5 50wt% ；所述的固體酸催化劑載體為Si02、ai0、Ti02、、！^e2O3、硅藻土或活性炭，所述硫酸氫鹽為硫酸氫銨、硫酸氫鈉或硫酸氫鉀。
4.如權利要求1或3所述的固體酸催化劑，其特征在于所述的步驟(2)中，所述的硫酸 氫鹽水溶液的體積用量以載體的質量計為1. 55 2. 06mL/g。
5.一種利用如權利要求1所述的固體酸催化合成式(I)所示的5-取代四氮唑的方法， 其特征在于所述的方法為以式(II)所示腈類化合物、疊氮化鈉為原料，以所述的固體酸 催化劑為催化劑，在有機溶劑中于120 160°C反應8 72h，反應液經后處理制得5-取代 四氮唑；有機溶劑為下列一種或兩種以上任意比例的混合二甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、N， N-二甲基乙酰胺或二甲基亞砜；
6.如權利要求5所述的5-取代四氮唑的合成方法，其特征在于所述的腈類化合物、疊 氮化鈉投料物質的量之比為1 1 2，所述的腈類化合物與固體酸催化劑物質的量比為 1 0. 05 0. 3。
7.如權利要求5所述的5-取代四氮唑的合成方法，其特征在于所述的有機溶劑體積用 量以腈類化合物質量計為5 10mL/g。
8.如權利要求5所述的5-取代四氮唑的合成方法，其特征在于所述的所述的腈類化合 物為4'-溴甲基-2-氰基聯苯或(S)-N-戊酰基-3-{[2-氰基聯苯-4-基]甲基}纈氨酸 甲酯。
9.如權利要求5所述的5-取代四氮唑的合成方法，其特征在于所述的后處理為將 反應液冷卻至室溫，離心或過濾除去不溶物，濾液中加入乙酸乙酯和鹽酸劇烈攪拌20 60min，再用乙酸乙酯萃取，有機相依次用飽和食鹽水和水洗滌，洗滌后的有機相用干燥劑 干燥，過濾，濾液減壓蒸除有機溶劑，殘余物再加入重結晶溶劑重結晶，制得5-取代四氮唑，所述重結晶溶劑為丙酮或乙酸乙酯。
10.如權利要求5所述的5-取代四氮唑的合成方法，其特征在于所述的方法按照以下 步驟進行將腈類化合物、疊氮化鈉按照物質的量之比1 1.2 2.0、腈類化合物與固體 酸催化劑物質的量之比1 0.15 0.25投料，再加入有機溶劑，在120 160°C反應8 72h，薄層色譜跟蹤反應，反應結束，將反應液冷卻，離心或過濾除去不溶物，濾液中加入乙 酸乙酯和4mol/mL鹽酸劇烈攪拌20 60min，再用乙酸乙酯萃取，有機相依次用飽和食鹽水 和水洗滌，洗滌后的有機相用干燥劑干燥，過濾，濾液減壓蒸除有機溶劑，殘余物再加入重 結晶溶劑重結晶，制得5-取代四氮唑，所述重結晶溶劑為丙酮或乙酸乙酯。
全文摘要
本發明公開了一種固體酸催化劑，所述固體酸催化劑是以硫酸氫鹽為活性成分，以SiO2、ZnO、TiO2、ZrO2、Fe2O3、硅藻土或活性炭為載體；所述的固體酸催化劑活性組分擔載量為5～50wt％；所述硫酸氫鹽為硫酸氫銨、硫酸氫鈉或硫酸氫鉀；所述的固體酸催化合成5-取代四氮唑的方法以腈類化合物、疊氮化鈉為原料，以固體酸為催化劑，在有機溶劑中于120～160℃反應8～72h，反應液經后處理制得5-取代四氮唑；本發明所使用的固體酸催化劑，使用條件較溫和且活性較高，該催化劑制備簡單、不污染環境；本發明5-取代四氮唑的合成工藝簡單安全，易于操作，收率高，環境友好，適宜工業化生產。
文檔編號B01J27/055GK102145297SQ201110032549
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月29日 優先權日2011年1月29日
發明者方建兵, 李細英, 盛金火, 范青明, 趙海龍 申請人:浙江金立源藥業有限公司