三组分反应合成5-(4-甲基苯基)-3-三氟甲基-1H-吡唑的综合实验设计

doi:10.3866/PKU.DXHX202209026

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三组分反应合成5-(4-甲基苯基)-3-三氟甲基-1H-吡唑的综合实验设计

彭荣斌, 周尚, 汪子阳, 林东恩, 竺传乐()

华南理工大学化学与化工学院, 广州 510640

收稿日期:2022-09-11 录用日期:2022-12-02 发布日期:2023-08-17
通讯作者: 竺传乐 E-mail:cechlzhu@scut.edu.cn
基金资助:
广东省杰出青年科学基金(2020B1515020012);国家级大学生创新创业训练计划(202210561049)

Comprehensive Experimental Design of Three Component Reaction for the Synthesis of 5-(4-Methylphenyl)-3-Trifluoromethyl-1H-Pyrazole

Rongbin Peng, Shang Zhou, Ziyang Wang, Dongen Lin, Chuanle Zhu()

School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China

Received:2022-09-11 Accepted:2022-12-02 Published:2023-08-17
Contact: Chuanle Zhu E-mail:cechlzhu@scut.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

通过科研反哺教学，本实验将“多组分反应”和“含氟有机化合物”融入到本科实验教学中，通过三组分反应合成了5-(4-甲基苯基)-3-三氟甲基-1H-吡唑。该实验条件温和，操作简单，分离产率高，重现性好，安全性高。该综合实验能帮助学生理解步骤经济性合成的概念，建立绿色化学的理念，是适合引入有机实验教学课程的新课题。

关键词: 有机氟化学, 多组分反应, 3-三氟甲基-1H-吡唑, 含氟砌块

Abstract:

Through scientific research back-feeding teaching, the two concepts of "multicomponent reaction" and "fluorinated organic compound" were integrated into undergraduate experiment teaching, and 5-(4-methylphenyl)-3-trifluoromethyl-1H-pyrazole was synthesized by the three-component reaction. This reaction features mild experimental conditions, simple operations, high yield, good reproducibility, and high safety. This comprehensive experiment integrates science and education and combines theory with practice, thus helping students to understand the new concept of step-economic synthesis and to establish the concept of green chemistry. This is a new subject suitable to introduce into the current organic experiment teaching course.

Key words: Organic fluorine chemistry, Multi-component reaction, 3-Trifluoromethyl-1H-pyrazole, Fluorinated building block

彭荣斌, 周尚, 汪子阳, 林东恩, 竺传乐. 三组分反应合成5-(4-甲基苯基)-3-三氟甲基-1H-吡唑的综合实验设计[J]. 大学化学, 2023, 38(8): 248-258.

Rongbin Peng, Shang Zhou, Ziyang Wang, Dongen Lin, Chuanle Zhu. Comprehensive Experimental Design of Three Component Reaction for the Synthesis of 5-(4-Methylphenyl)-3-Trifluoromethyl-1H-Pyrazole[J]. University Chemistry, 2023, 38(8): 248-258.

链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX202209026

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2023/V38/I8/248

图/表 14

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参考文献 11

1	KirschP.; 吴永明; 邢春晖. 现代有机氟化学: 合成、反应、应用, 北京: 化学工业出版社, 2015.
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3	Zhu C. ; Zeng H. ; Liu C. ; Cai Y. ; Fang X. ; Jiang H. Org. Lett. 2020, 22, 809. doi: 10.1021/acs.orglett.9b04228
4	Penning T. D. ; Talley J. J. ; Bertenshaw S. R. ; Carter J. S. ; Collins P. W. ; Doctor S. ; Greveto M. J. ; Lee L. F. ; Malecha J. W. ; Miyashiro J. M. ; et al J. Med. Chem. 1997, 40, 1347. doi: 10.1021/jm960803q
5	Cox S. R. ; Lesman S. P. ; Boucher J. F. ; Krautmann M. J. ; Hummel B. D. ; Savides M. ; Marsh S. ; Fielder A. ; Stegemann M. R. J. Vet. Pharmacol. Ther. 2010, 33, 461. doi: 10.1111/j.1365-2885.2010.01165.x
6	Lee E. ; Choi M. K. ; Youk H. J. ; Kim C. H. ; Han I. C. ; Yoo B. C. ; Lee M. K. ; Lim S. J. J. Cancer Res. Clin. Oncol. 2006, 132, 232.
7	Sun A. ; Chandrakumar N. ; Yoon J.-J. ; Plemper R. K. ; Snyder J. P. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2007, 17, 5199. doi: 10.1016/j.bmcl.2007.06.084
8	Pruitt J. R. ; Pinto D. J. P. ; Galemmo R. A. ; Alexander R. S. ; Rossi K. A. ; Wells B. L. ; Drummond S. ; Bostrom L. L. ; Burdick D. ; Bruckner R. ; et al J. Med. Chem. 2023, 46, 5298.
9	Varnes J. G. ; Wacker D. A. ; Pinto D. J. P. ; Orwat M. J. ; Theroff J. P. ; Wells B. ; Galemo R. A. ; Luettgen J. M. ; Knabb R. M. ; Bai S. ; et al Bioorg. Med. Chem. Lett. 2008, 18, 749. doi: 10.1016/j.bmcl.2007.11.040
10	Lahm G. P. ; Selby T. P. ; Freudenberger J. H. ; Stevenson T. M. ; Myers B. J. ; Seburyamo G. ; Smith B. K. ; Flexner L. ; Clark C. E. ; Cordova D. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005, 15, 4898. doi: 10.1016/j.bmcl.2005.08.034
11	Li F. ; Nie J. ; Sun L. ; Zheng Y. ; Ma J.-A. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 6255.

编号	试剂名称	纯度	厂家
1	对甲基苯甲醛	98%	安耐吉化学
2	对甲苯磺酰肼	97%	安耐吉化学
3	2-溴代-3, 3, 3-三氟丙烯	98%	上氟科技有限公司
4	1, 8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)	98%	安耐吉化学
5	无水乙醇	分析纯	同源化工有限公司
6	乙酸乙酯	分析纯	同源化工有限公司
7	石油醚	分析纯	同源化工有限公司
8	石英砂	99%	同源化工有限公司
9	氯化钠	分析纯	同源化工有限公司
10	硅胶	200–300目	青岛海洋化工厂
11	氘代DMSO	99.8%	安耐吉化学

编号	仪器	型号	厂家
1	电子分析天平	DH-JCS	帝衡精密电子天平
2	旋转蒸发仪	YRE-5299	巩义予华旋转蒸发仪
3	加热搅拌器	98-Ⅲ-B	黄骅菲斯福实验仪器有限公司
4	层析柱	C184462C	北京欣维尔公司
5	核磁共振波谱仪	400 MHz	布鲁克
6	圆底烧瓶	25 mL、100 mL	北京欣维尔公司
7	回流冷凝管	C621200	北京欣维尔公司
8	分液漏斗	125 mL	北京欣维尔公司
9	熔点仪	WRS-1B	申光数字熔点仪


编号	碱的种类	碱的用量/mmol	反应温度/℃	反应时长/h	溶剂的量/mL	收率/% ^a
1	DBU	1.50	60	3	1.5	70
2	t-BuOLi	1.50	60	3	1.5	0
3	Cs₂CO₃	1.50	60	3	1.5	11
4	K₂CO₃	1.50	60	3	1.5	12
5	MeONa	1.50	60	3	1.5	14
6	Li₂CO₃	1.50	60	3	1.5	0
7	t-BuOK	1.50	60	3	1.5	0
8	DABCO	1.50	60	3	1.5	0
9	Et₃N	1.50	60	3	1.5	9
10	DBU	1.50	45	3	1.5	40
11	DBU	1.50	70	3	1.5	74
12	DBU	1.50	80	3	1.5	78
13	DBU	1.50	80	1	1.5	37
14	DBU	1.50	80	2	1.5	78
15	DBU	1.00	80	2	1.5	77
16	DBU	1.25	80	2	1.5	77
17	DBU	1.75	80	2	1.5	80
18	DBU	2.00	80	2	1.5	82
19	DBU	1.50	80	2	0.5	80
20	DBU	1.50	80	2	1.0	85
21	DBU	1.50	80	2	2.0	79
22	DBU	1.50	80	2	3.0	80

样品名称	熔点/℃
重结晶所得产品	156–161
柱层析所得产品	163–165

[1]	王一诺, 王思然, 赵奕龙, 徐大振. 一锅多组分反应选择性合成二芳基甲胺和三芳基甲烷——推荐一个有机化学综合实验[J]. 大学化学, 2024, 39(8): 324 -330 .
[2]	马科星, 杨俊杰, 陈柏丞, 沈永雯, 胡秀琴, 许鹏飞. 光催化[2+1+2]串联反应合成二氢咪唑及其机理探究[J]. 大学化学, 2023, 38(4): 106 -115 .
[3]	李若璞, 徐一泽, 王政林, 徐大振. 高效离子液体催化剂合成及其在多组分串联反应中的应用[J]. 大学化学, 2022, 37(6): 2108011 - .
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[5]	李厚金, 许阳, 钟云竹, 章笑研, 朱芳, 陈六平. Ugi四组分一锅法高效合成结构独特的活性生物碱化合物[J]. 大学化学, 2020, 35(4): 178 -186 .

三组分反应合成5-(4-甲基苯基)-3-三氟甲基-1H-吡唑的综合实验设计

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