一种由离子液体催化合成N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物的方法技术

本发明专利技术公开了一种由离子液体催化合成N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物或手性N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物的方法。本发明专利技术制备方法的过程是将催化量的离子液体加入到芳氨基甲酸乙酯和环氧化合物或手性环氧化合物的混合物中，反应得到所述的N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物或手性N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物。本发明专利技术的方法使用无毒的原料和催化剂，具有反应条件温和、操作简单安全、不需要添加任何有机溶剂、环境友好等特点，且制备得到的N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物或手性N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物在药物领域有着广泛的应用。

Method for synthesizing N- aryl alkyl -2- ketone compound by ionic liquid catalysis

The invention discloses a method for synthesizing N- aryl alkyl -2- ketone compounds or chiral N- aryl alkyl -2- ketone compounds by ionic liquid catalysis. The process of the preparation method of the invention is a catalytic amount of ionic liquid added to the mixture of aromatic urethane and epoxy compounds or chiral epoxy compounds, the reaction of N- aryl ketones or oxazolidine -2- chiral oxazolidine -2- N- aryl ketones. The method of the invention uses non-toxic materials and catalyst, the reaction condition is mild, simple and safe operation, do not need to add any organic solvent, environmental friendly, and prepared N- aryl ketones or chiral oxazolidine -2- N- aryl ketone -2- oxazolidine compounds are widely used in medicine field.

【技术实现步骤摘要】
一种由离子液体催化合成N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物的方法
本专利技术属于有机合成
，具体涉及一种由离子液体催化合成N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物或手性N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物的方法。
技术介绍
噁唑烷酮是一类重要的有机杂环化合物，在许多领域(医药、农药、聚合物和有机合成中间体等)都有着广泛的应用。在医药领域，可用作抗菌剂、肌肉松弛剂、5-羟色胺受体激动剂等(Bioorganic&MedicinalChemistry14(2006)4227–4240)、(ChemicalReviews105(2005)529-542)。自上世纪九十年代以来，不断有噁唑烷酮类新药上市，如：佐米曲普坦、利奈唑酮等。在农药领域，噁唑烷酮环的引入可以增强除草剂的除草活性。因此，被广泛用来合成高效除草剂。在聚合物领域，由于噁唑烷酮环具有很高的耐热性，可提高聚合物的耐热性、绝缘性和阻燃性，因此可以用来合成和改性聚合物。在有机合成中间体领域，噁唑烷酮作为一种氨基甲酸内酯，可用于合成手性氨基酸、硫醚、氨基醇、磷酸酯化试剂等(JournalofMedicinalChemistry51(2008)6558-6562)。总之，噁唑烷酮类化合物在医药、工业生产以及日常生活中均有着重要的用途。由于噁唑烷酮是一类重要的化合物，因此关于它的合成则有着许多研究，进而一系列的合成方法被发现和发展。常见的合成方法有下面几类：第一类是以氨基醇类化合物为原料，分别与光气及其衍生物反应(JournaloftheAmericanChemicalSociety78(1956)4962-4965)；与CO/O2反应(JournalofCatalysis227(2004)542-546)、(TheJournalofOrganicChemistry68(2003)601-604)；与CO2直接反应(OrganicLetters6(2004)2885-2888)；与碳酸二甲酯或碳酸二乙酯反应(JournalofCatalysis197(2001)91-97)、(AdvancedSynthesis&Catalysis349(2007)1671-1675)等生成噁唑烷酮类化合物。上述的一些方法存在着使用有毒的原料、昂贵的催化剂、反应条件苛刻(高温、高压、反应时间长)、安全性较差等问题。第二类是以异氰酸酯和环氧化合物为原料，铵盐(TheJournalofOrganicChemistry23(1958)1922-1924)、卤化物(TetrahedronLetters12(1971)809-812)或金属配合物(锂、铬、钒、稀有金属等)(ChemistryCommunications50(2014)15187-15190)、(RSCAdvances4(2014)31345-31352)、(ChemCatChem7(2015)1145-1151)等为催化剂，反应生成噁唑烷酮。这些方法存在着一些缺陷，包括使用有毒的异氰酸酯为原料，有毒的卤化物或昂贵的金属配合物为催化剂，需要较高的反应温度和较长的反应时间等。由于上述两大类方法都存在着使用有毒原料的问题，因此为了环保考虑，科研工作者发展了一类由氨基甲酸酯和环氧化合物为原料反应生成噁唑烷酮的方法。该方法使用了无毒的起始原料，引起了科研工作者的极大兴趣。关于该方法已经发展了许多催化体系，如：双金属氧化物(CatalysisCommunications28(2012)13–17)、金属配合物(OrganicLetters7(2005)1983-1985)、碱性试剂(TheJournalofOrganicChemistry29(1964)379-382)等，但仍然存在着一些问题，如环氧化合物大大过量，催化剂昂贵、有毒，反应温度过高，反应时间过长等。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供了一种由离子液体催化合成N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物或手性N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物的方法。与现有技术相比较，本专利技术方法使用了离子液体这一“绿色溶剂”代替了传统的金属氧化物催化剂、金属配合物催化剂或碱性试剂催化剂等，解决了传统催化剂污染大的问题。本专利技术方法反应条件温和、反应操作简单安全、反应不需要添加任何有机溶剂，环境友好等。并且本专利技术方法可以应用于芳氨基甲酸乙酯与手性环氧化合物反应，得到对映选择性(ee)大于99.9％的手性N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物。本专利技术提出的N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物或手性N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法如下反应式(a)所示：反应式(a)；其中，通式(I)为芳氨基甲酸乙酯，通式(II)为环氧化合物或手性环氧化合物，通式(III)为N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物或手性N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物；即，当通式(II)为环氧化合物时，合成的通式(III)为N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物，反应过程如反应式(a’)所示：反应式(a’)；当通式(II)为手性环氧化合物时，合成的通式(III)为手性N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物，反应过程如反应式(b’)或(b”)所示：反应式(b’)；反应式(b”)；其中，将上式中式(I)所示的芳氨基甲酸乙酯与式(II)所示的环氧化合物或手性环氧化合物按摩尔比1:1～1:10的比例进行混合，加入催化量的离子液体，在反应温度为25～150℃之间反应1～5d，制备得到式(III)所示的N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物或手性N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物；其中，通式(I)中的R1选自氢、烷基、烷氧基、卤素或硝基。其中，所述烷基选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、异丙基或叔丁基；所述烷氧基选自甲氧基、乙氧基、丙氧基或异丙氧基；所述卤素选自氯、溴或碘。其中，通式(II)中的R2选自氢、烷基、卤代烷基、芳基或醚基。其中，所述烷基选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、异丙基或叔丁基；所述卤代烷基选自氯甲基、溴甲基、碘甲基、氯乙基、溴乙基或碘乙基；所述芳基选自苯基、邻甲基苯基、间甲基苯基、对甲基苯基、邻乙基苯基、间乙基苯基或对乙基苯基；所述醚基选自苯氧甲基、邻甲基苯氧甲基、间甲基苯氧甲基、对甲基苯氧甲基或苯氧乙基。本专利技术提出的N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物或手性N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物的制备方法中，所述离子液体选自1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-2,3-二甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐、1-丁基-2,3-二甲基咪唑溴盐、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐、1-丁基-2,3-二甲基咪唑氯盐、1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-丁基-2,3-二甲基咪唑醋酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-2,3-二甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑乳酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑-L-乳酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑-D-乳酸盐中的任意一种或任意两种以上的混合物。本专利技术提出的N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物或手性N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物的制备方法中，所述芳氨基甲酸乙酯与所述环氧化合物或手性环氧化合物的摩尔比优选地为1:1～1:5。本专利技术提出的N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物或手性N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由离子液体催化合成N‑芳基噁唑烷‑2‑酮类化合物或手性N‑芳基噁唑烷‑2‑酮类化合物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将式(I)所示的芳氨基甲酸乙酯与式(II)所示的环氧化合物或手性环氧化合物按摩尔比1:1～1:10的比例进行混合，加入催化量的离子液体，在反应温度为25～150℃的条件下，反应1～5d，制备得到式(III)所示的N‑芳基噁唑烷‑2‑酮类化合物或手性N‑芳基噁唑烷‑2‑酮类化合物；所述方法如下反应式(a)所示：

【技术特征摘要】
1.一种由离子液体催化合成N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物或手性N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将式(I)所示的芳氨基甲酸乙酯与式(II)所示的环氧化合物或手性环氧化合物按摩尔比1:1～1:10的比例进行混合，加入催化量的离子液体，在反应温度为25～150℃的条件下，反应1～5d，制备得到式(III)所示的N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物或手性N-芳基噁唑烷-2-酮类化合物；所述方法如下反应式(a)所示：其中，式(I)中的R1选自氢、烷基、烷氧基、卤素或硝基；其中，式(II)中的R2选自氢、烷基、卤代烷基、芳基或醚基。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烷基选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、异丙基或叔丁基；所述烷氧基选自甲氧基、乙氧基、丙氧基或异丙氧基；所述卤代烷基选自氯甲基、溴甲基、碘甲基、氯乙基、溴乙基或碘乙基；所述卤素选自氯、溴或碘；所述芳基选自苯基、邻甲基苯基、间甲基苯基、对甲基苯基、邻乙基苯基、间乙基苯基或对乙基苯基；所述醚基选自苯氧甲基、邻甲基苯氧甲基、间甲基苯氧甲基、对甲基苯氧甲基或苯氧乙基。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离子液体选自1-丁基-3-甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：高国华，陈必华，叶朗，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海,31