一种利用电化学微通道反应装置连续制备1,3-茚二酮螺咪唑啉类化合物的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用电化学微通道反应装置连续制备1,3

A method for continuous preparation of 1,3-indenedione spirimidazoline compounds using electrochemical microchannel reaction device

【技术实现步骤摘要】
一种利用电化学微通道反应装置连续制备1,3
‑
茚二酮螺咪唑啉类化合物的方法


[0001]本专利技术属于有机化学合成
，具体涉及一种利用电化学微通道反应装置连续制备1,3
‑
茚二酮螺咪唑啉类化合物的方法。

技术介绍

[0002]1,3
‑
茚二酮及螺咪唑啉结构是大量天然产物及具有生理活性化合物的关键骨架和重要结构单元，也可被用作重要中间体来合成和衍生化更复杂的有机分子。因此，1,3
‑
茚二酮螺咪唑啉类化合物拥有着更多、更潜在的应用前景，不仅能在工业上用于染料、颜料以及半导体的合成，还具有抗炎，抗病毒，抗菌和抗肿瘤等作用，此外，还能在法医领域中用于指纹识别等。
[0003]在过去的十年中，有机化学家们通过Fe或Cu催化脒与烯醛、查耳酮、硝基烯烃或烯醛的偶联反应，获得不同结构的咪唑啉类化合物。最近，中国科学技术大学的王官武教授课题组报道了通过NIS或NBS促进不同活性烯烃与脒类化合物的环化反应合成咪唑啉类化合物(Xu H,Chen K,Wang G W,Organic Chemistry Frontiers,2018,5(19),2864
‑
2869.)。然而该方法仍存在一些缺点，包括使用过渡金属催化剂及具有腐蚀性氧化剂、苛刻的反应条件及产生当量废物等。
[0004]相较于传统化学合成反应，有机电化学仅利用电子作为氧化还原试剂，无需添加过量氧化剂，可有效避免强放热过程，安全性高，绿色环保。在此基础上，电化学微通道反应装置能够强化反应传质传热过程，从而提高反应速率，缩短反应时间，而且能实现连续制备，操作简便。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种利用电化学微通道反应装置连续制备1,3
‑
茚二酮螺咪唑啉类化合物的方法，以解决现有技术存在的合成步骤繁琐、需要强氧化剂、反应时间长、副产物较多及产率低等问题，绿色简单高效的合成1,3
‑
茚二酮螺咪唑啉类化合物。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种利用电化学微通道连续制备1,3
‑
茚二酮螺咪唑啉类化合物的方法，将式1所示的2
‑
芳基
‑
1,3
‑
二酮类化合物、式2所示的N
‑
苯基苄脒类化合物、电解质和溶剂混合制备成均相溶液，然后用注射泵将此溶液单股进样通入电化学微通道反应装置的进样口，在此装置中进行连续的电化学反应，即可得到含有式3所示的1,3
‑
茚二酮螺咪唑啉类化合物。
[0007][0008]其中，
[0009]Ar1选自苯、甲基苯、甲氧基苯、氯苯、溴苯、萘环、噻吩或吡啶基；进一步优选地，Ar1选自苯、4
‑
甲基苯、4
‑
氯苯、3
‑
甲氧基苯、2
‑
溴苯、吡啶基。
[0010]Ar2选自苯、甲基苯、甲氧基苯、氯苯、溴苯；进一步优选地，Ar2选自苯、4
‑
甲基苯、4
‑
溴苯、3
‑
甲基苯。
[0011]Ar3选自苯、甲基苯、甲氧基苯、氯苯、溴苯；进一步优选地，Ar3选自苯、4
‑
溴苯、3
‑
甲氧基苯、3
‑
氯苯。
[0012]其中，所述电解质为四丁基六氟磷酸铵、四丁基四氟硼酸铵、四丁基溴化铵、四甲基碘化铵、四乙基碘化铵、四丁基碘化铵、四乙基高氯酸铵、四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、碘化铵、碘化钠、溴化铵、溴化钠中的任意一种或几种组合；优选地，所述电解质为四丁基碘化铵。
[0013]其中，所述式1所示的2
‑
芳基
‑
1,3
‑
二酮类化合物在混合均相溶液中的浓度为0.01
‑
0.10mmol/mL；优选地，所述混合均相溶液中，式1所示的2
‑
芳基
‑
1,3
‑
二酮类化合物的浓度为0.04mmol/mL。
[0014]其中，所述式2所示的N
‑
苯基苄脒类化合物在混合均相溶液中的浓度为0.01
‑
0.05mmol/mL；优选地，所述混合均相溶液中，式2所示的N
‑
苯基苄脒类化合物的浓度为0.02mmol/mL。
[0015]其中，所述电解质在混合均相溶液中的浓度为0.01
‑
0.10mmol/mL；优选地，所述混合均相溶液中，电解质的浓度为0.04mmol/mL。
[0016]其中，所述溶剂为乙腈、二氯甲烷、1,2
‑
二氯乙烷、三氟乙醇、六氟异丙醇、甲醇乙醇和水中任意一种或几种组合；优选地，所述溶剂为乙腈。
[0017]其中，所述电化学微通道反应装置分别包括进料泵、阳极片、阴极片、微通道反应器和接收器；其中，所述微通道反应器的两侧分别设有阳极片和阴极片；其中，所述的进料泵、微通道反应器和接收器依次串联连接；其中，所述连接是通过管道连接。
[0018]其中，所述阳极片为石墨碳电极或铂片电极；优选地，所述阳极片为石墨碳电极。
[0019]其中，所述阴极片为石墨碳电极或铂片电极；优选地，所述阴极片为铂片电极。
[0020]优选地，所述为微反应器的名称为the Asia Flux module，厂家为Syrris Ltd，型号为Model No.2200554。
[0021]其中，所述微通道反应装置中管道等装置的部分材料为聚四氟乙烯材质。
[0022]其中，所述反应的电流为5
‑
25mA；优选地，所述反应的电流为12mA。
[0023]其中，所述反应的温度为22
‑
30℃；优选地，所述反应的温度为室温。
[0024]其中，所述反应的停留时间为0.5
‑
7.5min；优选地，所述反应的停留时间为5
[0025]min。
[0026]其中，当所述微反应器通道的体积为225μL时，所述混合均相溶液的流速30
‑
450μ
L/min；优选地，当所述微反应器的体积为225μL时，所述混合均相溶液的流速为45μL/min。
[0027]有益效果：与现有技术相比，本专利技术所提供的方法无需添加贵重的有机或金属催化剂，反应条件温和，安全性高，绿色环保，还能极大地减少反应时间，提高反应速率，而且操作简单。
附图说明
[0028]图1为本专利技术微通道电合成反应装置图；
[0029]图2为本专利技术的反应路径图；
[0030]图3为3aa的氢谱和碳谱图；
[0031]图4为3ba的氢谱和碳谱图；
[0032]图5为3ca的氢谱和碳谱图；
[0033]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用电化学微通道反应装置连续制备1,3
‑
茚二酮螺咪唑啉类化合物的方法，其特征在于，将式1所示的2
‑
芳基
‑
1,3
‑
茚二酮类化合物、式2所示的N
‑
苯基苄脒类化合物、电解质和溶剂混合制备成均相溶液，然后用注射泵将此均相溶液单股进样通入电化学微通道反应装置的进样口，在此装置中进行连续的电化学反应，即可得到含有式3所示的1,3
‑
茚二酮螺咪唑啉类化合物，其中，Ar1为苯、甲基苯、甲氧基苯、氯苯、溴苯、萘环、噻吩或吡啶基；Ar2为苯、甲基苯、甲氧基苯、氯苯或溴苯；Ar3为苯、甲基苯、甲氧基苯、氯苯或溴苯。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述电解质为四丁基六氟磷酸铵、四丁基四氟硼酸铵、四丁基溴化铵、四甲基碘化铵、四乙基碘化铵、四丁基碘化铵、四乙基高氯酸铵、四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、碘化铵、碘化钠、溴化铵、溴化钠中的任意一种或几种组合。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述式1所示的2
‑
芳基
‑
1,3
‑
茚二酮类化合物在混合均相溶液中的浓度为0 .01
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭凯，张赛，段金电，徐高晨，方正，李玉光，季栋，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：