一种草酰胺衍生物及其制备方法和应用

文献发布时间：2023-06-19 19:32:07

技术领域

本发明涉及草酰胺衍生物合成技术领域，尤其涉及一种草酰胺衍生物及其制备方法和应用。

背景技术

电极过程是一种选择性好，效率高的氧化还原过程，电化学活性指的某种电极对某一反应得失电子过程的催化效果大小。

癌症是100多种相关疾病的统称。当身体内细胞发生突变后，它会不断地分裂，不受身体控制，最后形成癌症。人们身体内所有器官都是由细胞组成。细胞增长和分化可满足身体需要，这种有序的过程可保持人们身体健康。然而，如果细胞继续分裂，这些额外的大量细胞就形成肿瘤。恶性肿瘤的细胞能侵犯、破坏邻近的组织和器官。而且，癌细胞可从肿瘤中穿出，进入血液或淋巴系统，这就是癌症如何从原发的部位到其它器官形成新的肿瘤，这个过程就叫癌症转移，多数癌症是根据他们起始的器官或细胞类型来命名的。DNA是非常重要的药物分子作用的靶标，能与DNA相互作用的化合物在抗肿瘤新药研发、DNA探针设计等方面具有重要应用，特别是在抗肿瘤药物研发方面。目前，许多通过作用于DNA而产生良好抗肿瘤效果的药物分子，如阿霉素、表阿霉素、米托蒽醌等抗肿瘤药物在临床上均是非常常用的抗肿瘤药物。

草酰胺又称乙二酰二胺，它是一种有机原料，其分子式为C2H4N2O2，分子量为88.0654。草酰胺可用于合成草酰胺衍生物，草酰胺衍生物有很多种，草酰胺衍生物的应用也多种多样，部分草酰胺衍生物在体外和体内都表现出很好的抗肿瘤活性，部分草酰胺衍生物具有优良电化学活性，草酰胺衍生物的应用价值不可估量。

本申请主要对草酰胺及草酰胺衍生物进行研究，以期合成新的具有抗肿瘤活性或是具有优良电化学活性的草酰胺衍生物，首次合成了N，N’-二(3，5-二叔丁基-2-氨基酚羟基)草酰胺，但合成的N，N’-二(3，5-二叔丁基-2-氨基酚羟基)草酰胺不具备抗肿瘤活性，也不具备较优的电化学活性，因此本申请进一步对N，N’-二(3，5-二叔丁基-2-氨基酚羟基)草酰胺进行研究，以期合成新的具有抗肿瘤活性或是具有优良电化学活性的草酰胺衍生物。

发明内容

本发明的目的在于：本发明先用N，N’-二(3，5-二叔丁基-2-氨基酚羟基)草酰胺和三乙胺反应，再加入高氯酸铜进行反应，生成一种草酰胺衍生物，该草酰胺衍生物具有优良的电化学活性，本发明提供了一种草酰胺衍生物及其制备方法和应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种草酰胺衍生物，先用N，N’-二(3，5-二叔丁基-2-氨基酚羟基)草酰胺和三乙胺反应，再加入高氯酸铜进行反应，生成一种草酰胺衍生物，所述草酰胺衍生物的结构式为：

所述的N，N’-二(3，5-二叔丁基-2-氨基酚羟基)草酰胺的结构式为:

本发明还提供一种草酰胺衍生物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将N，N’-二(3，5-二叔丁基-2-氨基酚羟基)草酰胺以及三乙胺溶于乙腈中，搅拌反应，制备得到第一反应液；

(2)在步骤(1)制备得到的第一反应液中加入高氯酸铜，搅拌反应，制备得到第二反应液；

(3)挥发步骤(2)中制备得到的第二反应液，得到的深黑色配合物单晶即为所述的草酰胺衍生物。

进一步地，所述步骤(1)中将N，N’-二(3，5-二叔丁基-2-氨基酚羟基)草酰胺以及三乙胺溶于乙腈中，每升乙腈中中N，N’-二(3，5-二叔丁基-2-氨基酚羟基)草酰胺的添加量为4～6g、三乙胺的添加量为4～6mL，在温度为50～80℃、搅拌速度为300～400r/min条件下搅拌反应，制备得到第一反应液。

进一步地，所述步骤(1)中搅拌反应时间为25～35min。

进一步地，所述步骤(2)中在步骤(1)制备得到的第一反应液中加入高氯酸铜，每升第一反应液中高氯酸铜的加入量为3～4g，在温度为60～70℃、搅拌速度为150～200r/min条件下搅拌反应，制备得到第二反应液。

进一步地，所述步骤(2)中搅拌反应时间为23～25h。

进一步地，所述步骤(3)中按照2～4℃/min的冷却速率冷却步骤(2)中制备得到的第二反应液，将第二反应液冷却至室温，得到冷却的第二反应液；在-8～-15℃条件下，用微量真空泵缓慢抽去冷却的第二反应液中的溶剂，得到的深黑色配合物单晶即为所述的草酰胺衍生物。

进一步地，所述步骤(3)中按照3～4℃/min的冷却速率冷却步骤(2)中制备得到的第二反应液，将第二反应液冷却至室温，得到冷却的第二反应液；在-10～-15℃条件下，用微量真空泵缓慢抽去冷却的第二反应液中的溶剂，得到的深黑色配合物单晶即为所述的草酰胺衍生物。

进一步地，所述的微量真空泵的抽气速度为2.8L/min。

本发明还提供了一种草酰胺衍生物在制备电化学还原催化剂中的应用。

本发明的有益效果是：本发明利用简便的方法，首次合成了一种草酰胺衍生物，产率高达95％以上，生产成本低，得到的一种草酰胺衍生物具备优良的电化学活性，其在制备电化学还原催化剂中具有一定的应用价值；利用本申请制备方法制备得到的草酰胺衍生物进行电化学活性验证实验，实验结果有：1)根据配合物电化学CV曲线可知，与配体的不可逆氧化还原峰相比，与金属离子中心配位后的草酰胺配体得失电子过程变为可逆，出现可逆的氧化还原峰，且电位正移，这表明金属中心能有效协调配体的电子结构性质，金属自由基配合物易得失电子，具有良好的电化学活性；2)根据电极修饰实验可知，配合物修饰的电极具有良好的电子传递性能；3)根据二氧化碳电化学还原活性实验可知，当有二氧化碳存在的时候，配合物修饰的电极能引发峰电流剧烈的升高，证明本发明方法制备得到的草酰胺衍生物具有很强的二氧化碳电化学还原活性。

本发明一种草酰胺衍生物及其制备方法和应用，挥发步骤(2)中制备得到的第二反应液时在-10～-15℃条件下进行，用微量真空泵缓慢抽去冷却的第二反应液中的溶剂，促进深黑色配合物单晶的形成，得率高；控制微量真空泵的抽气速度，可以加快目标产物的产出，缩短制备草酰胺衍生物所需时长，生产效率更高，且不影响深黑色配合物单晶的形成，不影响产率，得率高。

附图说明

图1为本发明制备实施例1中使用的N，N’-二(3，5-二叔丁基-2-氨基酚羟基)草酰胺的核磁共振谱图；

图2为本发明制备实施例1中使用的N，N’-二(3，5-二叔丁基-2-氨基酚羟基)草酰胺的红外光谱图；

图3为本发明制备实施例1中制备得到的草酰胺衍生物的质谱图；

图4为本发明制备实施例1中制备得到的草酰胺衍生物的粉末衍射图；

图5为本发明制备实施例1中制备得到的草酰胺衍生物的电化学CV曲线图；

图6为本发明制备实施例1中制备得到的草酰胺衍生物的电极修饰图；

图7为本发明制备实施例1中制备得到的草酰胺衍生物的二氧化碳电化学还原活性图。

具体实施方式

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明一种草酰胺衍生物及其制备方法和应用，所用的N，N’-二(3，5-二叔丁基-2-氨基酚羟基)草酰胺的制备方法为：(1)将200g的3，5-二叔丁基-2-氨基苯酚溶于甲醇中，以150r/min的速度搅拌均匀，制备得到3，5-二叔丁基-2-氨基苯酚的含量为200g/L的3，5-二叔丁基-2-氨基苯酚甲醇溶液1L；(2)将130g草酸二乙酯以20ml/min的流速匀速滴加到步骤(1)制备得到的3，5-二叔丁基-2-氨基苯酚甲醇溶液中，以350r/min的速度搅拌均匀，得到草酸二乙酯的含量为130g/L的混合液；所述混合液于78℃条件下恒温搅拌反应至有淡黄色固体析出，直到无淡黄色固体析出，完成反应，得到反应液；(3)按照3℃/min的冷却速率冷却步骤(2)中制备得到的反应液，将反应液冷却至13℃，得到冷却的反应液；在抽滤压力为0.35Mpa、抽滤速度为100ml/min条件下抽滤冷却的反应液，取滤渣；(4)用乙腈重结晶步骤(3)中制备得到的滤渣，滤渣的粒度控制在80目，每克滤渣中乙腈的添加量为1ml，即得N，N’-二(3，5-二叔丁基-2-氨基酚羟基)草酰胺。

本发明一种草酰胺衍生物及其制备方法和应用，所述的N，N’-二(3，5-二叔丁基-2-氨基酚羟基)草酰胺的结构式为:

制备实施例1：

(1)将N，N’-二(3，5-二叔丁基-2-氨基酚羟基)草酰胺以及三乙胺溶于5升乙腈中，每升乙腈中中N，N’-二(3，5-二叔丁基-2-氨基酚羟基)草酰胺的添加量为4g、三乙胺的添加量为4mL，在温度为50℃、搅拌速度为300r/min条件下搅拌反应25min，制备得到第一反应液；

(2)在步骤(1)制备得到的第一反应液中加入高氯酸铜，每升第一反应液中高氯酸铜的加入量为3g，在温度为60℃、搅拌速度为150r/min条件下搅拌反应23h，制备得到第二反应液；

(3)按照2℃/min的冷却速率冷却步骤(2)中制备得到的第二反应液，将第二反应液冷却至室温，得到冷却的第二反应液；在-8℃条件下，用微量真空泵缓慢抽去冷却的第二反应液中的溶剂，微量真空泵的抽气速度为2.8L/min，得到的深黑色配合物单晶即为所述的草酰胺衍生物。

采用本实施例方法制备一种草酰胺衍生物，草酰胺衍生物产率达95.4％。

对制备实施例1中使用的N，N’-二(3，5-二叔丁基-2-氨基酚羟基)草酰胺进行核磁共振及红外光谱分析，得到的核磁共振谱图如图1所示，得到的红外光谱图如图2所示。

对制备实施例1中制备得到的一种草酰胺衍生物进行质谱分析及粉末衍射分析，得到的质谱图如图3所示，得到的粉末衍射图如图4所示；由图3可知制备得到的深黑色配合物单晶是二核金属配合物，含有两个配位的三乙胺，由图4可知，制备得到的深黑色配合物单晶粉末纯度较高；

对制备实施例1中制备得到的草酰胺衍生物进行电化学活性验证实验，得到的电化学CV曲线图如图5所示，电极修饰图如图6所示，二氧化碳电化学还原活性图如图7所示，由图5可知，与配体的不可逆氧化还原峰相比，与金属离子中心配位后的草酰胺配体得失电子过程变为可逆，出现可逆的氧化还原峰，且电位正移，这表明金属中心能有效协调配体的电子结构性质，金属自由基配合物易得失电子，制备得到的草酰胺衍生物具有良好的电化学活性；制备得到的草酰胺衍生物溶于CH2Cl2溶剂中，配制成1mg/mL的溶液，超声使其分散均匀，用移液枪移去20μL的草酰胺衍生物溶液分别滴涂于打磨好的玻碳电极表面上，实验结果如图6所示，实验结果证明了配合物修饰的电极具有良好的电子传递性能；由图7可知，当有二氧化碳存在的时候，配合物修饰的电极能引发峰电流剧烈的升高，证明本发明方法制备得到的草酰胺衍生物具有很强的二氧化碳电化学还原活性。

制备实施例2：

(1)将N，N’-二(3，5-二叔丁基-2-氨基酚羟基)草酰胺以及三乙胺溶于5升乙腈中，每升乙腈中中N，N’-二(3，5-二叔丁基-2-氨基酚羟基)草酰胺的添加量为6g、三乙胺的添加量为6mL，在温度为80℃、搅拌速度为400r/min条件下搅拌反应35min，制备得到第一反应液；

(2)在步骤(1)制备得到的第一反应液中加入高氯酸铜，每升第一反应液中高氯酸铜的加入量为4g，在温度为70℃、搅拌速度为200r/min条件下搅拌反应25h，制备得到第二反应液；

(3)按照4℃/min的冷却速率冷却步骤(2)中制备得到的第二反应液，将第二反应液冷却至室温，得到冷却的第二反应液；在-15℃条件下，用微量真空泵缓慢抽去冷却的第二反应液中的溶剂，微量真空泵的抽气速度为2.8L/min，得到的深黑色配合物单晶即为所述的草酰胺衍生物。

采用本实施例方法制备一种草酰胺衍生物，草酰胺衍生物产率达95.6％。

制备实施例3：

(1)将N，N’-二(3，5-二叔丁基-2-氨基酚羟基)草酰胺以及三乙胺溶于5升乙腈中，每升乙腈中中N，N’-二(3，5-二叔丁基-2-氨基酚羟基)草酰胺的添加量为5g、三乙胺的添加量为5mL，在温度为70℃、搅拌速度为350r/min条件下搅拌反应30min，制备得到第一反应液；

(2)在步骤(1)制备得到的第一反应液中加入高氯酸铜，每升第一反应液中高氯酸铜的加入量为3.5g，在温度为65℃、搅拌速度为170r/min条件下搅拌反应24h，制备得到第二反应液；

(3)按照3℃/min的冷却速率冷却步骤(2)中制备得到的第二反应液，将第二反应液冷却至室温，得到冷却的第二反应液；在-10℃条件下，用微量真空泵缓慢抽去冷却的第二反应液中的溶剂，微量真空泵的抽气速度为2.8L/min，得到的深黑色配合物单晶即为所述的草酰胺衍生物。

采用本实施例方法制备一种草酰胺衍生物，草酰胺衍生物产率达97.2％。

制备实施例4：

(3)室温静置第二反应液，将第二反应液冷却至室温，得到冷却的第二反应液；在-10℃条件下，用微量真空泵缓慢抽去冷却的第二反应液中的溶剂，微量真空泵的抽气速度为2.8L/min，得到的深黑色配合物单晶即为所述的草酰胺衍生物。

采用本实施例方法制备一种草酰胺衍生物，草酰胺衍生物产率达96.9％。

制备实施例5：

(3)按照3℃/min的冷却速率冷却步骤(2)中制备得到的第二反应液，将第二反应液冷却至室温，得到冷却的第二反应液；在常温条件下，用微量真空泵缓慢抽去冷却的第二反应液中的溶剂，微量真空泵的抽气速度为2.8L/min，得到的深黑色配合物单晶即为所述的草酰胺衍生物。

采用本实施例方法制备一种草酰胺衍生物，草酰胺衍生物产率达96.3％。

制备实施例6：

(3)按照3℃/min的冷却速率冷却步骤(2)中制备得到的第二反应液，将第二反应液冷却至室温，得到冷却的第二反应液；在-20℃条件下，用微量真空泵缓慢抽去冷却的第二反应液中的溶剂，微量真空泵的抽气速度为2.8L/min，得到的深黑色配合物单晶即为所述的草酰胺衍生物。

采用本实施例方法制备一种草酰胺衍生物，草酰胺衍生物产率达95.2％。

制备实施例7：

(3)按照3℃/min的冷却速率冷却步骤(2)中制备得到的第二反应液，将第二反应液冷却至室温，得到冷却的第二反应液；在-8℃条件下，用微量真空泵缓慢抽去冷却的第二反应液中的溶剂，微量真空泵的抽气速度为2.8L/min，得到的深黑色配合物单晶即为所述的草酰胺衍生物。

采用本实施例方法制备一种草酰胺衍生物，草酰胺衍生物产率达95.3％。

制备实施例8：

(3)在室温条件下静置步骤(2)中制备得到的第二反应液，等待溶剂缓慢挥发，得到的深黑色配合物单晶即为所述的草酰胺衍生物。

采用本实施例方法制备一种草酰胺衍生物，草酰胺衍生物产率达95.1％。

对比实施例3以及实施例4-8中的一种草酰胺衍生物的产率，根据实验结果及试验过中观察的情况可知，本发明方法合理控制反应液的冷却速率，促进结晶的形成，可以增大目标产物的产率；挥发步骤(2)中制备得到的第二反应液时在-10～-15℃条件下进行，用微量真空泵缓慢抽去冷却的第二反应液中的溶剂，促进深黑色配合物单晶的形成，得率高；控制微量真空泵的抽气速度，可以加快目标产物的产出，缩短制备草酰胺衍生物所需时长，生产效率更高，且不影响深黑色配合物单晶的形成，不影响产率，得率高。

利用本申请制备方法制备得到的草酰胺衍生物进行电化学活性验证实验，可知本申请方法制备得到的草酰胺衍生物具有良好的电化学活性，更具体地，草酰胺衍生物具有很强的二氧化碳电化学还原活性，因此利用本申请制备方法制备得到的草酰胺衍生物在制备电化学还原催化剂中具有一定的应用价值。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

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该技术已申请专利。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
专利发明人：尚美洁;
专利申请人：广西电网有限责任公司电力科学研究院;