一種簡便制備萘并噁嗪酮衍生物的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于離子液體催化技術領域，具體涉及一種簡便制備萘并噁嗪酮衍生物的 方法。
【背景技術】
[0002] 雜環(huán)化合物在自然界中普遍存在，并與人們的生活息息相關，在過去的幾十年里 已經引起了人們很大的興趣。而含有噁嗪酮結構單元的萘并噁嗪酮衍生物廣泛存在于具有 生物活性的天然產物中，具有重要的藥理學和生物學活性，可以起到抗腫瘤、抗炎癥、抗真 菌和抗細胞毒素等作用。此類化合物通常通過萘酚、醛和尿素的三組分一鍋法反應進 行合成，但采用傳統(tǒng)的無機酸催化劑普遍存在反應時間長、產率不夠高、有毒有害、后處理 繁瑣、環(huán)境污染嚴重等缺點。因此，開發(fā)一種綠色、高效、方便快捷地制備萘并噁嗪酮衍生物 的方法成為許多有機合成工作者普遍關注的問題。
[0003] 酸性離子液體，特別是對水和空氣比較穩(wěn)定的布朗斯特酸性離子液體，由于其具 有種類多、活性位密度高、強度分布均勻、活性位不易流失等特點而被應用到萘并噁嗪酮衍 生物的制備過程中。比如方東等采用了含有一個磺酸根的硫酸氫化1-丙磺酸基吡啶鑰鹽 酸性離子液體作為催化劑，在無溶劑的條件下可以有效地催化芳香醛、β -萘酚和尿素發(fā)生 三組分"一鍋法"反應制備了一系列的萘并噁嗪酮衍生物，其中酸性離子液體催化劑在蒸除 溶劑后可以循環(huán)使用（功能化離子液體無溶劑催化萘并噁嗪酮衍生物的合成[Ρ]，【申請?zhí)枴?201210272622. 0)〇
[0004] 上述方法所采用的酸性離子液體的結構母體是難生物降解的吡啶結構，這是與綠 色化工的政策相違背的。此外，合成萘并噁嗪酮衍生物的反應由于是非均相反應，需要加熱 到150°C以上才能有效地克服相界面阻力從而使得反應能夠順利進行，反應條件比較苛刻； 再次，酸性離子液體催化劑在循環(huán)使用前需要作蒸除溶劑處理，過程較為復雜且耗能較高， 反應溶劑不能循環(huán)使用，浪費較大；最后，雖然上述合成方法中采用的是無溶劑合成，但是 后處理過程中為了將產物和咪唑基酸性離子液體催化劑進行分離，采用了相對比較復雜的 加入95%乙醇析出產物、洗滌等分離和提純步驟，增加了其在工業(yè)化應用上的難度。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現有技術中利用酸性離子液體催化制備萘并噁嗪酮衍生 物過程中存在離子液體不易生物降解，反應溫度較高，原料利用率低、后處理復雜等缺點， 而提供一種易生物降解、反應條件溫和、原子經濟性高、后處理簡單方便的酸性離子液體作 綠色催化劑，90%乙醇水溶液作溶劑條件下催化制備萘并噁嗪酮衍生物的方法。
[0006] 本發(fā)明所使用的酸性離子液體催化劑的結構式為：
[0007]
[0008] 本發(fā)明所提供的一種簡便制備萘并噁嗪酮衍生物的方法，其化學反應式為：
[0009]
[0010] 其中反應中芳香醛（I)、β-萘酚（II)和尿素（III)的摩爾比為1 :1 :1，酸性離 子液體催化劑的摩爾量是所用芳香醛的5~10%，反應溶劑90%乙醇水溶液以毫升計的 體積量為芳香醛以毫摩爾計的摩爾量的4~6倍，反應壓力為一個大氣壓，回流反應50~ llOmin，反應結束后冷卻至室溫，有大量固體析出，碾碎固體，靜置，抽濾，所得濾渣90%乙 醇水溶液洗滌、真空干燥后得到純萘并噁嗪酮衍生物（IV)。濾液無需任何處理直接用于下 一次反應，可以重復使用至少5次，其產物收率未有明顯降低。
[0011] 本發(fā)明所用的芳香醛為苯甲醛、對氯苯甲醛、鄰氯苯甲醛、對甲基苯甲醛、對溴苯 甲醛、鄰甲氧基苯甲醛、對甲氧基苯甲醛、間溴苯甲醛、間甲氧基苯甲醛中的任一種。
[0012] 本發(fā)明所使用的酸性離子液體催化劑的合成方法，參考相關材料（A convenient approach for the synthesis of 1，3,5-trioxanes under solvent-free conditions at room temperature，Monatshefte flir Chemie Chemical Monthly，2014,145 (6) :1017 ~ 1022)〇
[0013] 本發(fā)明與其它酸性離子液體作催化劑的合成方法相比，具有以下優(yōu)點：
[0014] 1、含有兩個-SO3H的酸性離子液體的酸度高，催化活性高，使用量較少；
[0015] 2、反應原料利用率高，原子經濟性較好；
[0016] 3、反應溶劑可以循環(huán)使用，節(jié)約成本，保護環(huán)境；
[0017] 4、催化劑易于生物降解，對人和環(huán)境友好；
[0018] 5、反應條件比較溫和，節(jié)能減耗；
[0019] 6、整個制備過程后處理簡單，便于工業(yè)化大規(guī)模生產。
【具體實施方式】
[0020] 本發(fā)明的實質特點和顯著效果可以從下述的實施例中得以體現，但它們并不對本 發(fā)明作任何限制，本領域的技術人員根據本發(fā)明的內容做出一些非本質的改進和調整，均 屬于本發(fā)明的保護范圍。下面通過【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的說明，其中實施例中 反應產物的測試表征使用的是德國Bruker公司的型號為AVANCE-II 300MHz的核磁共振 儀；紅外光譜測試表征采用的是德國Bruker公司的型號為Bruker tensor 37 FT-IR紅外 光譜儀，KBr壓片；反應產物的熔點采用毛細管法測定。
[0021] 實施例1
[0022] 將Immol苯甲醛、Immol β -萘酷、Immol尿素和0. 06mmol酸性離子液體分別加入 到盛有4ml 90%乙醇水溶液（體積比）的帶有攪拌子和冷凝管的25ml單口瓶中。加熱回 流反應52min，TLC (薄板層析）檢測，原料點消失，冷卻至室溫，有大量固體析出，碾碎固體， 靜置，抽濾，所得濾渣90%乙醇水溶液洗滌、真空干燥后得到純1，2-二氫-1-苯基萘并[1， 2-e][l，3]噁嗪-3-酮，收率為88%。濾液中直接加入苯甲醛、β-萘酚和尿素后進行重復 使用。
[0023] 1，2-二氫-1-苯基萘并[1，2-6][1，3]噁嗪-3-酮：!11.?.218~220°〇 ；11?〇?1·): 3294,1728,1514(^1;? NMR (300MHz，DMS0-d6): δ = 6.17 (d，J = 2· 1Ηz，1Η)，7. 22 ~ 8.01(m，llH)，8.85(brs，lH)
[0024] 實施例2
[0025] 將lmmol鄰氯苯甲醛、lmmol β -萘酷、lmmol尿素和0. 06mmol酸性離子液體分別 加入到盛有6ml 90%乙醇水溶液（體積比）的帶有攪拌子和冷凝管的25ml單口瓶中。加 熱回流反應73min，TLC(薄板層析）檢測，原料點消失，冷卻至室溫，有大量固體析出，碾碎 固體，靜置，抽濾，所得濾渣90 %乙醇水溶液洗滌、真空干燥后得到純1，2-二氫-1-(2-氯苯 基）萘并[l，2-e] [1，3]噁嗪-3-酮，收率為85 %。濾液中直接加入鄰氯苯甲醛、β-萘酚 和尿素后進行重復使用。
[0026] 1,2- 一氛氣苯基）蔡并[1，2-e] [1，3] Il惡嘆酬：m. Ρ. 250 ~252 °C ; IR(KBr) :3238,3122,1726,1394,1231cm-1； 1H NMR(300MHz, DMS〇-d6) : δ = 6.48(d, J = 2· 9Hz，1Η)，7· 16 ~8· 03(m，10Η)，8· 86(brs，1Η)
[0027] 實施例3
[0028] 將Immol間溴苯甲醛、Immol β -萘酷、Immol尿素和0. 07mmol酸性離子液體分別 加入到盛有6ml 90%乙醇水溶液（體積比）的帶有攪拌子和冷凝管的25ml單口瓶中。加 熱回流反應82min，TLC(薄板層析）檢測，原料點消失，冷卻至室溫，有大量固體析出，碾碎 固體，靜置，抽濾，所得濾渣90 %乙醇水溶液洗滌、真空干燥后得到純1，