本發(fā)明屬于有機(jī)化合物合成，具體為一種一鍋法合成n-烷基取代3,5-二甲基吡唑類化合物的方法。

背景技術(shù)：

1、含氮雜環(huán)有機(jī)物在農(nóng)藥及生物醫(yī)藥研究領(lǐng)域占有不可或缺的重要位置，因此受到許多科學(xué)家的關(guān)注。吡唑類是具有芳香性的五元含氮雜環(huán)化合物，而3，5-二甲基吡唑作為最簡(jiǎn)單的吡唑類化合物之一，該物質(zhì)可用作醫(yī)藥化學(xué)中間體和化工生產(chǎn)基礎(chǔ)原料，還可用于制備新型的有機(jī)半導(dǎo)體材料、光電材料等。因此，3,5-二甲基吡唑衍生物的制備在合成占據(jù)著重要的研究地位。

2、傳統(tǒng)制備3,5-二甲基吡唑衍生物的方法主要是利用肼的鹽酸鹽和乙酰丙酮為原料，通過knorr縮合反應(yīng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)物的制備。在該knorr縮合反應(yīng)中，肼的鹽酸鹽和乙酰丙酮可能生成其他副產(chǎn)物，如單烷基化或雙烷基化產(chǎn)物，影響目標(biāo)產(chǎn)物的純度和收率。并且反應(yīng)通常需要高溫和長(zhǎng)時(shí)間，增加了能耗和操作難度，且可能導(dǎo)致原料或產(chǎn)物分解。此外，由于肼類化合物的來(lái)源受限，限制了衍生物的多樣性；反應(yīng)后混合物復(fù)雜，目標(biāo)產(chǎn)物的分離和純化步驟繁瑣，可能需要多次重結(jié)晶或柱層析，增加了成本和時(shí)間。

3、因此，傳統(tǒng)方法制備3,5-二甲基吡唑衍生物具有一定的局限性，我們還需要對(duì)其進(jìn)行研究，以便找到新的方法克服以上問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種一鍋法制備n-烷基取代的3,5-二甲基吡唑類化合物的方法。該方法使用常見的可見光作為光源，穩(wěn)定易于制備的五三異丙基苯甲酸鈰鈉復(fù)合物作為催化劑，實(shí)現(xiàn)伯醇的去羥甲基化和肼化反應(yīng)；結(jié)合boc脫保護(hù)和knorr雜環(huán)縮合反應(yīng)，通過一鍋法三步反應(yīng)最終高效合成n-烷基取代的3,5-二甲基吡唑類化合物。該方法反應(yīng)條件溫，醇原料易得，且鈰催化劑穩(wěn)定，可進(jìn)行克級(jí)規(guī)模制備，僅需一步分離和提純，即可有效實(shí)現(xiàn)n-烷基取代的3,5-二甲基吡唑類化合物的衍生化，為含氮雜環(huán)有機(jī)物的制備提供一定的參考價(jià)值。

2、為了實(shí)現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：

3、一種一鍋法合成n-烷基取代3,5-二甲基吡唑類化合物的方法，其反應(yīng)式如下：

4、

5、進(jìn)一步的，以上所述的一種一鍋法合成n-烷基取代3,5-二甲基吡唑類化合物的方法，包括以下步驟：

6、第一步：去羥甲基肼化，以烷基甲醇和偶氮二甲酸二叔丁酯(dbad)為原料，加入鈰催化劑和有機(jī)溶劑，攪拌均勻，光照條件下反應(yīng)一定時(shí)間，得到n-烷基取代3,5-二甲基吡唑的前體；

7、第二步：boc脫保護(hù)，將第一步得到的反應(yīng)體系旋干，加入鹽酸甲醇溶液進(jìn)行反應(yīng)；

8、第三步：knorr雜環(huán)縮合，將第二步得到的反應(yīng)體系旋干，加入乙酰丙酮、三乙胺和甲醇進(jìn)行反應(yīng)，得n-烷基取代3,5-二甲基吡唑類化合物。

9、進(jìn)一步的，在所述的一種一鍋法合成n-烷基取代3,5-二甲基吡唑類化合物的方法的第一步中，反應(yīng)的有機(jī)溶劑為乙腈、芐腈(bncn)、氯苯、三氟甲苯、n，n-二甲基甲酰胺(dmf)、丙酮和二氯甲烷中的任意一種；更優(yōu)選為乙腈。

10、進(jìn)一步的，在所述的一種一鍋法合成n-烷基取代3,5-二甲基吡唑類化合物的方法的第一步中，鈰催化劑為五三異丙基苯甲酸鈰(iv)鈉復(fù)合物(ce(tripco2)5na)。

11、進(jìn)一步的，在所述的一種一鍋法合成n-烷基取代3,5-二甲基吡唑類化合物的方法的第一步中，烷基甲醇包括但不限于環(huán)己基甲醇、環(huán)庚基甲醇、1-(甲基環(huán)己基)甲醇、3-環(huán)己烯-1-甲醇、二環(huán)[2.2.1]庚-2-基甲醇、3-羥基-1-金剛烷甲醇、苯乙醇、4-溴苯乙醇、4-(2-羥乙基)苯甲酸甲酯、2-(4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼雜環(huán)戊烷-2-基)苯基)乙醇、2-(苯并呋喃-5-基)乙醇、2-(苯并[b]噻吩-3-基)乙醇等；各結(jié)構(gòu)式如下所示：

12、

13、進(jìn)一步的，在所述的一種一鍋法合成n-烷基取代3,5-二甲基吡唑類化合物的方法的第一步中，烷基甲醇與偶氮二甲酸二叔丁酯的摩爾比為1:1.0-5.0，比如具體可為1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:5，更優(yōu)選為1：1.5或者1:5；烷基甲醇與鈰催化劑摩爾比為1:0.01-0.06，比如具體可為1:0.01、1:0.02、1:0.03、1:0.04、1:0.05、1:0.06，更優(yōu)選為1:0.06。烷基甲醇的物質(zhì)的量(毫摩爾)與有機(jī)溶劑的體積(毫升)比為1:5.0-25.0。比如具體可為1:5.0、1:10.0、1:15.0、1:20.0、1:25.0，更優(yōu)選為1:10.0。

14、進(jìn)一步的，在所述的一種一鍋法合成n-烷基取代3,5-二甲基吡唑類化合物的方法的第一步中，第一步光照條件中的光源為可見光，更優(yōu)選采用400nm?leds，光功率為2.5w；光照條件下反應(yīng)的時(shí)間為6-24小時(shí)，具體可為6h、10h、14h、18h、24h等，更優(yōu)選為18h或者24h。

15、進(jìn)一步的，在所述的一種一鍋法合成n-烷基取代3,5-二甲基吡唑類化合物的方法的第二步中，鹽酸甲醇溶液的濃度為4mol/l，其用量為烷基甲醇的40倍當(dāng)量；反應(yīng)溫度為40℃，反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)。

16、進(jìn)一步的，在所述的一種一鍋法合成n-烷基取代3,5-二甲基吡唑類化合物的方法的第三步中，乙酰丙酮的用量為烷基甲醇的3倍當(dāng)量；三乙胺用量為為烷基甲醇的1倍當(dāng)量；反應(yīng)溫度為40℃，反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)。

17、優(yōu)選的，上述的一種一鍋法合成n-烷基取代3,5-二甲基吡唑類化合物的方法，該方法還包括第四步，即分離提純步驟。

18、優(yōu)選的，所述分離提純步驟的具體操作為：待第三步的反應(yīng)完成后，將混合物用水和乙酸乙酯分別萃取1次；合并有機(jī)相，用無(wú)水na2so4干燥，并進(jìn)一步減壓蒸餾出去溶劑得到粗產(chǎn)品；粗產(chǎn)品再通過柱層析分離得n-烷基取代3，5-二甲基吡唑類化合物。

19、本發(fā)明保護(hù)采用以上所述的方法制備的n-烷基取代3,5-二甲基吡唑類化合物，其純度高。

20、進(jìn)一步的，五三異丙基苯甲酸鈰鈉復(fù)合物[ce(tripco2)5na]的制備方法，步驟如下：將硝酸鈰銨can(2.74g，5mmol)、2,4,6-三異丙基苯甲酸t(yī)ripco2h(12.42g，50mmol)和磷酸鈉(8.20g，50mmol)平均分成至n2氛圍下的10個(gè)40ml小瓶中，以獲得更好的攪拌和熱轉(zhuǎn)移效率，每個(gè)小瓶中加入20ml乙腈。隨后在50℃下加熱3小時(shí)，過濾得濾液。濾液在一個(gè)充滿氮?dú)獾氖痔紫渲袚]發(fā)，將形成的ce(tripco2)5na結(jié)合，得到了棕紅色晶體(4.36g，總收率為62％)。

21、本發(fā)明在光照條件下利用的五三異丙基苯甲酸鈰鈉復(fù)合物催化劑，用于制備n-烷基取代的3,5-二甲基吡唑類化合物中的應(yīng)用，產(chǎn)率較高，三步反應(yīng)結(jié)束之后最高可達(dá)82％。

22、與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

23、(一)、本發(fā)明使用原料易得的醇作為原料，并且反應(yīng)條件溫和，僅需光照即可實(shí)現(xiàn)醇的去羥甲基和肼化反應(yīng)，拓寬了肼衍生物的來(lái)源。

24、(二)、本發(fā)明使用空氣穩(wěn)定ce(tripco2)5na作光催化劑，并且可大規(guī)模制備。該催化劑金屬原料為稀土金屬鈰，可以實(shí)現(xiàn)稀土金屬元素的有效利用。

25、(三)、本發(fā)明采用一鍋法反應(yīng)，且僅需要一次分離和提純，且操作簡(jiǎn)單，適用n-烷基取代3，5-二甲基吡唑類化合物的快速合成。