一種高效高穩(wěn)定性的水相點(diǎn)擊反應(yīng)催化劑的合成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高效高穩(wěn)定性的水相點(diǎn)擊反應(yīng)催化劑的合成方法。通過多步有機(jī)反應(yīng)合成水溶性多齒三唑配體，并進(jìn)一步與銅鹽配位形成一價(jià)銅催化劑。由于其特殊和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，其具有水溶性好，可以穩(wěn)定存在于空氣中，催化效率高，在酸性或堿性環(huán)境下均可使用，可以有效抵抗伯胺或者鹵素離子類干擾等特點(diǎn)。其在橫跨數(shù)個(gè)學(xué)科的諸多領(lǐng)域，例如水溶性聚合物的設(shè)計(jì)合成與修飾，組合化學(xué)，表面修飾，藥物化學(xué)以及分子生物學(xué)都將有巨大的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種高效高穩(wěn)定性的水相點(diǎn)擊反應(yīng)催化劑的合成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種催化劑的合成方法，具體涉及一種點(diǎn)擊反應(yīng)催化劑的合成方法， 特別涉及一種高穩(wěn)定性的，適用于水相的Cu(I)催化疊氮與端炔的點(diǎn)擊反應(yīng)催化劑的合成 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] Cu(I)催化疊氮與端炔的點(diǎn)擊反應(yīng)是最著名且最有代表性的點(diǎn)擊反應(yīng)之一，屬于 一種1，3偶極環(huán)加成反應(yīng)。因?yàn)槠浞磻?yīng)條件溫和，反應(yīng)受干擾較少，反應(yīng)選擇性高并且反應(yīng) 效率高，在化學(xué)的各個(gè)分支幾乎都有廣泛的應(yīng)用。其最主要的應(yīng)用集中在聚合物的設(shè)計(jì)和 修飾，表面修飾，分子標(biāo)記和藥物組合化學(xué)等領(lǐng)域。這類反應(yīng)催化劑的使用方式分為兩類， 第一類最先由Meldal提出，即直接使用一價(jià)銅鹽，并加入合適的配體促進(jìn)反應(yīng)；第二類最 先由Sharpless提出，即使用二價(jià)銅鹽前體，加入還原劑原位生成一價(jià)銅來催化反應(yīng)的進(jìn) 行。在他們的工作發(fā)表之后，改進(jìn)該點(diǎn)擊反應(yīng)的催化劑的工作一直在進(jìn)行，并主要集中在改 進(jìn)其配體上。到目前為止，一系列配體得到開發(fā)，有效地提高了反應(yīng)速率以及一價(jià)銅的穩(wěn)定 性。
[0003] 但目前已存在的催化劑仍存在一系列的問題，比如需要引入大量的還原劑，需要 引入大量的配體，需要在惰性環(huán)境下進(jìn)行以及會(huì)受到氨基或鹵離子影響反應(yīng)活性等。此外， 大多數(shù)催化劑適用于有機(jī)相反應(yīng)，專用于水相的催化劑數(shù)量并不多。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種高效高穩(wěn)定性的水相點(diǎn)擊反應(yīng)催化劑的合 成方法，尤其提供一種在空氣中穩(wěn)定的，且水溶性極佳的，適用于水相的Cu(I)催化疊氮與 端炔的點(diǎn)擊反應(yīng)催化劑的合成方法。該催化劑有效的避免了傳統(tǒng)催化劑的缺點(diǎn)，并且具有 很高的催化反應(yīng)活性，在水溶性聚合物的合成與修飾，組合化學(xué)，表面修飾，藥物化學(xué)以及 分子生物學(xué)領(lǐng)域都將有巨大的應(yīng)用前景。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] -種高效高穩(wěn)定性的水相點(diǎn)擊反應(yīng)催化劑的合成方法，該催化劑具有式（IV )所 示的結(jié)構(gòu)，
[0007]

【權(quán)利要求】
1. 一種高效高穩(wěn)定性的水相點(diǎn)擊反應(yīng)催化劑的合成方法，該催化劑具有式（IV)所示 的結(jié)構(gòu)，
步驟如下： (1) 向三甲基硅乙炔的四氫呋喃溶液中加入濃度為2. 4mol/L的正丁基鋰溶液，-40- -100°C攪拌反應(yīng)1 - 10h ; 所述的三甲基硅乙炔與正丁基鋰溶液的體積比為（2-10) :(5-25); (2) 向步驟（1)所得溶液加入式（I )所示化合物，-30 - -KKTC反應(yīng)2 - 20h ;反應(yīng)結(jié) 束后，使用氯化銨飽和溶液淬滅反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物使用乙醚萃取，將有機(jī)相干燥后濃縮，經(jīng)過 柱分離，得到式（II)所示化合物； 式（I )所示化合物與步驟（1)所述三甲基硅乙炔的體積比為（0.2-2) :(2-10);
(3) 將式（II)所示化合物溶于甲醇，加入碳酸鉀，5 - 50°C反應(yīng)2 - 20h ;反應(yīng)結(jié)束后，去 除碳酸鉀，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮溶液，得濃縮液；所述的式（Π )所示化合物與碳酸鉀的質(zhì)量比為 (0.2-1) ：(1-5)； (4) 將步驟（3)所得濃縮液溶于水，加入3-疊氮丙醇，加入硫酸銅和抗壞血酸鈉，室溫 反應(yīng)4 - 40h ;反應(yīng)結(jié)束后，用二氯甲烷洗滌反應(yīng)溶液，將水相溶液濃縮，經(jīng)過柱分離得到式 (III)所示化合物；所述的3-疊氮丙醇與步驟（3)中所述的式（II)所示化合物的質(zhì)量比為 (0. 2 - 2) : (0. 1 - 1);所述的硫酸銅、抗壞血酸鈉和3-疊氮丙醇的質(zhì)量比為（0. 02 - 0. 2): (0. 05 - 0. 5) ： (0. 2-2)；
(5)將式（III)所示化合物溶于甲醇中，加入氯化亞銅，20-40°C攪拌反應(yīng)1 - lOh后將 產(chǎn)物滴到乙醚中，過濾，甲醇或水洗滌，干燥，即得到式（IV )所示化合物； 所述的式（III)所示化合物與氯化亞銅的質(zhì)量比為（〇. 1 - 1) : (〇. 01 - 〇. 2)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效高穩(wěn)定性的水相點(diǎn)擊反應(yīng)催化劑的合成方法，其特征在 于，步驟⑴中所述的三甲基硅乙炔的四氫呋喃溶液的濃度為4-12wt%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效高穩(wěn)定性的水相點(diǎn)擊反應(yīng)催化劑的合成方法，其特征在 于，步驟⑴中所述的三甲基硅乙炔與正丁基鋰溶液的體積比為（4-8) :(10-20)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效高穩(wěn)定性的水相點(diǎn)擊反應(yīng)催化劑的合成方法，其特征在 于，步驟（1)中反應(yīng)溫度為-60--80°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效高穩(wěn)定性的水相點(diǎn)擊反應(yīng)催化劑的合成方法，其特征 在于，步驟（2)中式（I )所示化合物與步驟（1)所述三甲基硅乙炔的體積比為（0.4-1): (5-10)，反應(yīng)溫度為-40--80°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效高穩(wěn)定性的水相點(diǎn)擊反應(yīng)催化劑的合成方法，其特征 在于，步驟（3)中反應(yīng)溫度為30 - 40°C，所述的式（II)所示化合物與碳酸鉀的質(zhì)量比為 (0· 4 - 0· 8) : (2-4)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效高穩(wěn)定性的水相點(diǎn)擊反應(yīng)催化劑的合成方法，其特征 在于，步驟（4)中所述的3-疊氮丙醇與步驟（3)中所述的式（II)所示化合物的質(zhì)量比為 (1-2) : (0· 5 - 0· 8)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效高穩(wěn)定性的水相點(diǎn)擊反應(yīng)催化劑的合成方法，其特 征在于，步驟（4)中所述的硫酸銅、抗壞血酸鈉和3-疊氮丙醇的質(zhì)量比為（0.05-0. 1): (0· 1-0. 2) : (1 - 2);反應(yīng)溫度為室溫。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效高穩(wěn)定性的水相點(diǎn)擊反應(yīng)催化劑的合成方法，其特征在 于，步驟（5)中所述的式（III)所示化合物與氯化亞銅的質(zhì)量比為（0· 4-1) : (0· 05 - 0· 1)。
【文檔編號】B01J31/22GK104084237SQ201410345760
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】譚業(yè)邦, 陳浩, 侯勝珍, 馬海俐 申請人:山東大學(xué)