[发明专利]一种多取代2-亚胺咪唑啉-4,5-二酮的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有多种取代基的2-亚胺咪唑啉-4，5-二酮衍生物的通用合成方法，属于有机合成领域。 

背景技术

具有多种取代基的2-亚胺咪唑啉-4，5-二酮衍生物在农业生产中是高效的杀虫剂和除草剂，是一类高效、对环境友好的农药分子。2-亚胺咪唑啉-4，5-二酮衍生物分子中具有胍基片段，所以在医药中也有较多的应用，具有较高的生物活性，具有很好的的抗菌、消炎活性，并可作为凝血酶抑制剂、血管紧张肽抗拮剂以及多种药物载体，以上应用使其成为重要的医药先导化合物。但是，目前国内外文献提供的2-亚胺咪唑啉-4，5-二酮衍生物的合成方法仅有零星报道，且方法局限性较大。例如，从1-甲基乙内酰脲-2-酰亚胺出发，利用醋酸汞等氧化剂将5-亚甲基氧化成羰基的方法合成2-亚胺咪唑啉-4，5-二酮，不仅在取代基的变化上受到限制，反应中需要使用的氧化剂也对环境污染较大，因此传统方法的局限性较大。 

发明内容

本发明的目的是提供一种合成具有多种取代基的2-亚胺咪唑啉-4，5-二酮衍生物的通用方法。本发明的技术方案如下： 

一种合成多取代2-亚胺咪唑啉-4，5-二酮衍生物的方法，包括以下步骤： 

a)在无水无氧条件下，将式I所示的碳二亚胺与草酰氯在醚类溶剂中反应； 

b)在步骤a)的反应液中加入加入式III所示的一级胺和非一级胺的有机碱，继续反应生成式IV所示的多取代2-亚胺咪唑啉-4，5-二酮； 

c)从反应液中分离出多取代2-亚胺咪唑啉-4，5-二酮。 

上述反应过程的基本反应式如下： 

其中： 

R¹、R²和R³相同或不同，各自独立地表示取代或未取代的烷基、环烷基或芳基。 

上述烷基优选C1～C18的直链或支链烷基，例如：甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、...、十一基、十二基、十三基、...、十八基等，更优选C1～C12的直链或支链烷基，特别优选C1～C6的直链或支链烷基； 

上述环烷基优选碳原子数为3～6的环烷基，比如环丙基、环丁基、环戊基、环己基； 

上述芳基可以是非杂环芳基也可以是杂环芳基，所述非杂环芳基优选碳原子数为6～12的芳基，比如苯基、联苯基、萘基等；所述杂环芳基优选碳原子数为2～5的杂环芳基，比如噻吩基、噻唑基、吡啶基等。 

上述烷基、环烷基和芳基基团均可被取代基所取代，所述取代基可以是常见的C1～C4的烷基或烷氧基、C2～C4的烯基或炔基、C4～C 6的环烷基、卤原子(F、Cl、Br、I)、氰基、硝基等等。 

本发明的合成方法要求在无水无氧条件下进行，通常步骤a)和b)是在氮气保护下进行。 

本发明步骤a)所使用的醚类溶剂可以是烷基醚、芳醚或环醚，可以是一种醚，也可以是多种醚的混合物，常用的醚类溶剂例如乙醚、四氢呋喃、甲基四氢呋喃等。该醚类溶剂可用商品化试剂，使用前经钠-二苯甲酮回流至深蓝色蒸出即可。 

步骤a)特别优选乙醚作为溶剂。此步骤在乙醚中反应较快，一般反应1h即可，但通常会有固体析出，这时可补充加入溶解性更好的醚类溶剂使固体溶解，然后再进入步骤b)，例如补加四氢呋喃、二氧六环等醚类溶剂。如果步骤a)直接用四氢呋喃作为溶剂进行反应，反应所需时间较长，但一般不会有固体析出，反应完成后直接进入步骤b)。 

本发明的各种反应原料或试剂的摩尔比优选范围如表1所示： 

表1.各种反应原料或试剂的优选摩尔比