理論研究借連續手法，一步到‘唑’

然而由於(yu) 四唑類產(chan) 物在傳(chuan) 統設備中合成路徑的複雜性與(yu) 挑戰性，限製了其在藥物化學實驗室中的廣泛應用與(yu) 探索。

圖1. （A） 生物活性化合物中的單取代四唑異構體(ti) ；（B） 1-取代-1H-四唑的合成方法

中東(dong) 歐地區最大的製藥和生物技術企業(ye) 之一的吉瑞醫藥（Gedeon Richter Plc.）János Éles團隊開發了一種新的連續流策略，可以在幾分鍾內(nei) 從(cong) 初級胺安全地獲得四唑，並且證明了該方法的普適性，更是*次成功合成了新型四唑產(chan) 物，為(wei) 藥物化學領域帶來了新的思路。

實 驗 研 究

反應體(ti) 係構建：首先，研究人員使用苄胺（4a）作為(wei) 反應模板的底物，使用TMSN₃作為(wei) 疊氮試劑，在原甲酸三甲酯（TMOF）參與(yu) 下，反應生成目標產(chan) 物四唑（5a）（圖2A）。然而，對反應液的分析表明， 5a隻是反應的次要產(chan) 物，副產(chan) 物為(wei) 起始原料的衍生物甲脒（6）和甲酰胺（7），前者的含量更高（圖2B）。

圖2. （A）連續流合成四唑的示意圖（B）苄胺參與(yu) 反應中形成的副產(chan) 物

熱力學與(yu) 動力學分析：經過對反應能的理論分析計算，確定四唑（5a）是熱力學上*穩定的產(chan) 物，但可能需要克服較高的能壘，這使得熱力學上不太穩定的副產(chan) 物（6和7）能夠作為(wei) 動力學產(chan) 物形成。

優(you) 化策略：基於(yu) 以上結果，研究人員對實驗參數優(you) 化集中在探索溫度和停留時間（圖3）對四唑形成的影響上：

•  在反應溫度150℃，反應停留時間15min時，產(chan) 物收率能夠達到最高 

• 轉化率和選擇性穩定，收率為(wei) 84%（1.73g，384 mg/h產(chan) 能）

• 將優(you) 化的反應條件運行數小時證明該方法的穩健性，因為(wei) 轉化率和選擇性是恒定的，收率為(wei) 84%（1.73g，384 mg/h產(chan) 能）。

圖3. 苄胺製備四唑反應參數的優(you) 化

適用性：研究人員研究了該優(you) 化條件對不同取代苄胺的適用性（圖4）。

當研究人員將苄胺底物優(you) 化的條件用於(yu) 芳香胺2-氯苯胺（10c）時，觀察到收率顯著下降。

對反應混合物的分析表明，這是由於(yu) 形成了不同的副產(chan) 物，鑒定為(wei) 起始原料的N-乙酰基（8）和N-甲基氨基甲酸酯（9）衍生物（圖5）。

圖5. 2-氯苯胺反應生成的副產(chan) 物

熱力學理論分析：研究團隊理論計算出的反應能與(yu) 實驗結果非常一致，表明在這種情況下，副產(chan) 物（8和9）在熱力學上比目標四唑產(chan) 物更有利。因此，在較低溫度下實現了副產(chan) 物形成的抑製和更好的產(chan) 品收率（圖6）。

圖6. 2-氯苯胺製備四唑反應參數的優(you) 化

實驗驗證：在反應溫度為(wei) 100℃，反應停留時間8min時，獲得了良好的收率和選擇性。

廣泛適用性：新條件被應用於(yu) 具有不同官能團的芳香胺（圖7），鹵素（11c，11j）、醇（11l）、醚（11d，11e，11m）、酯（11g）和胺（11i）取代基相應的四唑均取得了良好的收率。

圖7. 苯胺衍生物在連續流合成四唑中的應用範圍

脂肪族胺與(yu) 雜環芳族胺四唑化反應條件的精準應用:研究人員將該方法進一步應用於(yu) 脂肪族胺和雜環芳族胺（圖8）。

圖8. 脂肪族和雜環芳香族衍生物在連續流合成四唑中的應用

根據一些初步實驗和可能產(chan) 物的計算相對能量，脂肪族胺的反應活性更接近苄胺，而雜環芳族胺的反應活性與(yu) 芳香胺相似，基於(yu) 這種計算輔助分類，分別將苄胺（4a）或2-氯苯胺（10c）的優(you) 化條件應用於(yu) 脂肪族胺或雜環芳族胺。

• 作者研究團隊設計了一種一步法、無催化劑連續流工藝，安全快速的合成1-取代-1H-四唑。
  

• 計算輔助實驗優(you) 化策略：研究團隊深入理解了反應機理及熱力學因素對工藝過程的微妙影響，進而精準優(you) 化了合成苄基四唑（5a）與(yu) 1-（2-氯苯*）-1H-1,2,3,4-四唑（11c）的關(guan) 鍵反應參數，並通過實驗驗證了其有效性。

• 連續流合成方法普適性：已成功拓展至製備多種取代類型的苄基、芳香族、雜環芳香族及脂肪族四唑，展現了其廣泛的應用潛力。

參考文獻：

Org. Process Res. Dev. 2024, 28, 9, 3685–3690