含羧酸多氮唑化合物合成

含羧酸的多氮唑化合物合成摘要唑类化合物目前日益被关注，它无论在酸还是碱、或者是在氧化或还原条件下，都比较稳定。受Sharpless和Demko研究的启发,本论文利用丁二腈，2-氰基-1，4-吡嗪为原料，以氯化铵为催化剂，在N,N’-二甲基甲酰胺（DMF）溶液中分别与叠氮化钠反应，成功地合成出5,5’-(1,2-乙基)二四唑（1）、5-(2-吡嗪）四唑（3），并利用氯乙酸对5,5’-(1,2-乙基)二四唑和5-(2-吡嗪）四唑这两种四唑化合物进行了修饰，制备了它们的衍生物5,5’-(1,2-乙基)二四唑二乙酸（2）和5-(2-吡嗪）四唑-2-乙酸（4）。选择2-乙酰吡啶和2-羟基苯乙酮作为原料，分别与甲酰胺缩醛、水合肼反应，合成出3-（2-吡啶）吡唑（5）和2-（3-吡唑）苯酚（7）。然后选择氯乙酸对这两个化合物进行修饰，制备出它们的衍生物2-[3-（2-吡啶）-1-吡唑]乙酸（6）以及2-[3-（2-羟基苯基）-1-吡唑]乙酸（8）。利用红外光谱仪及熔点仪对所合成出的产物进行初步表征和分析。并通过X射线单晶衍射仪对化合物（1）、（2）、（6）、（7）进行了结构表征。化合物1的晶体数据：分子组成为C4H6N8,Mr=166.17,其晶体是单斜晶系，空间群为P21/c,a=5.2201(10)Å,b=22.090(4)Å,c=8.1690(16)Å,α(o)=90.00,β(o)=101.30(3),γ(o)=90.00，V=923.7(3)Å3,Z=18,T=291(2)K，Dcalcd.=1.392g.cm-3,μ=0.125mm-1,Ra=0.1158,wRb=0.3215。化合物2的晶体数据：分子组成为C8H10N8O4,Mr=282,其晶体是正交晶系，空间群为Pbca,a=6.4504(13)Å,b=11.877(2)Å,c=17.480(3)Å,α(o)=90.00，β(o)=90.00，γ(o)=90.00，V=1339.2(4)Å3,Z=1,T=291(2)K，Dcalcd.=1.549g.cm-3,μ=0.134mm-1,Ra=0.0904,wRb=0.2189。化合物6的晶体数据：分子组成为C10H9N3O2,Mr=203.2,其晶体是单斜晶系，空间群为P21/n,a=5.2201(10)Å,b=22.090(4)Å,c=8.1690(16)Å,α(o)=90.00,β(o)=101.30(3)，γ(o)=90.00，V=923.7(3)Å3,Z=4,T=291(2)K，Dcalcd.=1.461g.cm-3,μ=0.106mm-1,Ra=0.1125,wRb=0.3026。化合物7的晶体数据：分子组成为C9H8N2O,Mr=160.17,其晶体是正交晶系，空间群为P212121,a=5.7725(12)Å,b=9.7219(19)Å,c=14.766(3)Å,α(o)=90.00，β(o)=90.00，γ(o)=90.00，V=828.7(3)Å3,Z=4,T=291(2)K，Dcalcd.=1.284g.cm-3,μ=0.087mm-1,Ra=0.1237,wRb=0.2821。关键词：四唑吡唑合成SynthesisoftriazolecompoundscontainingcarboxylicacidAbstractZoles,anincreasinglypopularfunctionality,areextraordinarilystabletobothacidsandbases,aswellastooxidizingandreducingconditions.Reactionsofsuccinonitrile,2-cyano-1,4–pyrazineandsodiumazideinthesolutionofDMFrespectively,thenproduced5,5'-(1,2-ethyl)ditetrazole（1）,5-(2-pyrazine)tetrazole（3）.And,wealsoobtained3-(2-pyridyl)pyrazole（5）and2-(3-pyrazolyl)phenol（7）inthereactionsof2-acetylpyridineand2-hydroxyacetophenonewithformamideacetal,hydrazinehydrate.Intheotherhandweusechloroaceticacidtogivesomeornamentonthecompounds.Furthermore,weachievedtheirderivants5,5'-(1,2-ethyl)ditetrazolediacetate（2）,5-(2-pyrazine)tetrazole-2-aceticacid（4）,2-[3-(2-pyridyl)-1–pyrazolyl]aceticacid（6）,2-[3-(2-hydroxyphenyl)-1-pyrazolyl]aceticacid（8）.Thesecompounds,（1）,（2）,（6）and（7）,werestructurallycharacterizedbysingle-crystalX-raydiffraction.Crystaldatafor1:ThemolecularcompositionwasC4H6N8,Mr=166.17,Thecrystalismonocliniccrystal,spacegroup:P21/c,a=5.2201(10)Å,b=22.090(4)Å,c=8.1690(16)Å,α(o)=90.00,β(o)=101.30(3),γ(o)=90.00，V=923.7(3)Å3,Z=18,T=291(2)K,Dcalcd.=1.392g.cm-3,μ=0.125mm-1,Ra=0.1158,wRb=0.3215.Crystaldatafor2:ThemolecularcompositionwasC8H10N8O4,Mr=282,Thecrystalisorthorhombiccrystal,spacegroup:Pbca,a=6.4504(13)Å,b=11.877(2)Å,c=17.480(3)Å,α(o)=90.00，β(o)=90.00，γ(o)=90.00，V=1339.2(4)Å3,Z=1,T=291(2)K，Dcalcd.=1.549g.cm-3,μ=0.134mm-1,Ra=0.0904,wRb=0.2189.Crystaldatafor6:ThemolecularcompositionwasC10H9N3O2,Mr=203.2,Thecrystalismonocliniccrystal,spacegroup:P21/n,a=5.2201(10)Å,b=22.090(4)Å,c=8.1690(16)Å,α(o)=90.00，β(o)=101.30(3)，γ(o)=90.00，V=923.7(3)Å3,Z=4,T=291(2)K，Dcalcd.=1.461g.cm-3,μ=0.106mm-1,Ra=0.1125,wRb=0.3026.Crystaldatafor7:ThemolecularcompositionwasC9H8N2O,Mr=160.17,Thecrystalisorthorhombiccrystal,spacegroup:P212121,a=5.7725(12)Å,b=9.7219(19)Å,c=14.766(3)Å,α(o)=90.00，β(o)=90.00，γ(o)=90.00，V=828.7(3)Å3,Z=4,T=291(2)K，Dcalcd.=1.284g.cm-3,μ=0.087mm-1,Ra=0.1237,wRb=0.2821.Keywords:Tetrazole;Pyrazole;Synthesis目录1.引言…………………………………………………………………………11.1取代唑衍生物的合成……………………………………………………………11.1.15-取代-1H-四唑……………………………………………………………11.1.21,5-二取代-四唑……………………………………………………………31.1.32,5-二取代-四唑……………………………………………………………51.1.4吡唑衍生物的合成………………………………………………………………51.2唑类化合物的应用…………………………………………………………61.2.1四唑杂环衍生物的应用……………………………………………………………61.2.2吡唑杂环衍生物的应用……………………………………………………………62.原理及实验部分………………………………………………………………82.1主要实验仪器和原料………………………………………………………82.1.1实验仪器…………………………………………………………………82.1.2主要原料及物理性质………………………………………………………82.2唑类有机化合物的合成…………………………………………………82.2.15,5’-(1,2-乙基)二四唑及其衍生物的合成………………………………82.2.25-(2-吡嗪)四唑及其衍生物的合成……………………………………102.2.33-（2-吡啶）-1-吡唑及其衍生物的合成…………………………………122.2.42-（3-吡唑）苯酚及其衍生物的合成…………………………………143.实验结果与讨论………………………………………………………………16.3.15,5’-(1,2-乙基)二四唑及其衍生物的图谱分析……………………………163.1.15,5’-(1,2-乙基)二四唑的红外光谱分析……………………………………163.1.25,5’-(1,2-乙基)二四唑的晶体结构分析……………………………………163.1.35,5’-(1,2-乙基)二四唑二乙酸的红外光谱分析………………………………173.1.45,5’-(1,2-乙基)二四唑二乙酸晶体结构分析………………………………183.25-(2-吡嗪）四唑及其衍生物的红外光谱分析…………………………………183.2.15-(2-吡嗪）四唑的红外光谱分析…………………………………………183.2.25-(2-吡嗪）四唑的晶体图…………………………………………………193.2.35-(2-吡嗪）四唑-2-乙酸的红外光谱分析…………………………………193.2.45-(2-吡嗪）四唑-2-乙酸的晶体图………………………………………203.33-（2-吡啶）-1-吡唑及其衍生物的谱图分析…………………………………203.3.13-（2-吡啶）-1-吡唑的红外光谱分析……………………………………203.3.22-[3-（2-吡啶）-1-吡唑]乙酸的红外光谱分析………………………………213.3.32-[3-（2-吡啶）-1-吡唑]乙酸晶体结构分析………………………………223.42-（3-吡唑）苯酚及其衍生物的谱图分析………………………………………233.4.12-（3-吡唑）苯酚的红外光谱分析…………………………………………233.4.22-（3-吡唑）苯酚的晶体结构分析…………………………………………233.4.32-[3-（2-羟基苯基）-1-吡唑]乙酸的红外光谱分析…………………………24结语……………………………………………………………………………25致谢……………………………………………………………………………26参考文献………………………………………………………………………2711引言杂环化合物是包含一种或一种以上的杂原子的环状化合物。杂环化合物的数目和种类众多，几乎占全部有机化合物的三分之二，是有机化合物的一个重要的组成部分。分布在自然界的半数以上的化合物都含有杂环体系。例如，几乎所有植物中的生物碱如吗啡碱和奎宁碱，都属于杂环化合