[发明专利]一种可具有取代基的环酸酐的合成方法

说明书

技术领域

本发明属有机化学技术领域，具体涉及一种可具有取代基的环酸酐(I)的合 成方法。

式中X和Y相同或不同，表示氢、可具有单取代基或多取代基的C1～C20 烷基、可具有单取代基或多取代基的C6～C10芳基、可具有单取代基或多取代基 的芳烷基或者可具有单取代基或多取代基的杂芳基，或者X和Y可以与各自相 连接的碳原子一起形成可具有单取代基或多取代基的C4～C10脂族杂环。

背景技术

可具有取代基的环酸酐(I)是一类重要的有机合成中间体，例如顺-1，3- 二苄基咪唑啉-2-酮-2H-呋喃并[3，4-d]咪唑-2，4，6-三酮是合成(+)-生物素((+) -Biotin，维生素H)的关键中间体。

现有技术公开了有关可具有取代基的环酸酐(I)的合成方法，但仍具有如下 缺陷：

美国专利2489232公开了1，3-二苄基咪唑啉-2-酮-顺-4，5-二羧酸与乙酸酐 脱水关环制备顺-1，3-二苄基咪唑啉-2-酮-2H-呋喃并[3，4-d]咪唑-2，4，6-三酮的方 法，但其中的反应条件和收率均未披露，陈芬儿等(高等学校化学学报，2001，22， 1141)发现1，3-二苄基咪唑啉-2-酮-顺-4，5-二羧酸与乙酸酐的摩尔比例必须在 1∶3反应才能进行，收率90％，但仍有5～10％的原料未反应完全，难以得到高 纯度的产品，通过在上述反应体系中添加催化量的磷酸可使反应在3h几乎定量 完成，收率＞98％。以上方法需要使用大量的乙酸酐，反应后形成大量的乙酸酐 和乙酸混合物，二者不易分离套用，并且对反应设备的耐腐蚀性要求高，严重危 害环境。

中国专利101245069公开了将1，3-二取代苄基咪唑啉-2-酮-顺-4，5-二羧酸 与酰卤在无溶剂条件下发生脱水、关环反应制得顺-1，3-二取代苄基咪唑啉-2-酮 -2H-呋喃并[3，4-d]咪唑-2，4，6-三酮(I)的方法。该法的缺陷仍然是产生大量腐 蚀性的酸，对反应设备要求高。

WO2008071696公开了添加催化量的有机酸或无机酸使1，3-二苄基咪唑啉 -2-酮-顺-4，5-二羧酸发生脱水、关环反应制得顺-1，3-二取代苄基咪唑啉-2-酮-2H- 呋喃并[3，4-d]咪唑-2，4，6-三酮(I)的方法。该法虽避免使用大量具有腐蚀性 的酸，但是仍需要添加酸性脱水剂，同样对反应设备的耐腐蚀性要求高，同时也 不利于对反应液的回收套用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种高效、低成本和环境污染小 的可具有取代基的环酸酐(I)的合成方法。

式中X和Y相同或不同，表示氢、可具有单取代基或多取代基的C1～C20 烷基，优选C1～C10烷基、可具有单取代基或多取代基的C6～C10芳基、可具有 单取代基或多取代基的芳烷基或者可具有单取代基或多取代基的杂芳基，或者X 和Y可以与各自相连接的碳原子一起形成可具有单取代基或多取代基的C4～C10 脂族杂环。

本发明将可具有取代基的二羧酸(II)与高沸点有机溶剂共沸物带水，使其 完全转化为相应的环酸酐(I)。本方法不用添加任何酸性脱水剂即可反应完全， 操作简便，产品纯度＞99.5％，收率＞99％，环境污染小，具有良好的工业化前景。

具体而言，本发明将可具有取代基的二羧酸(II)加热至回流，把脱除的水 与高沸点有机溶剂形成的共沸物不断的移除，冷却反应液，过滤，滤渣即为相应 的环酸酐(I)。所述的过滤环酸酐(I)反应液得到的母液可以直接回收套用 或者制备环酸酐(I)的反应液不经过滤处理直接用于下一步反应。

具体合成路线如下：

式中X和Y相同或不同，表示氢、可具有取代基的C1～C20烷基、可具有 取代基的C6～C10芳基、可具有取代基的芳烷基或者可具有取代基的杂芳基，或 者X和Y可以与各自相连接的碳原子一起形成可具有取代基的C4～C10脂族杂 环。

本发明中，环酸酐(I)中X和Y优选为与各自相连接的碳原子一起形成 可具有单取代基或多取代基的C4～C7脂族杂环，所述的C4～C7脂族杂环被＝O、 ＝S、＝NZ(Z表示氢、C1～C20烷基、C1～C20环烷基、C6～C10芳基、杂芳基、 杂环)、-OH、-SH、C1～C10烷基单取代或者多取代。