本发明专利技术涉及一种铜盐催化一锅合成苯并咪唑并噁嗪酮类化合物的方法，具体步骤如下：将通式I所示化合物、通式II所示化合物、催化剂、TEMPO加入反应管中，然后加入吡啶和有机溶剂进行串联‑脱氢反应，冷却，去除溶剂，纯化，得到产物III；本发明专利技术的方法原料简单易得，大大简化反应的步骤，并且该反应条件温和易于控制，避免贵重或有毒金属和强氧化剂的使用，较有效地得到多种苯并咪唑并噁嗪酮类化合物。
One pot synthesis of benzimidazo oxazine compounds catalyzed by copper salts
The present invention relates to a method of copper salt catalyzing one pot synthesis of benzimidazole and oxazine derivatives. The concrete steps are as follows: compounds shown in general formula I, compounds shown in general formula II, catalyst and TEMPO are added to the reaction tube, and then pyridine and organic solvents are added to the reaction dehydrogenation, cooling, removal of solvent and purification. The product of the invention is III, and the method of the invention is simple and easy to obtain, greatly simplifies the step of the reaction, and the reaction conditions are mild and easy to control, avoid the use of precious or toxic metals and strong oxidizing agents, and more effectively obtain a variety of benzimidazole and oxazine derivatives.
【技术实现步骤摘要】
铜盐催化一锅合成苯并咪唑并噁嗪酮类化合物的方法
本专利技术属于化学合成领域，涉及铜盐催化一锅合成苯并咪唑并噁嗪酮类化合物的方法。
技术介绍
苯并咪唑类化合物的结构广泛存在于药物化学，功能材料和天然产物中。并且，噁嗪酮类化合物显示出广泛的生物活性，6-溴-3,4-二氢-1,4-苯并噁嗪在消炎、抗抑郁方面有好的疗效。因此，建立起有效合成噁嗪酮方案对于药物化学领域是具有重要意义。迄今为止，文献报道的噁嗪酮的合成方法不多，其中具有代表性的方法有：(1)在二氯硫化碳的存在下得到目标产物(参见synthesis1975,5,325-326)。(2)在邻羟基苯甲酰氯的存在下得到目标产物(参见PharmaceuticalChemistryJournal2000,34,353-355)。(3)以2-羟基苯甲酰胺和酮为原料合成噁嗪酮产物，产率为28％-92％(参见J.Org.Chem.1981,46,3240-3342)。(4)由2-羟基-4-甲基苯甲酰胺和醛为原料，在甲苯中反应得到噁嗪酮产物，产率为50-90％(参见AngewChemIntEd2010,49,9749-9752)。上述合成方法都存在较多缺陷和不足：1)大部分原料不能直接获得，需要自己制备，不具有高效性。2)在反应中使用的催化剂需要自己制备，且过程繁琐，不易制备。3)反应的原料具有一定的危险性，不适宜大量制备。4)副反应较多，副产物无用途。因此，有必要对现有合成噁嗪酮类化合物的方法进行改进，获得一种合成成本低，且反应条件温和，原理易得，使用廉价的金属就能的到噁嗪酮类化合物的方法。
技术实现思路
为了解决以上问题，并依据绿色化学和经济学原则，本专利技术的目的在于提供温和条件下铜盐催化的C-N酰基化和sp2C-O脱氢反应合成一类结构新颖的噁嗪酮类化合物。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：铜盐催化一锅合成苯并咪唑并噁嗪酮类化合物的方法，包括如下步骤：将通式I所示化合物、通式II所示化合物、催化剂、TEMPO加入反应管中，然后加入吡啶和有机溶剂进行串联-脱氢反应，冷却，去除溶剂，纯化，得到产物III；其化学反应式如下：R1、R2为氢，R3为氢、甲基、甲氧基或卤素；或R1为甲基、甲氧基、酯基或卤素，R2为氢，R3为氢；或R1、R2为甲基或卤素，R3为氢。进一步，所述有机溶剂为对二甲苯，所述的催化剂为Cu(OAc)2·H2O，CuCl，CuCl2，CuBr，CuBr2或CuI。进一步，所述串联-脱氢反应的条件是在空气中120℃冷凝回流搅拌反应36h。进一步，所述纯化为加入硅胶后旋干，然后用300-400目硅胶过柱子，展开剂为石油醚与乙酸乙酯的混合溶液。进一步，所述展开剂为石油醚与乙酸乙酯按体积比为16:1～6:1的混合液。进一步，所述串联-脱氢反应中，通式I所示化合物过量。进一步，所述串联-脱氢反应中，通式I所示化合物与通式II所示化合物的摩尔比为0.4：0.2。进一步，所述催化剂添加量相当于通式II化合物摩尔量的1/5。进一步，通式I所示化合物为苯并咪唑、5,6-二甲基苯并咪唑、5-甲基苯并咪唑、5-乙酯苯并咪唑、5-氟苯并咪唑、5-氯苯并咪唑、5-溴苯并咪唑、5,6-二氟苯并咪唑或5,6-氯苯并咪唑；所示通式II所示化合物为水杨酸、3-甲基水杨酸、4-甲基水杨酸、5-甲基水杨酸、6-甲基水杨酸、3-甲氧基水杨酸、5-甲氧基水杨酸、5-氟水杨酸、5-氯水杨酸或5-溴水杨酸。本专利技术的有益效果在于：本专利技术公开的铜盐催化噁嗪酮类化合物的合成方法，使用苯并咪唑、取代的苯并咪唑等和水杨酸类为原料，容易获得，并且反应采用一锅法完成C-N偶联、C-O脱氢反应，反应条件温和，即环保，又节约成本，且使用CuBr为催化剂，不使用贵重、有毒金属、强氧化剂或强碱，进一步降低了生产成本，另外利用本专利技术的方法得到的噁嗪酮类化合物种类多，并且收率可高达81％。具体实施方式下面将对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。实施例1、12H-苯并[e]苯并[4,5]咪唑并[2,1-b][1,3]噁嗪-12-酮(化合物III-1)的制备在25mLSchlenk反应管中加入CuBr6mg(0.04mmol)、TEMPO5mg(0.03mmol)、化合物苯并咪唑47mg(0.4mmol)、水杨酸28mg(0.2mmol)、对二甲苯(0.5mL)，然后再加上吡啶33μL(0.4mmol)控温在120℃冷凝回流搅拌反应36小时，冷却至室温，全部转移至25mL的烧瓶中，在旋转蒸发仪上旋去溶剂再加入适量硅胶旋干，然后用300-400目硅胶过柱子，所用展开剂为石油醚：乙酸乙酯＝16:1～6:1，即得化合物III-138mg，产率81％；白色固体；白色固体测得熔点为210-211℃；1HNMR(600MHz,CDCl3)δ＝8.38(d,J＝8.0Hz,1H),8.35(d,J＝7.8Hz,1H),7.83(t,J＝7.8Hz,1H),7.74(d,J＝7.9Hz,1H),7.56(d,J＝8.4Hz,1H),7.53–7.45(m,2H),7.42(t,J＝7.7Hz,1H)ppm。实施例2、8,9-二甲基-12H-苯并[e]苯并[4,5]咪唑并[2,1-b][1,3]噁嗪-12-酮(化合物III-2)的制备在25mLSchlenk反应管中加入CuBr6mg(0.04mmol)、TEMPO5mg(0.03mmol)、化合物5.6-二甲基苯并咪唑59mg(0.4mmol)、水杨酸28mg(0.2mmol)、对二甲苯(0.5mL)，然后再加上吡啶33μL(0.4mmol)控温在120℃冷凝回流搅拌反应36小时，冷却至室温，全部转移至25mL的烧瓶中，在旋转蒸发仪上旋去溶剂再加入适量硅胶旋干，然后用300-400目硅胶过柱子，所用展开剂为石油醚：乙酸乙酯＝16:1～6:1，即得化合物III-230mg，产率57％；白色固体；白色固体测得熔点为224-225℃；1HNMR(600MHz,CDCl3)δ＝8.32(d,J＝7.8Hz,1H),8.13(s,1H),7.80(t,J＝7.8Hz,1H),7.53(d,J＝8.4Hz,1H),7.50–7.44(m,2H),2.42(s,3H),2.39(s,3H)ppm；13CNMR(151MHz,CDCl3)δ156.3,153.3,150.5,137.7,136.1,135.0,132.8,128.1,126.9,125.3,119.4,117.3,115.3,114.3,20.4,20.3ppm；HRMS:[M+H]+calculatedforC16H12N2O2+H+:265.0977,found265.0978；IR(KBr)υ2921,1721,1635,1570,1464,1388,1354,1290,1264,1169,754cm-1。实施例3、9-甲基-12H-苯并[e]苯并[4,5]咪唑并[2,1-b][1,3]噁嗪-12-酮和8-甲基-12H-苯并[e]苯并[4,5]咪唑并[2,1-b][1,3]噁嗪-12-酮(化合物III-3-1和化合物III-3-2)的制备在25mLSchlenk反应管中加入CuBr6mg(0.04mmol)、TEMPO5mg(0.本文档来自技高网...
【技术保护点】
铜盐催化一锅合成苯并咪唑并噁嗪酮类化合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：将通式I所示化合物、通式II所示化合物、催化剂、TEMPO加入反应管中，然后加入吡啶和有机溶剂进行串联‑脱氢反应，冷却，去除溶剂，纯化，得到产物III；其化学反应式如下：
【技术特征摘要】
1.铜盐催化一锅合成苯并咪唑并噁嗪酮类化合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：将通式I所示化合物、通式II所示化合物、催化剂、TEMPO加入反应管中，然后加入吡啶和有机溶剂进行串联-脱氢反应，冷却，去除溶剂，纯化，得到产物III；其化学反应式如下：R1为氢、甲基、甲氧基、酯基或卤素；R2为氢、甲基或卤素；R3为氢、甲基、甲氧基或卤素。2.根据权利要求1所述铜盐催化一锅合成苯并咪唑并噁嗪酮类化合物的合成方法，其特征在于：R1、R2为氢，R3为氢、甲基、甲氧基或卤素；或R1为甲基、甲氧基、酯基或卤素，R2为氢，R3为氢；或R1、R2为甲基或卤素，R3为氢。3.根据权利要求1所述铜盐催化一锅合成苯并咪唑并噁嗪酮类化合物的合成方法，其特征在于：所述有机溶剂为对二甲苯，所述的催化剂为Cu(OAc)2·H2O，CuCl，CuCl2，CuBr，CuBr2或CuI。4.根据权利要求1～3任一项所述铜盐催化一锅合成苯并咪唑并噁嗪酮类化合物的合成方法，其特征在于：所述串联-脱氢反应的条件是在空气中120℃冷凝回流搅拌反应36h。5.根据权利要求1～3任一项所述铜盐催化一锅合成苯并咪唑并噁嗪酮类化合物的合成方法，其特征在于：所述纯化为加入硅胶后旋干，然后用300-400目硅胶过柱子，展开剂为石油...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡桂鑫，谢丹，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50
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