本发明涉及农药和医药领域，具体地是制备一种二茂铁衍生镍催化剂及其利用该催化剂催化生成n1-取代的吡唑类衍生物的应用。
背景技术：
吡唑是含氮杂环体系中的重要一员，具有着独特的结构，其衍生物具有独特生物活性，在农药和医药等方面有重要的作用。尤其是n1-取代生成的吡唑类衍生物在农药和医药领域有广泛的应用，如目前正在使用的杀虫剂吡虫威(pyrolan)、吡唑类除草剂吡草胺(metazachlor)；医药上治疗风湿性、类风湿性及骨关节炎的塞来考昔(celecoxib)等。
目前文献报道，n1-取代的吡唑类衍生物是由β-酮基酯与肼类衍生物合成，该方法虽方便易行但过程过于繁琐，不利于反应的多样化。2017年，adrianhuang，kelliewo等人提出一种无催化剂生成n1-取代的吡唑类衍生物的方法，该方法反应底物适用性范围狭窄，仅适用于3位强吸电子基团取代的吡唑类化合物与氯取代或个别溴取代的芳环或杂环的合成。因此，开发一种高效且廉价易得的催化合成n1-取代吡唑类衍生物的催化剂十分必要。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种二茂铁衍生镍催化剂及其利用该催化剂催化生成n1-取代的吡唑类衍生物的应用。
为实现上述，本发明采用技术方案为：
一种二茂铁衍生镍催化剂，催化剂结构如式一所示：
一种二茂铁衍生镍催化剂的制备方法，二溴镍配合物与2，4，6-三甲基-苯基溴化镁反应生成催化剂。
所述二溴镍配合物为1-二-(二-苯基-膦)-二茂铁与溴化镍反应生成二溴镍配合物。
所述催化剂可以直接采用市售配合物与2，4，6-三甲基-苯基溴化镁制备获得，或是先制备配合物再与2，4，6-三甲基-苯基溴化镁反应制备获得；包括以下步骤：
(1)将10mmol溴化镍放入烘干的三颈圆底烧瓶中，加入60ml无水乙醇，随后加入10mmol1，1-二-(二-苯基-膦)-二茂铁。
(2)在氮气条件下加热回流30分钟后，冰浴条件下冷却至室温。
(3)抽滤，依次用冷的无水甲醇、乙醚各冲洗3次。
(4)二氯甲烷冲洗，收集冲洗液，旋干得固体，即结构式(ⅰ)，反应式如下。
(5)氮气保护条件下，将8mmol的(ⅰ)与40ml干燥处理后的四氢呋喃加入干燥的圆底烧瓶中，在0℃下滴加8mmol2,4,6-三甲基苯基溴化镁。
(6)滴加完毕后，升至室温，反应30分钟。
(7)减压蒸馏溶剂，加入30ml冷的无水乙醇，抽滤，依次用冷的无水乙醇、石油醚冲洗各冲洗3次。
(8)二氯甲烷冲洗，收集冲洗液，旋干后得浅棕色固体，即为催化剂。
或利用市售二溴镍配合物，重复操作(5)-(8)，得催化剂。
一种二茂铁衍生镍催化剂的应用：所述催化剂在催化生成n1-取代的吡唑类衍生物中的应用。
进一步的说，吡唑类化合物、卤素取代的芳环或杂环、碱性物质和所述催化剂于有机溶剂中，在氮气条件下，加热回流反应1-9小时；所述吡唑类化合物、卤素取代的芳环或杂环、碱性物质和所述催化剂1：1.0-1.1:0.01-0.1(mol：mol：mol)。
所述反应后反应液冷却至室温、过滤，滤液减压蒸馏，残液过柱分离，即得n1-取代的吡唑类衍生物。
所述卤素取代的芳环为卤素取代苯环或苄基卤化物；卤素取代的杂环为卤素取代的吡啶甲基化合物。
所述碱性物质为甲醇钠、叔丁醇钾、乙醇；所述溶剂为四氢呋喃。
一种n1-取代的吡唑类衍生物的制备方法，吡唑类化合物、卤素取代的芳环或杂环、碱性物质和所述催化剂于有机溶剂中，在氮气条件下，加热回流反应1-9小时；所述吡唑类化合物、卤素取代的芳环或杂环、碱性物质和所述催化剂1：1.0-1.1:0.01-0.1(mol：mol：mol)。
所述反应后反应液冷却至室温、过滤，滤液减压蒸馏，残液过柱分离，即得n1-取代的吡唑类衍生物。
所述碱性物质为甲醇钠、叔丁醇钾、乙醇钠；所述溶剂为四氢呋喃；反应温度在20-100℃。
所述卤素取代的芳环为卤素取代苯环或苄基卤化物；卤素取代的杂环为卤素取代的吡啶甲基化合物。
本发明所具有的优点是：
催化剂成本低、制备工艺简单，催化剂环效率高、稳定性好、适用范围广、反应条件温和。
本发明的催化剂利用市售商品衍生获得，利用本发明催化剂催化合成n1-取代吡唑类衍生物；该催化剂催化效率高、制备工艺简单、反应条件温和、空气中稳定(放置3各月外观无变化，仍具有催化活性)，催化剂成本低、适用范围广。
本发明催化剂可适用于催化活性较低氯的卤素取代杂环与吡唑类化合物的合成，催化剂制备和催化过程所用溶剂绿色环保、无毒或低毒。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的具体实施方式做进一步说明，应当指出的是，此处所描述的具体实施方式只是为了说明和解释本发明，并不局限于本发明。
本发明催化剂制备流程如下：
催化剂制备过程
本发明实施例中，除非有特殊声明，所用药品均以毫摩尔(mmol)计量，溶剂均以毫升(ml)计量。产物均经lc-ms验证，检测条件为乙腈：水＝50:50，10分钟后80:20，流速0.8ml/min，30℃，12min，rp-c18柱。
实施例1：
催化剂的制备：
1)配合物的制备，反应式为
将10mmol溴化镍放入烘干的三颈圆底烧瓶中，加入60ml无水乙醇，随后加入10mmol1，1-二-(二-苯基-膦)-二茂铁。在氮气条件下加热回流30分钟后，冰浴条件下冷却至0℃。抽滤，依次用冷的无水乙醇、乙醚各冲洗3次。最后用二氯甲烷冲洗，收集冲洗液，减压浓缩得二溴镍配合物，收率为85.3％。
2)催化剂的制备，反应式为
氮气条件下，将8mmol的二溴镍配合物与40ml干燥处理后的四氢呋喃加入干燥的圆底烧瓶中，在0℃下滴加8mmol2,4,6-三甲基苯基溴化镁。滴加完毕后，升至室温，反应30分钟。旋干溶剂，加入30ml冷的无水乙醇，抽滤，依次用冷的无水乙醇、石油醚冲洗各冲洗3次。最后用二氯甲烷冲洗，收集冲洗液，旋干后得二茂铁衍生镍催化剂，收率为92.3％。
同时，利用现有市购获得二溴镍配合物与2,4,6-三甲基苯基溴化镁按照上述步骤2)记载进行制备获得催化剂。
实施例2：
于100ml圆底烧瓶中加入0.68g吡唑、1.26g氯化苄、0.90g上述实施例制备获得二茂铁衍生镍催化剂、1.52g叔丁醇钾、70ml四氢呋喃，氮气保护下搅拌加热回流5小时。反应液过滤，滤液减压蒸馏后残留物过柱(乙酸乙酯：石油醚＝1:4(v/v))，得1.38g无色液体，收率为80.1％。
实施例4：
于100ml圆底烧瓶中加入1.36g3-三氟甲基吡唑、2.00g氯化苄、0.45g上述实施例制备获得二茂铁衍生镍催化剂、1.40g叔丁醇钾、60ml四氢呋喃，氮气保护下搅拌加热回流7小时。反应液过滤，滤液减压蒸馏后残留物过柱(乙酸乙酯：石油醚＝1:2(v/v))，得2.31g浅黄色液体，收率为96.0％。
实施例4：
于100ml圆底烧瓶中加入0.82g3-甲基吡唑、1.83g氯化苄、0.45g上述实施例制备获得二茂铁衍生镍催化剂、1.68g叔丁醇钾、50ml四氢呋喃，氮气条件下加热回流8小时。过滤，滤液减压蒸馏后残留物过柱(乙酸乙酯：石油醚＝1:2(v/v))，得1.56g黄色液体，收率为83.4％。
实施例5：
于100ml圆底烧瓶中加入0.68g吡唑、1.27g氯化苄、0.45g上述实施例制备获得放置3个月后的二茂铁衍生镍催化剂、0.54g甲醇钠、50ml四氢呋喃，氮气保护下搅拌加热回流9小时。反应液过滤，滤液减压蒸馏后残留物过柱(乙酸乙酯：石油醚＝1:4(v/v))，得0.98g无色液体，收率为56.4％。
实施例6：
于100ml圆底烧瓶中加入0.68g吡唑、1.61g对氯氯化苄、0.45g上述实施例制备获得二茂铁衍生镍催化剂、1.40g叔丁醇钾、50ml四氢呋喃，氮气保护下搅拌加热回流6小时。反应液过滤，滤液减压蒸馏后残留物过柱(乙酸乙酯：石油醚＝1:4(v/v))，得1.64g无色液体，收率为78.9％。
实施例7：
于100ml圆底烧瓶中加入1.36g3-三氟甲基吡唑、1.66g对氯氯化苄、0.45g上述实施例制备获得二茂铁衍生镍催化剂、1.40g叔丁醇钾、60ml四氢呋喃，氮气保护下搅拌加热回流7小时。反应液过滤，滤液减压蒸馏后残留物过柱(乙酸乙酯：石油醚＝1:2(v/v))，得2.50g浅黄色液体，收率为90.8％。
实施例8：
于100ml圆底烧瓶中加入0.82g3-甲基吡唑、1.89g对氯氯化苄、0.45g上述实施例制备获得二茂铁衍生镍催化剂、1.65g叔丁醇钾、50ml四氢呋喃，氮气条件下加热回流5小时。过滤，滤液减压蒸馏后残留物过柱(乙酸乙酯：石油醚＝1:2(v/v))，得1.90g浅黄色液体，收率为85.7％。