[发明专利]一种N-杂环噁唑烷-2-酮类化合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成方法学技术领域，具体涉及一种N-杂环噁唑烷-2-酮类化合物的制备方法。 

背景技术

N-杂环类化合物是一种重要的有机合成中间体，在医药（US085859）、农药（CN102093338）等领域具有重要用途。噁唑烷-2-酮类化合物具有广泛的用途，在医药领域得到重要应用（Adv.Synth.Catal346(2004)954-958；Bioorg.Med.Chem9(2001)3153-3160）。同时作为有机合成中重要的中间体被广泛应用（Curr.Org.Synth4(2007)238-307;Curr.Org.Synth4(2007)81-135）。 

N-杂环噁唑烷-2-酮类化合物的合成方法罕有报道。有报道利用噁唑烷-2-酮与N-杂环取代物通过取代反应制备（Chem.Eur.J.16（2010）5437-5442），但该方法常用贵金属配合物和碱金属作为催化剂，反应过程复杂，成本较高，后处理麻烦。 

为克服上述现有技术制备方法中所存在的缺陷，本发明提出使用离子液体催化N-杂环芳香胺与环状碳酸酯反应制备N-杂环噁唑烷-2-酮类化合物的方法。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种N-杂环噁唑烷-2-酮类化合物的制备方法。 

本发明方法提出的N-杂环噁唑烷-2-酮类化合物的制备方法如下反应过程所示： 

本发明制备方法包括步骤：将式(I)所示的N-杂环芳香胺与式(II)所示的环状碳酸酯混合，加入催化量的离子液体，反应得到式(III)所示的N-杂环噁唑烷-2-酮类化合物。 

其中，(I)为N-杂环芳香胺，(II)为环状碳酸酯，(III)为N-杂环噁唑烷-2-酮。 

其中，X=C、N原子； 

其中，R为卤素、卤代烷基、烷基、苯基、苯氧基亚甲基或羟基。其中，所述卤素为氯、溴、碘离子；所述卤代烷基为氯代甲基、氯代乙烷、氯代丙烷、溴代甲基、溴代乙烷；所述 烷基为C₁~C₁₀的烷基。 

其中，所述离子液体是1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF₄)、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([Bmim]Br)、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)、1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐([Bmim]OAc)、1-丁基吡啶溴盐([Bpy]Br)中的任意一种或任意两种以上的混合。 

其中，所述N-杂环芳香胺与环状碳酸酯的比例为摩尔比1:1~1:10。 

其中，所述催化量是所述离子液体的用量占N-杂环芳香胺物质的的摩尔百分比1%~100%。优选地，所述催化量是所述离子液体的用量占N-杂环芳香胺的摩尔百分比5%~10%。 

其中，所述反应温度为50~150℃。优选地，所述反应温度为100~150℃。优选地，所述反应温度为130~150℃。 

其中，所述反应时间为1~12h。优选地，所述反应时间为6~12h。 

其中，反应结束后，冷却至室温，经重结晶或柱层析分离方式得到所述N-杂环噁唑烷-2-酮类化合物。 

同时，在本方法制备N-杂环噁唑烷-2-酮过程未添加有机溶剂，整个制备过程具有清洁、高效的优点。 

本发明制备方法用离子液体做催化剂，通过N-杂环芳香胺与环状碳酸酯一步反应制备N-杂环噁唑烷-2-酮。其中，离子液体的阳离子通过咪唑2位氢（C2-H）与环状碳酸酯的羰基氧形成氢键从而活化碳酸酯；阴离子通过与N-杂环芳香胺上的氨基氢形成氢键从而活化N-杂环芳香胺，离子液体对反应底物的双活化作用更利于N-杂环芳香胺对环状碳酸酯的亲核进攻，促进反应的高效进行。 

相比传统的制备方法，本发明制备方法具有如下优点：（1）操作简单，只需将反应底物及催化剂按比例混合加热到指定温度及时间，即可合成目标产物；（2）反应绿色、经济，本发明方法所使用的原料环状碳酸酯是一种新型的绿色有机合成原料，在工业合成中具有重要应用,离子液体是一种高效的无毒催化剂，而N-杂环芳香胺是一类较廉价的原料；（3）相比传统制备方法，本发明制备方法具有更高的选择性和收率，特定条件下产物收率可达99%，而传统方法产物收率通常低于80%；（4）本发明制备方法具有更高的普适性，对绝大多数N-杂环伯胺及环状碳酸酯均适用。 

具体实施方式