本发明专利技术公开了一种噁唑烷酮化合物的制备方法，其特征在于采用氮桥联三芳氧基稀土金属配合物作为催化剂催化二氧化碳、芳香胺和环氧烷的加成反应，制备噁唑烷酮化合物，所述催化剂通式为：LLn(THF)3，其化学结构式为：其中：Ln为稀土金属，选自镧、钕、钐和钇中的一种，THF为四氢呋喃；通式中L表示氮桥连三芳氧基配体，选自L1H3、L2H3、L3H3中的一种，L1H3为氨基三亚甲基[三(4,6-二甲基苯酚)]，L2H3为氨基三亚甲基[三(4,6-二氯苯酚)]，L3H3为氨基三亚甲基[三(4-甲基-6-叔丁基苯酚)]，上述三种配体的化学结构式依次为：本方法的催化剂制备简单、原料成本低、反应条件温和；且由该方法制备噁唑烷酮化合物的催化活性高，底物适应范围广。
【技术实现步骤摘要】
具体涉及一种氮桥联三芳氧基稀土金属配合物在催化二氧化碳、芳香胺和环氧烷 反应制备噁唑烷酮中的应用。
技术介绍
嚼唑烧酮类化合物是一种重要的有机合成中间体，具有广泛的用途。比如嚼唑烧 酮类化合物可以用来合成一些抗细菌（如：分支杆菌，葡萄杆菌，等）的药物等。因此，近 年来噁唑烷酮类化合物的合成受到了人们越来越多的关注。合成噁唑烷酮类化合物的主要 方法包括：（1)环氧烷与异氰酸酯的加成反应；（2)二氧化碳和0 _氨基醇或吖啶反应；（3) 0 _氨基醇和二烷基碳酸酯反应；（4)二氧化碳、芳香胺和环氧烷的三组分反应。目前，对于 前三类反应的催化体系已有一些报道，但是对通过二氧化碳、芳香胺和环氧烷的三组分反 应制备噁唑烷酮类化合物的催化体系却鲜有报道。 关于环氧烷与异氰酸酯加成制备噁唑烷酮类化合物催化体系的报道： (1)2013年，North, M.课题组报道了双Salen铝化合物可以催化异氰酸酯和环 氧烷的环加成反应，用5mol %的催化剂，在80°C下，反应18小时，可以当量转化，并且有 较好的区域选择性。（参见：Baronsky，T. ;Beattie，C. ;Harrington，R.W. ;Irfan，R.; North, M. ；0sende, J. G. , Young, C. ACSCatal. 2013, 3, 790-797) 〇 (2)2015年，姚英明课题组报道了氮桥联三芳氧基稀土金属配合物催化异氰酸 酯和环氧烷的环加成反应，用〇. 5mol %的催化剂用量，在80°C下，反应18小时，可以当 量转化，并且有较好的区域选择性。（参见：Wang，P. ;Qin，J. ;Yuan，D. ;Wang，Y. ;Yao，Y. ChemCatChem 2015, 7, 1145 - 1151)。 关于二氧化碳和P _氨基醇或吖啶反应制备噁唑烷酮类化合物催化体系的报道： 2010年，He，L. N.课题组报道了用离子液体作为催化剂催化二氧化碳和吖啶反 应，催化剂用量为lmol %，反应压力为6MPa，反应温度为90°C，反应3小时，可以定量转化。 (参见：Yang，Z. Z. ;He，L. N. ;Peng，S. Y. ;Liu，A. H. Green Chem. 2010, 12, 1850 - 1854) 〇 关于P _氨基醇和二烷基碳酸酯反应制备噁唑烷酮类化合物催化体系的报道： 2011年，〇rd6fiez，M.课题组报道了用MeONa或1(20)3作为催化剂在微波条件 下催化0 _氨基醇和二烷基碳酸酯反应制备噁唑烷酮，反应温度为125 - 135°C，产率大于 90%。（参见：Nava，R.M. ;Zertuche，M.F.;〇rd6fiez，M.Molecules 2011,16,8803)。 关于二氧化碳、苯胺和环氧烷的三组分反应制备噁唑烷酮类化合物催化体系的报 道： 2014年，Gao, G. H.课题组报道了用双离子液体作为催化剂催化二氧化碳、芳香胺 和环氧烷的三组分反应制备噁唑烷酮，用l〇mol %的催化剂在140°C反应9小时，可以得到 噁唑烷酮化合物。（参见：Wang，B.S. ;Elageed，E.H.M. ;Zhang，D.W. ;Yang，S.J. ;Wu，S.; Zhang, G. R. ;Gao, G. H. ChemCatChem2014, 6, 278 - 283) 〇 到目前为止，尚未见到以稀土金属配合物作为催化剂催化二氧化碳、芳香胺和环 氧烷反应，制备噁唑烷酮化合物的报道。
技术实现思路
本专利技术目的是：提供，该方法的催化剂制备简单、 原料成本低、反应条件温和；且由该方法制备得到的噁唑烷酮化合物的催化活性更高，底物 适应范围更广，能够很好地克服现有技术在这方面的不足。 本专利技术用以实现上述技术目的的技术方案是：， 其特征在于采用氮桥联三芳氧基稀土金属配合物作为催化剂催化二氧化碳、芳香胺和环 氧烷的加成反应，制备噁唑烷酮化合物，所述催化剂通式为：LLn (THF) 3，其化学结构式为： 其中：Ln为稀土金属，选自镧、钕、钐和钇中的一种，THF为四氢呋喃；通式中L表 示氮桥连三芳氧基配体，选自1^13、1/113、1^1 3中的一种，11113为氨基三亚甲基({2,2'，2"-t;ris})， 1^13为氨基三亚甲基({2, 2'，2"- tris})，1^13为氨基三亚甲基 ({2, 2'，2'，- tris })，上述三 种配体的化学结构式依次为： 进一步的，本专利技术提供的上述制备方法包括下述具体步骤： (1)在无水无氧，惰性气氛中，将称重的所述催化剂和共催化剂用环氧烷溶解，再 加入芳香胺和有机碱，混匀后将混合液注入反应容器中，在温度30~150°C及二氧化碳压 力2~40大气压的反应条件下反应6~24小时； 其中所述共催化剂选自四丁基碘化铵、四丁基溴化铵、双三苯基膦氯化铵、四辛基 溴化铵中的一种； 所述环氧烷、芳香胺、催化剂、共催化剂和有机碱的摩尔比为200~6000:20~ 800:1:0. 5 ~2:20 ~80 ;(2)步骤（1)中反应结束后，除去反应容器中多余的二氧化碳，加入内标试剂，取 出一滴用溶剂稀释后进行气相表征计算反应产率，剩余物以乙酸乙酯和石油醚的混合物作 为洗脱剂，经柱层析分离，得到纯净产物。 本专利技术的上述制备方法的所述步骤（1)的合成工艺反应方程式如下： 式中I产物噁唑烷酮化合 物，其中的R3、R4均选自烷基、芳基、卤素、酯基、醚基以及羟基中的一种，R 5选自烷基、卤素、 硝基和甲氧基中的一种，而cat代表催化剂，cocat代表共催化剂，base代表有机碱。 进一步的，本专利技术中所述环氧烷、芳香胺、催化剂、共催化剂和有机碱的摩尔比为 200 ~6000:100 ~400:1:0. 5 ~2:20 ~80。 更进一步的，本专利技术中所述环氧烷、芳香胺、催化剂、共催化剂和有机碱的摩尔比 为 200 ~4000:200 ~400:1:1 ~2:20 ~60。 进一步的，所述步骤（1)中的反应温度为60~120°C，二氧化碳压力为6~20大 气压。 进一步的，所述步骤（1)中所述有机碱选自1，8_二氮杂双环十一 碳-7-烯、四甲基乙二胺、三乙胺、三乙基二胺中的一种。 进一步的，所述步骤（2)中内标试剂选自正十六烷、正十二烷中的一种，且所述内 标试剂与芳香胺的摩尔比为10:1。 进一步的，所述步骤（2)中所述洗脱剂组分的摩尔比例为：乙酸乙酯：石油醚= 1:1 ~10〇 本专利技术与现有技术相比具有下列优点： 1.本专利技术制备方法中利用氮桥联三芳氧基稀土金属配合物作为催化剂，其结构明 确，合成方法简单，产率高，分离纯化简单；而共催化剂季铵盐的来源广泛，使得本专利技术制备 方法的原料成本低，有利于节约生产成本。 2.本专利技术公开的催化剂活性高，当催化剂的摩尔用量占芳香胺摩尔用量的 0. 25%，而共催化剂的摩尔用量占芳香胺摩尔用量的0. 25 %时，产物收率大于90%，较少 的催化剂用量就能取得较高的产率；并且较少的催化剂用量也有利于产物的提纯。 3.本专利技术公开的制备方法中原料易得、反应条件温和、反应底物普适性广，反应时 间短，目标产物的收率高，反本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种噁唑烷酮化合物的制备方法，其特征在于采用氮桥联三芳氧基稀土金属配合物作为催化剂催化二氧化碳、芳香胺和环氧烷的加成反应，制备噁唑烷酮化合物，所述催化剂通式为：LLn(THF)3，其化学结构式为：其中：Ln为稀土金属，选自镧、钕、钐和钇中的一种，THF为四氢呋喃；通式中L表示氮桥连三芳氧基配体，选自L1H3、L2H3、L3H3中的一种，L1H3为氨基三亚甲基[三(4,6‑二甲基苯酚)]，L2H3为氨基三亚甲基[三(4,6‑二氯苯酚)]，L3H3为氨基三亚甲基[三(4‑甲基‑6‑叔丁基苯酚)]，上述三种配体的化学结构式依次为：
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚英明，王鹏，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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