一种2-取代噁唑啉或2-取代噁嗪的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种合成2-取代噁唑啉或2-取代噁嗪的新方法，以腈和氨基乙醇或3-氨基-1-丙醇为原料，在无溶剂条件下，用可循环利用的硫来诱导合成2-取代噁唑啉和2-取代噁嗪。本发明专利技术方法具有成本低廉，反应流程简单，反应条件温和，反应时间短，产率较高等优点，适宜于工业化生成。

【技术实现步骤摘要】
一种2-取代噁唑啉或2-取代噁嗪的合成方法
本专利技术涉及一种2-取代噁唑啉或噁嗪的合成方法，属于有机化学领域。
技术介绍
2-取代噁唑啉和2-取代噁嗪是含氮杂环化合物中重要的代表物。作为医药、农药、染料和具有生物活性物质合成的关键中间体,2-取代噁唑啉和2-取代噁嗪的应用越来越广泛。例如，2-取代噁唑啉存在于各种重要的药物分子中。如地夫可特是一种具有抗炎、抗过敏作用的药物；2-取代噁嗪是许多药用物质的关键结构单元。如乙酰胆碱脂酶抑制剂是具有抑制酶活性的物质，临床主要用于治疗重症肌无力和青光眼及抗老年性痴呆。强心苷类似物是重要的治疗心脏病的药物。目前2-取代噁唑啉和2-取代噁嗪的合成方法大致可分为两大类：其中一类是以羧酸、醛、酰胺、脂等为原料，以Ersorb-4、离子液体/氯化铟、NBS、KF(40%)/Al2O3等为催化剂的合成。另一类是以腈为原料，以K-10/KSF、H3PW12O40等为催化剂的合成。而目前常用的方法是以腈为原料的合成。现有合成方法不能用来合成双噁嗪，同时还存在反应时间长，温度高，产率较低，催化剂复杂，试剂腐蚀性强等不足。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种工艺简单、反应条件温和、生产成本低、环境污染小、易于大规模工业化生产的合成2-取代噁唑啉或2-取代噁嗪的新方法。本专利技术采用的技术方案如下：结构式（I）所示化合物的合成方法，其特征在于包括以下步骤，R独立地选自芳香基Ar及取代芳香基R1-Ar、杂环基，所述的杂环基为吡啶基、噻吩基、嘧啶基或吡嗪基，R1为C1～C5的烷基、卤素基、氨基、氰基、硝基、噁唑基、噁嗪基，n为1或2，S表示单质硫，以方程式（II）所示的腈与氨基乙醇或3-氨基-1-丙醇在硫诱导下无溶剂反应得到结构式（I）所示化合物。上述反应中腈与氨基乙醇或3-氨基-1-丙醇摩尔比为1:1~1:6，腈与硫的摩尔比为1:0.05~1:0.2，反应温度为100~120oC，反应时间为3~11小时。本专利技术提出了一种在硫诱导下腈和氨基乙醇或3-氨基-1-丙醇反应合成2-取代噁唑啉和2-取代噁嗪的简单方便廉价的合成法，该方法明具有以下优点：1、工艺流程简单，反应条件温和，原料成本相对廉价，有利于工业化生产；2、本专利技术所用的硫可经简单过滤回收，洗涤，干燥后可继续使用，重复使用8次后，无明显的产率下降。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术进行详述，但本专利技术并不限于这些实施例。实施例12-取代噁唑啉的合成：以1a,1d,1k,1l为例进行详细说明。2-(3-吡啶基)噁唑啉（1a）的合成将0.5mmol3-氰基吡啶、1.0mmol氨基乙醇和0.05mmol硫加入到25mL的圆底烧瓶中，在搅拌条件下反应温度为100oC加热9h。反应结束后（TLC监测）冷却至室温。加入6mL乙酸乙酯滤除硫。蒸出乙酸乙酯浓缩后用乙酸乙酯/石油醚(1:1)硅胶柱层析，得到白色固体57.6mg，产率为78%。表征数据：Mp:68-69oC;1HNMR(400MHz,CDCl3):δ9.16(s,1H,ArH),8.71(d,J=3.8Hz,1H,ArH),8.22(d,J=7.9Hz,1H,ArH),7.36(dd,J=7.9,4.9Hz,1H,ArH),4.47(t,J=9.5Hz,2H,CH2),4.10(t,J=9.6Hz,2H,CH2);13CNMR(100MHz,CDCl3):δ163.5,152.8,150.3,136.3,124.7,124.0,68.6,55.8;IR(cm-1,KBr):2908,1653,1591,1358,1262,1079,933,818,703;MS(EI):m/z=148[M]+。2-苯基噁唑啉（1d）的合成将0.5mmol苯甲腈、1.0mmol氨基乙醇和0.05mmol硫加入到25mL的圆底烧瓶中，在搅拌条件下反应温度为100oC加热9h。反应结束后（TLC监测）冷却至室温。加入6mL乙酸乙酯滤除硫。蒸出乙酸乙酯浓缩后用乙酸乙酯/石油醚(3:1)硅胶柱层析，得到无色液体55.1mg，产率为75%。表征数据：1HNMR(400MHz,CDCl3):δ7.94(d,J=8.3Hz,2H,ArH),7.50–7.35(m,3H,ArH),4.43(t,J=9.5Hz,2H,CH2),4.06(t,J=9.5Hz,2H,CH2);13CNMR(CDCl3,100MHz):δ165.6,132.2,129.3,129.1,128.7,68.5,55.9;IR(cm-1,KBr):2936,1649,1603,1496,1360,1260,1079,944,779,694;MS(EI):m/z=147[M]+。2-(4-氰基苯基)噁唑啉（1k）的合成将0.5mmol对苯二腈、0.5mmol氨基乙醇和0.025mmol硫加入到25mL的圆底烧瓶中，在搅拌条件下反应温度为100oC加热4h。反应结束后（TLC监测）冷却至室温。加入6mL乙酸乙酯滤除硫。蒸出乙酸乙酯浓缩后用乙酸乙酯/石油醚(1:1)硅胶柱层析，得到白色固体64.5mg，产率为75%。表征数据：Mp:117-118oC;1HNMR(400MHz,CDCl3):δ8.05(d,J=8.3Hz,2H,ArH),7.71(d,J=8.4Hz,2H,ArH),4.48(t,J=9.6Hz,2H,CH2),4.11(t,J=7.1Hz,2H,CH2);13CNMR(100MHz,CDCl3):δ162.9,132.0,131.7,128.6,118.2,114.5,67.8,55.0;IR(cm-1,KBr):2932,2225,1650,1608,1503,1363,1262,1069,938,847,667;MS(EI):m/z=172[M]+。2,2'-(1,4-亚苯基)双噁唑啉（1l）合成将0.5mmol对苯二腈、3.0mmol氨基乙醇和0.1mmol硫加入到25mL的圆底烧瓶中，在搅拌条件下反应温度为120oC加热11h。反应结束后（TLC监测）冷却至室温。加入6mL乙酸乙酯滤除硫。蒸出乙酸乙酯浓缩后用乙酸乙酯/石油醚(1:1)硅胶柱层析，得到白色固体85.3mg，产率为79%。表征数据：Mp:247-248oC;1HNMR(400MHz,CDCl3):δ7.99(s,4H,ArH),4.45(t,J=9.6Hz,4H,2CH2),4.08(t,J=9.6Hz,4H,2CH2);13CNMR(100MHz,CDCl3):δ164.9,131.1,129.0,68.6,55.9;IR(cm-1,KBr):2932,1642,1413,1364,1255,1080,941,685;MS(EI):m/z=216[M]+。专利技术人进行了相应的对比试验，在不加硫而其它条件与上述实施例相同的情况下合成1a,1d,1k,1l，产率依次为5%、6%、7%、7%。实施例22-取代噁嗪的合成：以2a,2d,2k,2l为例进行详细说明。2-(3-吡啶基)噁嗪（2a）的合成将0.5mmol3-氰基吡啶、1.0mmol3-氨基-1-丙醇和0.05mmol硫加入到25mL的圆底烧瓶中，在搅拌条件下反应温度为100oC加热6h。反应结束后（TLC监测）本文档来自技高网...

【技术保护点】
结构式（I）所示化合物的合成方法，其特征在于包括以下步骤，R独立地选自芳香基Ar及取代芳香基R1‑Ar、杂环基，R1为C1～C5的烷基、卤素基、氨基、氰基、硝基、噁唑基、噁嗪基，n为1或2，S表示单质硫，以方程式（II）所示的腈与氨基乙醇或3‑氨基‑1‑丙醇在硫诱导下无溶剂反应得到结构式（I）所示化合物。2013107093695100001dest_path_image001.jpg,2013107093695100001dest_path_image002.jpg

【技术特征摘要】
1.一种2-取代噁唑啉或2-取代噁嗪的合成方法，其特征在于：将0.5mmol3-氰基吡啶、1.0mmol氨基乙醇和0.05mmol硫加入到25mL的圆底烧瓶中，在搅拌条件下反应温度为100oC加热9h；TLC监测反应结束后冷却至室温，加入6mL乙酸乙酯滤除硫，蒸出乙酸乙酯浓缩后用1:1乙酸乙酯/石油醚硅胶柱层析，得到白色固体57.6mg，产率为78%。2.一种2-取代噁唑啉或2-取代噁嗪的合成方法，其特征在于：将0.5mmol苯甲腈、1.0mmol氨基乙醇和0.05mmol硫加入到25mL的圆底烧瓶中，在搅拌条件下反应温度为100oC加热9h；TLC监测反应结束后冷却至室温，加入6mL乙酸乙酯滤除硫，蒸出乙酸乙酯浓缩后用3:1乙酸乙酯/石油醚硅胶柱层析，得到无色液体55.1mg，产率为75%。3.一种2-取代噁唑啉或2-取代噁嗪的合成方法，其特征在于：将0.5mmol对苯二腈、0.5mmol氨基乙醇和0.025mmol硫加入到25mL的圆底烧瓶中，在搅拌条件下反应温度为100oC加热4h；TLC监测反应结束后冷却至室温，加入6mL乙酸乙酯滤除硫，蒸出乙酸乙酯浓缩后用1:1的乙酸乙酯与石油醚硅胶柱层析，得到白色固体64.5mg，产率为75%。4.一种2-取代噁唑啉或2-取代噁嗪的合成方法，其特征在于：将0.5mmol对苯二腈、3.0mmol氨基乙醇和0.1mmol硫加入到25mL的圆底烧瓶中，在搅拌条件下反应温度为120oC加热11h；TLC监测反应结束后冷却至室温，加入6mL乙酸乙酯滤除硫，蒸出乙酸乙酯浓缩后用1:1乙酸乙酯/石油醚硅胶柱层析，得到白色固体85.3mg，产率为79%。5.一种2-取代噁...

【专利技术属性】
技术研发人员：李剑利，葛海霞，刘萍，庞鹏，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61