[发明专利]一种靛红酸酐衍生物的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种靛红酸酐衍生物的合成方法，属于有机合成技术领域。

背景技术

靛红酸酐(Isatoic Anhydride)是一种非常有用的化工中间体, 它及其衍生物被广泛应用于合成农用化学品、染料、颜料、香料、香精、医药、紫外吸收剂、发泡剂、阻燃剂、防腐剂、漂白剂、杀菌剂和卫生消毒剂等精细化工产品, 并且在tRNA 和mRNA荧光标记领域也应用广泛。

目前，合成靛红酸酐衍生物主要有如下几种方法：1、邻氨基苯甲酸衍生物和剧毒的氯代甲酸酯或三光气反应。2、靛红衍生物的氧化：通常使用三氧化铬或者有机的过氧酸（例如过氧乙酸、间氯过氧苯甲酸）可以将靛红衍生物氧化为靛红酸酐衍生物。3、邻苯二甲酰亚胺衍生物的重排。邻苯二甲酰亚胺衍生物经次氯酸钠氧化可得到靛红酸酐衍生物。例如：在氢氧化钠的水溶液中，用次氯酸钠氧化邻苯二甲酰亚胺，可以得到靛红酸酐。然而该反应对温度、时间、pH 值的要求很高，偏离最佳条件时，产率急剧降低。可见，靛红酸酐类化合物的传统合成方法存在反应条件苛刻，反应原料毒性大、成本高、对环境污染严重、对设备腐蚀性强，反应产率不高等缺点（Brouillette, Y.; Martinez, J.; Lisowski, V. Eur. J. Org. Chem.2009, 3487）。

发明内容

本发明的目的在于提供一种反应条件温和、生产成本低、适用范围广、合成产率高的靛红酸酐衍生物的合成方法。

本发明实现过程如下：

一种靛红酸酐衍生物的合成方法，在Pd和Cu，或Fe和Cu金属盐催化剂存在下，由式（II）或（III）所示苯胺衍生物与一氧化碳反应得到式（I）所示靛红酸酐衍生物， 

                                                     

其中，R¹为氢、卤素、硝基、烷基、烷氧基、酯基、酰基、环烷基、芳基或芳基烷基；R²为氢、烷基、烷氧基、环烷基、芳基或芳基烷基。

优选的取代基为：R¹为氢、卤素、硝基、C₁-C₁₀的烷基、C₁-C₁₀的烷氧基、C₂-C₁₀的酯基、C₁-C₁₀的酰基、环烷基、芳基或芳基烷基；R²为氢、C₁-C₁₀的烷基、C₁-C₁₀的烷氧基、环烷基、芳基或芳基烷基。

所述Pd和Cu，或Fe和Cu金属盐催化剂为金属卤化物或醋酸盐，如醋酸钯、醋酸铜、溴化铜、氯化铜等。上述反应可以没有氧气参与而直接使用催化剂Pd和Cu，或Fe和Cu金属盐，更优选的作法是反应在有氧气存在下进行。通常情况下，催化剂Pd或Fe用量为（II）或（III）所示苯胺衍生物用量的0.1～10 mol%，Cu用量为（II）或（III）所示苯胺衍生物用量的30～300 mol%，更大用量的催化剂并不妨碍反应的进行。

通常情况下，上述反应一氧化碳或一氧化碳/氧气的分压为1～10个大气压，当然，增加压力有利于反应进行。

上述反应在有机溶剂中进行，可以使用的溶剂有甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、1,4-二氧六环或乙腈，最好为乙腈。

为加快反应进行，提高产率，上述反应还加有添加剂，如碘化钠、四丁基碘化铵、碘单质、碘化钾、碘甲烷、三甲基乙酸，最好为碘化钾或三甲基乙酸或其组合。添加剂的用量为式（II）或（III）苯胺衍生物的0.1-1.0倍摩尔用量。

上述反应条件温和，在20～100 ^oC下很容易进行，最佳温度是20～60 ^oC。

术语定义：

本文中使用的“Et”是指乙基，“Pr”是指正丙基，“Cy”是指环己基，“Bn”是指苄基。

术语“烷基”优选含义为具有1-10个碳原子的直链或支链烷基基团，例如，但不仅限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基。

术语“烷氧基”优选含义为具有1-10个碳原子的直链或支链与氧原子连接的烷基，例如，甲氧基、乙氧基、丙氧基。