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基本信息
- 項目名稱：
- 異硒氰酸酯參與硒氮、氧氮雜環(huán)化合物的合成研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 首先以異硒氰酸酯為底物高選擇性合成具有潛在藥理活性的新穎結(jié)構(gòu)化合物硒唑酮及硒二嗪酮；其次開發(fā)了一種異硒氰酸酯參與的脫硒反應(yīng)，用于合成氧氮雜環(huán)，克服了傳統(tǒng)方法的不足。
- 詳細介紹：
- （1）以異硒氰酸酯為原料，與肼、氯乙酸乙酯或氯乙酰氯一鍋法反應(yīng)，選擇性合成五元含硒雜環(huán)2-亞胺基-1,3-硒唑-4-酮和六元含硒雜環(huán)2-芳胺基-1,3,4-硒二嗪-5-酮；（2）以異硒氰酸酯為原料，分別與酰肼、鄰氨基苯甲酸反應(yīng)，經(jīng)氧化脫硒合成2-氨基-1,3,4-噁二唑、2-氨基苯并-1,3-噁嗪-4-酮。
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計目的：（1）開發(fā)一條選擇性合成五元、六元含硒雜環(huán)的簡便方法，豐富含硒雜環(huán)化合物種類，為生物活性物質(zhì)篩選提供候選；（2）開發(fā)一種綠色、高效、簡便的方法合成2-氨基-1,3,4-噁二唑和2-氨基苯并-1,3-噁嗪-4-酮，克服傳統(tǒng)方法的不足；（3）進一步完善異硒氰酸酯參與脫硒反應(yīng)合成雜環(huán)化合物的系統(tǒng)性研究。 本作品的設(shè)計思路：（1）以異硒氰酸酯為原料，與肼、氯乙酸乙酯或氯乙酰氯一鍋法反應(yīng)，選擇性合成五元含硒雜環(huán)2-亞胺基-1,3-硒唑-4-酮和六元含硒雜環(huán)2-芳胺基-1,3,4-硒二嗪-5-酮；（2）以異硒氰酸酯為原料，分別與酰肼、鄰氨基苯甲酸反應(yīng)，經(jīng)氧化脫硒合成2-氨基-1,3,4-噁二唑、2-氨基苯并-1,3-噁嗪-4-酮。 本作品的創(chuàng)新點：（1）首次選擇性合成全新結(jié)構(gòu)的五元或六元含硒雜環(huán)；（2）首次系統(tǒng)性的研究脫硒反應(yīng)在雜環(huán)化合物合成中的應(yīng)用。 技術(shù)關(guān)鍵：反應(yīng)條件的優(yōu)化。 主要技術(shù)指標(biāo)：收率、純度、成本等。
科學(xué)性、先進性
- 本作品第一部分的先進性：合成的含硒雜環(huán)化合物為全新結(jié)構(gòu)化合物，且該方法可以高選擇性的合成五元或六元含硒雜環(huán)。 本作品第二部分的先進性：（1）反應(yīng)條件溫和，無需脫硒試劑，僅需在適當(dāng)溶劑如DMF或乙醇中加熱反應(yīng)；（2）底物適應(yīng)性好，收率能達到85-95%；（3）硒粉可以方便的回收利用，回收率93-95%；（4）后處理簡單，無需柱層析，僅需簡單的重結(jié)晶。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 本作品前期工作已取得成果為SCI論文兩篇：（1）Yuanyuan Xie.; Fan Zhang.; Jianjun Li; Xiangjun Shi. Novel synthesis of 2-aminobenzimidazoles from isoselenocyanates，Synlett, 2010, 901-904；(2) Yuanyuan Xie; Fan Zhang; Xiaodong Cheng. An effcient synthesis of 2-aminobenzoxazoles and 2-aminobenzothiazazoles from 2-aminophenols or 2-aminothiophenols and isoselenocyanates. Heterocycles 2010, 81, 2087-2096. 本作品直接涉及成果為已發(fā)表SCI論文一篇： Yuanyuan Xie; Junli Liu; Jianjun Li. Selective synthesis of novel 2-imino-1,3-selenazolidin-4-ones and 2-amino-1,3,4-selenadiazin-5-ones from isoselenocyanates. Tetrahedron Lett. 2011, 52 (8), 932-935. 審稿中一篇： Yuanyuan Xie; Junli Liu; Ping Yang; Xiangjun Shi; Jianjun Li. Synthesis of 2-Amino-1,3,4-oxadiazoles from Isoselenocyanates via Cyclodeselenization. Submitted to Tetrahedron. 申請專利一項：CN201110120521.7
作品所處階段
- 完成
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 磁盤、圖片
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 技術(shù)特點和優(yōu)勢：（1）原料異硒氰酸酯具有合成簡便、低毒、安全、相對穩(wěn)定、易于保存等優(yōu)點；（2）采用一鍋法反應(yīng)，避免不穩(wěn)定中間體硒脲的分離，大大簡化了反應(yīng)操作，提高了反應(yīng)收率，并通過反應(yīng)條件的控制，高選擇性合成全新結(jié)構(gòu)五元或六元含硒雜環(huán)；（3）相比于傳統(tǒng)的脫水反應(yīng)、脫硫反應(yīng)，脫硒法具有收率更高(85-96%)、反應(yīng)條件更溫和、無需脫硒試劑、后處理簡單、硒粉可回收利用等優(yōu)點。 應(yīng)用前景：（1）豐富了硒雜環(huán)化合物的種類，由于含硒雜環(huán)化合物具有廣泛的生物活性，該法為活性化合物的篩選提供了新的候選物；（2）由于2-氨基-1,3,4-噁二唑和2-氨基苯并噁嗪酮是許多活性物質(zhì)或藥物的關(guān)鍵組成單元，該方法的成功開發(fā)，為合成種類繁多的活性物質(zhì)和藥物提供了一個相當(dāng)好的選擇；利用脫硒反應(yīng)還可以高效簡便的合成本作品所述化合物之外的更多雜環(huán)化合物，由于脫硒反應(yīng)的特點，我們可以預(yù)見，應(yīng)用該法合成活性物質(zhì)及藥物將降低生產(chǎn)成本，且對環(huán)境更加友好。
同類課題研究水平概述
- 異硒氰酸酯于20世紀(jì)中期被開發(fā)出來，是一種低毒、穩(wěn)定、易于合成、反應(yīng)性高的有機硒試劑，已廣泛應(yīng)用于硒唑、硒嗪、硒唑酮、硒嗪酮、環(huán)噁硒烷等硒氮、硒氧雜環(huán)化合物的合成。 硒元素由瑞典化學(xué)家于1818年發(fā)現(xiàn)，是動物及人體必需微量元素，隨著人類對其生物作用的認識不斷深入，有機硒藥物的開發(fā)也越來越受到重視。許多硒雜環(huán)、硒醚、二硒醚、硒氰等有機硒化合物具有良好的抗氧化、抗炎、抗腫瘤及免疫調(diào)節(jié)的作用。其中依布硒、硒唑呋喃、苯基氨乙基硒等有機硒化合物已經(jīng)陸續(xù)進入臨床研究。 雖然文獻報道的含硒雜環(huán)化合物豐富多樣，但據(jù)我們所知，2-亞胺基-1,3-硒唑-4-酮和2-芳氨基-1,3,4-硒二嗪-5-酮這兩類化合物在我們報道之前尚無文獻報道。 相比異硒氰酸酯在含硒雜環(huán)化合物合成中的應(yīng)用，異硒氰酸酯參與的脫硒反應(yīng)報道甚少。 苯并咪唑、苯并噁(噻)唑、苯并噁嗪酮及噁二唑等雜環(huán)是許多生物活性物質(zhì)的關(guān)鍵基團。合成方法分三類：（1）氨基脲衍生物的環(huán)合脫水反應(yīng)；（2）氨基硫脲衍生物的環(huán)合脫硫反應(yīng)；（3）酮或鹵代烴的氨化反應(yīng)。方法(1)需使用對甲苯磺酰氯、三氯氧磷、濃硫酸、三苯基瞵、三氟乙酸、DCC等脫水試劑，這些試劑往往造成設(shè)備腐蝕、對環(huán)境的污染，而且為了獲得較好的收率，往往還需相應(yīng)的輔助試劑，增加了成本。方法(2)需使用DCC、EDC、對甲苯磺酰氯、碘、溴和汞鹽等脫硫試劑，往往導(dǎo)致副產(chǎn)物增多、后處理不方便、環(huán)境污染及成本增加等問題。如DCC、EDC等碳二亞胺的使用往往導(dǎo)致不需要的副產(chǎn)物，從而增加了后處理的難度；碘單質(zhì)是一種比較昂貴的試劑；溴單質(zhì)則具有很強的刺激性；汞鹽造成環(huán)境污染，處理不當(dāng)還導(dǎo)致產(chǎn)物中汞超標(biāo)。方法(3)對底物結(jié)構(gòu)比較挑剔，某些底物能獲得高收率，但某些底物收率較低。
