一种2-噁唑啉酮衍生物的制备方法技术

本发明专利技术涉及本一种2-噁唑啉酮衍生物的制备方法，属于有机合成技术领域。所述制备方法如下：向伯胺中通入二氧化碳，得到氨基甲酸铵盐，然后将氨基甲酸铵盐与催化剂、溶剂、末端炔烃和醛混合，密封后于搅拌下40～120℃反应8～24h，反应完毕，硅胶柱层析分离得到所述一种2-噁唑啉酮衍生物；催化剂为氯化亚铜、溴化亚铜、碘化亚铜、硫氰酸亚铜、三氟甲磺酸铜、氧化亚铜、硫酸铜、硝酸铜或醋酸铜；溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、二乙二醇、异丙醇或N,N-二甲基甲酰胺。所述制备方法用二氧化碳作为伯胺的保护试剂，同时作为反应物，极大降低了催化剂用量，提高了反应效率，反应在常压下进行，不需要无氧操作，简便安全，原料廉价易得。

【技术实现步骤摘要】
一种2-噁唑啉酮衍生物的制备方法
本专利技术涉及一种2-噁唑啉酮(2-oxazolidinone)衍生物的制备方法，具体地说，涉及一种温和条件下将二氧化碳(CO2)固定为2-噁唑啉酮衍生物的绿色合成方法，属于有机合成

技术介绍
近代以来，由于人类活动消耗大量的化石燃料，导致大气层中的二氧化碳持续积累，进而引发温室效应、海平面上升等一系列环境问题。几年来，二氧化碳的固定与资源化利用已经引起广泛关注。在有机合成方面，由于其廉价易得、安全无毒等特性，二氧化碳可以作为羧(酯)基化试剂合成具有高附加值的化学品(T.Sakakura,J.-C.Choi,H.Yasuda,Chem.Rev.,2007,107,2365-2387；K.Huang,C.-L.Sun,Z.-J.Shi,Chem.Soc.Rev.,2011,40,2435-2452；S.N.Riduan,Y.Zhang,DaltonTrans.,2010,39,3347-3357；M.Cokoja,C.Bruckmeier,B.Rieger,W.A.Herrmann,F.E.Kühn,Angew.Chem.Int.Ed.,2011,50,8510-8537；D.J.Darensbourg,Chem.Rev.,2007,107,2388-2410.)。2-噁唑啉酮是非常重要的羰基杂环骨架，在医药、农药、不对称合成、精细化学品的合成中具有十分广泛的应用(T.A.Mukhtar,G.D.Wright,Chem.Rev.,2005,105,529-542.)。目前，工业上主要通过光气法来合成2-噁唑啉酮。由于光气具有剧毒，且在使用过程会产生腐蚀性的HCl气体，因此，光气法常常带来设备腐蚀、环境污染等隐患。随着人们环保意识的加强及绿色化学的兴起，开发绿色环保的工艺合成2-噁唑啉酮具有重要意义和应用价值。近年来，以二氧化碳作为酯基化试剂合成2-噁唑啉酮类化合物的方法主要有：二氧化碳与氮杂环丙烷反应、二氧化碳与炔丙胺反应、二氧化碳与氨基醇反应(Z.-Z.Yang,L.-N.He,J.Gao,A.-H.Liu,B.Yu,EnergyEnviron.Sci.,2012,5,6602-6639；J.Hu,J.Ma,Q.Zhu,Z.Zhang,C.Wu,B.Han,Angew.Chem.Int.Ed.,2015,54,5399-5403；S.Kikuchi,S.Yoshida,Y.Sugawara,W.Yamada,K.Sekine,I.Iwakura,T.Ikeno,T.Yamada,H.-M.Cheng,Bull.Chem.Soc.Jpn.,2011,84,698-717；M.Yoshida,T.Mizuguchi,K.Shishido,Chem.Eur.J.,2012,18,15578-15581；A.Ueno,Y.Kayaki,T.Ikariya,GreenChem.,2013,15,425-430；H.Zhou,Y.-M.Wang,W.-Z.Zhang,J.-P.Qu,X.-B.Lu,GreenChem.,2011,13,644-650.)。但是所述方法通常需要高温、高压等反应条件，并且反应原料需要繁琐的合成步骤、价格昂贵，制备的2-噁唑啉酮衍生物类型十分有限。2008年，李朝军课题组报道了廉价易得端炔、醛、伯胺、二氧化碳四组分串联反应实现了2-噁唑啉酮衍生物的合成，但是所述方法中催化剂用量高达30mol％，在一定程度上限制了其应用(Yoo,W.-J.；Li,C.-J.,AdvSynthCatal2008,350,1503-1506)。因此，发展高效率、低能耗、条件温和、经济环保的绿色合成方法迫在眉睫。
技术实现思路
鉴于现有技术存在缺陷，本专利技术的目的在于提供一种2-噁唑啉酮衍生物的制备方法，所述方法可在温和条件下，实现高效、经济、环保地制备2-噁唑啉酮衍生物。为实现本专利技术的目的，提供以下技术方案。一种2-噁唑啉酮衍生物的制备方法，所述2-噁唑啉酮衍生物的化学结构式为：其中，R1为烷基或苄基，R2为芳基，R3为芳基；所述制备方法步骤如下：向伯胺中通入二氧化碳，得到白色固体为氨基甲酸铵盐，然后将氨基甲酸铵盐与催化剂、溶剂、末端炔烃和醛混合，密封后在搅拌条件下于40℃～120℃反应8h～24h，反应完毕，通过硅胶柱层析分离，得到本专利技术所述的一种2-噁唑啉酮衍生物。其中，所述伯胺优选为1-正丁胺、环戊胺、环己胺或苄胺。催化剂为氯化亚铜、溴化亚铜、碘化亚铜、硫氰酸亚铜、三氟甲磺酸铜、氧化亚铜、硫酸铜、硝酸铜或醋酸铜。溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、二乙二醇、异丙醇或N,N-二甲基甲酰胺。末端炔烃优选为苯乙炔、4-甲基苯乙炔、4-甲氧基苯乙炔或4-氟苯乙炔。醛优选为苯甲醛、4-氯苯甲醛、2-氯苯甲醛、4-甲氧基苯甲醛、3-甲氧基苯甲醛、2-甲氧基苯甲醛、4-羟基苯甲醛或4-硝基苯甲醛。所述末端炔烃、醛与氨基甲酸铵盐的摩尔比优选为1:1:1～2:2:1。以二氧化碳的摩尔百分数为100％计，所述催化剂用量优选为1mol％～5mol％。本专利技术所述制备方法的反应通式如下：有益效果1.本专利技术提供了一种2-噁唑啉酮衍生物的制备方法，所述方法使用二氧化碳作为伯胺的保护试剂，同时作为反应物，在常温常压条件下，将二氧化碳与伯胺转化为相应的氨基甲酸铵盐，避免伯胺对过渡金属催化剂的毒化；氨基甲酸铵盐在反应中不会毒化过渡金属催化剂，并参与成环反应，实现二氧化碳的固定；通过二氧化碳对伯胺的保护，极大地降低了过渡金属催化剂的用量，提高了反应效率，避免使用高压反应设备；2.本专利技术提供了一种2-噁唑啉酮衍生物的制备方法，所述方法反应条件温和、在常压下进行、不需要无氧条件操作、简便安全、催化剂用量低、原料廉价易得。具体实施方式下面通过实施例详述本专利技术，当然，本专利技术不限于下述的实施例。实施例1在50mL反应管中加入1-正丁胺20mL，向其中通入二氧化碳气体，流速约25mL/min，5min得到白色固体，为丁基氨基甲酸丁铵盐；向具有磁力搅拌的10mL反应管中，加入催化剂CuI10mg，溶剂异丙醇0.4mL、苯乙炔2mmol、苯甲醛2mmol、丁基氨基甲酸丁铵盐1mmol，密封反应管后控制反应温度为80℃，磁力搅拌下反应18h，反应完毕，硅胶柱层析分离得到终产物，以二氧化碳摩尔量为100％计，终产物的产率为84％。终产物经核磁共振、气质联用、高分辨质谱鉴定，为本专利技术所述的一种2-噁唑啉酮衍生物，具体结果如下：(Z)-5-benzylidene-3-butyl-4-phenyloxazolidin-2-one，1HNMR(CDCl3,400MHz):δ＝7.53-7.51(m,2H),7.44-7.42(m,3H),7.35-7.28(m,4H),7.20-7.17(m,1H),5.38(d,1H,J＝2.0Hz),5.25(d,1H,J＝2.0Hz),3.55-3.48(m,1H,),2.86-2.80(m,1H),1.46-1.44(m,2H),1.29-1.25(m,2H),0.88(t,3H,J＝7.4Hz)；13CNMR(CDCl3,100.6MHz):δ＝155.1,147.7,137.3,13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种2‑噁唑啉酮衍生物的制备方法，其特征在于：所述制备方法步骤如下：向伯胺中通入二氧化碳，得到白色固体为氨基甲酸铵盐，然后将氨基甲酸铵盐与催化剂、溶剂、末端炔烃和醛混合，密封后在搅拌条件下于40℃～120℃反应8h～24h，反应完毕，通过硅胶柱层析分离，得到所述一种2‑噁唑啉酮衍生物；催化剂为氯化亚铜、溴化亚铜、碘化亚铜、硫氰酸亚铜、三氟甲磺酸铜、氧化亚铜、硫酸铜、硝酸铜或醋酸铜；溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、二乙二醇、异丙醇或N,N‑二甲基甲酰胺。

【技术特征摘要】
1.一种2-噁唑啉酮衍生物的制备方法，其特征在于：所述制备方法步骤如下：向伯胺中通入二氧化碳，得到白色固体为氨基甲酸铵盐，然后将氨基甲酸铵盐与催化剂、溶剂、末端炔烃和醛混合，密封后在搅拌条件下于40℃～120℃反应8h～24h，反应完毕，通过硅胶柱层析分离，得到所述一种2-噁唑啉酮衍生物；催化剂为碘化亚铜；以二氧化碳的摩尔百分数为100％计，催化剂用量为1mol％～5mol％；溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、二乙二醇、异丙醇或N,N-二甲基甲酰胺。2.根据权利要求1所述的一种2-噁唑啉酮衍生物的制备方法，其特征在于：伯胺为1-正丁胺、环戊胺、环己胺或苄胺。3.根据权利要求1所述的一种2-噁唑啉酮衍生物的制备方法，其特征在于：末端炔烃为苯乙炔、4-甲基苯乙炔、4-甲氧基苯乙炔或4-氟苯乙炔。4.根据权利要求1所述的一种2-噁唑啉...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡长文，於兵，程彬彬，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11