噁唑啉衍生物合成方法的研究

邢建生;梁锡臣;方红新

【摘 要】主要介绍了一种用不同的脒化合物合成噁唑啉衍生物的方法.该方法的优点在于操作简单、安全、产率高并且反应条件温和.对反应的催化剂进行了筛选,并且对催化剂用量、反应温度、溶剂和反应时间进行了优化,不同的噁唑啉衍生物的产率达到80％ ～90％. 【期刊名称】《安徽化工》 【年(卷),期】2017(043)002 【总页数】3页(P58-60)

【关键词】脒;噁唑啉衍生物;溴化亚铜 【作 者】邢建生;梁锡臣;方红新

【作者单位】安徽国星生物化学有限公司,安徽马鞍山243000;安徽国星生物化学有限公司,安徽马鞍山243000;安徽国星生物化学有限公司,安徽马鞍山243000 【正文语种】中 文 【中图分类】O626;TQ253

在合成复杂分子和天然产物的过程中，会遇到许许多多的杂环化合物，这些杂环化合物作为反应的中间体起着非常积极的作用，噁唑啉就是其中一个典型的例子。噁唑啉衍生物的反应通常可以分为两大类：①发生在α位支链上的反应；②通过环进行的反应。

噁唑啉的制备方法主要有以下几种：

（1）通过羧酸衍生物和α-氨基醇为原料进行合成

许多羧基化合物，如酰氯、腈、酰胺都可以代替羧酸反应来合成噁唑啉衍生物，但是该类反应收率不高。

（2）羧酸与氮杂环丙烷反应合成噁唑啉衍生物

原料氮杂环丙烷毒性大，危险性高，并且此反应的催化剂成本比较高，所以不适合大规模生产。

（3）Me3SiCN与环氧化物反应合成噁唑啉衍生物

该路线反应步骤和催化剂种类均较多，也不适合工业化大规模生产。 （4）N-酰基-β-氨基醇的环化

此反应使用的催化剂价格比较昂贵，也不适合大规模生产。

本文主要研究了用不同的脒化合物合成噁唑啉衍生物的方法，并对反应的条件进行了优化。 1.1 试剂及原料

脒(自制，原料为苯甲腈、苯胺、无水三氯化铝）；溴化亚铜（国药集团化学试剂有限公司）；吡啶（本公司自供）；甲苯（国药集团化学试剂有限公司）。 1.2 噁唑啉类化合物的合成方法

噁唑啉的衍生物化学性质活泼，在一定的条件下容易和酸、酸酐、碱、酯、环氧化合物、异氰酸盐和胺进行反应，并且合成的产物化学性质稳定，具有广泛的应用前景。本文研究一种全新的噁唑啉衍生物的合成方法。

将1mol的脒化合物（1a）在溴化亚铜等催化剂和吡啶的条件下，以甲苯等为溶剂进行反应，得到噁唑啉衍生物（2a），反应式如下： 2.1 催化剂种类对反应的影响

将196g（1a）化合物加入到烧瓶中，再加入400g甲苯、79g吡啶和1mol不同种类的催化剂，在70℃的条件下搅拌反应18h。反应结束后用水洗涤，取甲苯层

脱溶得到噁唑啉衍生物（2a），计算噁唑啉衍生物（2a）的产率。反应结果如表1所示。

从表1可以看出，当使用催化剂FeCl2、FeCl3和MnO2的时候，此反应没有进行；当使用CuCl2、CuO和Cu（OAc）2的时候，反应产率很低，只有13%～17%；当使用Cu2O的时候产率为48%；当使用CuCl、CuBr和CuI的时候，产率最高，为61%～63%。根据上述实验结果初步确定催化剂CuCl、CuBr和CuI为继续研究的对象。 2.2 催化剂用量对反应的影响

将196g（1a）化合物加入到烧瓶中，再加入400g甲苯、79g的吡啶和不同量的催化剂CuCl、CuBr和CuI，在70℃的条件下搅拌反应18h。反应结束后用水洗涤，取甲苯层脱溶得到噁唑啉衍生物（2a），计算噁唑啉衍生物（2a）的产率，结果如表2所示。

从表2可以看出，当化合物（1a）的摩尔数与催化剂的摩尔数比大于10的时候，噁唑啉衍生物（2a）的产率并没有变化。当化合物1a的摩尔数与催化剂的摩尔数比小于10的时候，噁唑啉衍生物（2a）的产率大大降低，所以催化剂CuCl、CuBr和CuI的用量为1∶0.1摩尔比，即为（2a）的10%为最佳。 2.3 温度对反应的影响

将196g（1a）化合物加入到烧瓶中，再加入400g甲苯、79g吡啶和0.1mol催化剂CuCl、CuBr和CuI，分别在不同的温度下搅拌反应18h。反应结束后用水洗涤，取甲苯层脱溶得到噁唑啉衍生物（2a），计算噁唑啉衍生物（2a）的产率，实验结果如表3所示。

从表3可以看出，随着温度的升高，噁唑啉衍生物（2a）的产率呈现出一种逐渐上升的趋势。当温度为110℃的时候，噁唑啉衍生物（2a）的产率达到了92%，可以确定最佳的反应温度为110℃。三种催化剂比较后确定最优催化剂为CuBr。

2.4 反应溶剂对反应的影响

将196g（1a）化合物加入到烧瓶中，再加入400g不同溶剂、79g吡啶和0.1mol催化剂CuBr，在110℃的条件下搅拌反应18h。反应结束后用水洗涤，取甲苯层脱溶得到噁唑啉衍生物（2a），对于反应温度达不到110℃的溶剂则以回流温度为反应温度，计算噁唑啉衍生物（2a）的产率，结果如表4所示。 从表4可看出，当甲苯为溶剂时反应产率达到92%。相比甲苯而言，使用其他溶剂的产率过低，因此确定反应的溶剂为甲苯。 2.5 反应时间对反应的影响

将196g（1a）化合物加入到烧瓶中，再加入400g甲苯、79g吡啶和0.1mol催化剂CuBr，在110℃的条件下搅拌反应一定时间。反应结束后用水洗涤，取甲苯层脱溶得到噁唑啉衍生物（2a），计算噁唑啉衍生物（2a）的产率，结果如表5所示。

从表5看出，当反应时间为12h时反应的产率就已经达到了92%，因此确定反应时间为12h。

2.6 对氧气是否参与反应的验证

将反应按照上述优化条件，一个在敞口条件下反应，一个以氮气作为保护进行反应，反应结果如表6所示。

从表6可以明显看出，噁唑啉衍生物中的氧原子来源于空气中的氧气。当用氮气保护的时候，反应没有发生，但是当体系中有氧气存在的时候，反应就会产生噁唑啉衍生物。

通过上述条件可以合成很多种类的噁唑啉衍生物（如下式），具有广泛的应用。 本文介绍了一种用不同种类脒类化合物为原料，以甲苯为溶剂，在吡啶和溴化亚铜为催化剂的条件下反应生成噁唑啉衍生物产品的方法。优化后反应条件为：脒类化合物与溴化亚铜的摩尔比为1∶0.1，反应温度为110℃，反应时间为12h，此条

件下噁唑啉衍生物的产率为80%～90%。

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