專利名稱：一種合成唑啉-2-酮的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種精細(xì)化學(xué)品嚼唑啉一2-酮類化合物的合成方法，具體 的說是一種替代光氣或光氣衍生物的催化合成嗨唑啉一2-酮類化合物的方 法。
背景技術(shù)：
噃唑啉一2-酮尤其是手性噃唑啉一2-酮是一類精細(xì)化學(xué)品，廣泛應(yīng)用 于農(nóng)藥、醫(yī)藥、合成等領(lǐng)域。目前，該類化合物的合成主要采用光氣法或 光氣衍生物法，由于光氣法或光氣衍生物法要使用劇毒的光氣，在反應(yīng)過 程中產(chǎn)生大量強(qiáng)腐蝕性的含氯副產(chǎn)物，致使設(shè)備受到嚴(yán)重腐蝕，是環(huán)境污 染物。近年來，隨著人們環(huán)保意識的加強(qiáng)，提高了環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，竭力推進(jìn)環(huán) 境友好合成方法，采用新工藝代替光氣法。所以，尋找環(huán)境友好合成方法 是該類化合物生產(chǎn)領(lǐng)域的重要研究方向。有文獻(xiàn)報導(dǎo)(Wilson, T. J. Org. Chem. 1986， 51， 2977-2981; Gabriele， B. Salerno, G. Brindisi, D. Costa, M. Chiusoli, G. P. Org. Lett. 2000, 2, 625-627; Gabriele， B. Mancuso， R. Salerno G. Costa, M. J. Org. Chem. 2003, 68， 601-604; Li, F. W.; Xia, C. G.; J. Catal. 2004,227,542-546.)采用鈀催化羰基化法合成該類化合物，但由于催化劑 價格昂貴，反應(yīng)條件苛刻，沒有在工業(yè)上推廣生產(chǎn)。也有文獻(xiàn)報導(dǎo)(Koch，P. and Perrotti, E. Tetrahedron Lett. 1974, 34, 2899-2900; Sonoda, N.; Yamamoto, G.; Natsukawa, K. Kondo， K.; Murari, S. Tetrahedron Lett. 1975, 24, 1969-1972.)使用價廉物美的硒為催化劑以CO對2-氨基醇進(jìn)行羰基化， 但或者需要較高的溫度和壓力，或者需要大量的叔胺作助催化劑，也沒有 在工業(yè)上推廣應(yīng)用。至于用硒催化羰基化法合成手性嗎唑啉一2-酮類化合 物，至今未見報導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種合成噃唑啉一2-酮的方法，以替代傳統(tǒng)的 光氣法的催化合成fl惡唑啉一2-酮尤其是手性B惡唑啉一2-酮類化合物的方 法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的合成嚼唑啉一2-酮的方法是在有機(jī)相 中進(jìn)行的。該方法產(chǎn)物選擇性達(dá)到99%以上，對手性底物不發(fā)生消旋作用， 硒催化劑和溶劑均可以循環(huán)使用，催化活性基本不變，解決了均相催化中 催化劑與產(chǎn)物分離難的困難。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
用P-氨基醇為反應(yīng)物，以CO作羰基化試劑，在硒催化劑存在下發(fā)生 環(huán)化羰基化生成噃唑啉一2-酮，反應(yīng)式如下
射
<formula>formula see original document page 5</formula>取代基R,和R2可以為垸基或芳基;催化劑硒的用量與反應(yīng)物用量的摩爾比為l-20%mol;
反應(yīng)時間為2-20h; 反應(yīng)溫度為IO-IO(TC;
一氧化碳壓力為latm。
所述的方法，其中|3-氨基醇為2-氨基乙醇或取代2-氨基乙醇。 所述的方法，其中反應(yīng)中使用氧氣為氧化劑，氧氣用量為一氧化碳的 1—20%。
所述的方法，其中反應(yīng)在有機(jī)溶劑中進(jìn)行，反應(yīng)物與有機(jī)溶劑的摩爾
比為l:0-l:50mo1。
所述的方法，其中有機(jī)溶劑為多種極性非質(zhì)子溶劑。
所述的方法，其中有機(jī)溶劑為乙腈、N,N—二甲基甲酰胺、吡啶或二
甲基亞砜。
所述的方法，其中反應(yīng)在開放體系鼓泡或密封的釜中進(jìn)行。
所述的方法，其中反應(yīng)物可為手性底物或非手性底物。
所述的方法，其中一氧化碳為工業(yè)一氧化碳或含一氧化碳的工業(yè)尾氣。
綜上所述，本發(fā)明的方法中，反應(yīng)前固體硒粉催化劑是不溶于反應(yīng)體 系中的，在反應(yīng)過程中固相的硒轉(zhuǎn)變?yōu)槿苡诜磻?yīng)體系的活性物種進(jìn)行均相 的催化反應(yīng)，在反應(yīng)結(jié)束后，催化劑又以固相硒粉析出，很易與產(chǎn)物分離。 回收的催化劑可循環(huán)使用，在循環(huán)使用中活性不變。而且，所用有機(jī)溶劑 也可很容易的蒸出并循環(huán)使用，使得整個反應(yīng)過程成為清潔、高效的工藝 流程。對于手性底物，反應(yīng)過程及后處理過程產(chǎn)物都不發(fā)生消旋而得到單一的對映體。
本發(fā)明原料簡單，只使用價格較低的非金屬硒為催化劑，不加助催化 劑堿，其反應(yīng)選擇性高，具有原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)的效率，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)物 與催化劑的后續(xù)分離容易，工藝難度低，腐蝕小，投資設(shè)備少，容易操作。 本發(fā)明避免了有毒光氣的使用，使三廢處理負(fù)擔(dān)明顯減少，催化劑和反應(yīng) 母液循環(huán)使用，達(dá)到了清潔生產(chǎn)的要求，有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施例方式
下面通過實例詳述本發(fā)明。當(dāng)然，本發(fā)明不限于下述的實施例。 實施例1
在三口瓶中加入10ml乙腈，0.61g(10mmol)乙醇胺，0.0395g(0.5mmo1) Se，放入己熱至30。C的油浴內(nèi)，通一氧化碳攪拌反應(yīng)約15分鐘，以約相 當(dāng)于CO體積10%的速率通入氧氣，攪拌反應(yīng)8h。停止CO，繼續(xù)通入氧 氣氧化2h，過濾回收系催化劑，真空蒸去溶劑，得粗產(chǎn)品，經(jīng)重結(jié)晶純化 后稱重得0.84g產(chǎn)物噃唑啉一2-酮，實得首次單程收率93%(以乙醇胺計)。
實施例2
有機(jī)溶劑為二甲基甲酰胺，實驗方法和步驟同實施例1，實得首次單 程收率為85% (以乙醇胺計)。 實施例3
有機(jī)溶劑為吡啶，實驗方法和步驟同實施例1，實得首次單程收率為 93% (以乙醇胺計)。 實施例4有機(jī)溶劑為丙酮，實驗方法和步驟同實施例1，實得首次單程收率為 56% (以乙醇胺計)。
實施例5
有機(jī)溶劑為乙二醇二乙醚，實驗方法和步驟同實施例1，實得首次單 程收率為78% (以乙醇胺計)。 實施例6
油浴溫度為50。C,實驗方法和步驟同實施例1，實得首次單程收率為 94% (以乙醇胺計)。 實施例7
油浴溫度為70。C，實施方法和步驟同實施例1，實得首次單程收率為 56% (以乙醇胺計)。 實施例8
催化劑用量為O.lmmol (lmol%)，實施方法和步驟同實施例1，實得 首次單程收率為18% (以乙醇胺計)。 實施例9
催化劑用量為2mmo1 (20mol%)，實施方法和步驟同實施例1，實得 首次單程收率為94°/。(以乙醇胺計)。 實施例10
底物為(S) —2-氨基一2-異丙基乙醇(lOmmol)，實驗方法和步驟同 實施例l,得到光學(xué)純(S) _4-異丙基嚼唑啉一2-酮，實得首次單程收率為 95% (以(S) —2-氨基一2-異丙基乙醇計)。
實施例11底物為(S) —2-氨基一2-芐基乙醇(lOmmol)，實驗方法和步驟同實 施例l，得到光學(xué)純(S)—4-芐基嚼、唑啉一2-酮，實得首次單程收率為93% (以(S) _2-氨基一2-芐基乙醇計)。 實施例12
底物為(R) —2-氨基一2-苯基乙醇OOmmol)，實驗方法和步驟同實 施例1，得到光學(xué)純(R) —4-苯基嚼唑啉一2-酮，實得首次單程收率為90% (以(R) —2-氨基一2-苯基乙醇計)。 實施例13
底物為(R) —丙氨醇OOmmol)，實驗方法和步驟同實施例1，得到 光學(xué)純(R) —4-甲基嚼唑啉一2-酮，實得首次單程收率為93% (以(R) 一丙氨醇計)。
實施例14
底物為l-甲基一2-氨基乙醇，實驗方法和步驟同實施例1，得到5-甲 基嚼唑啉一2_酮，實得首次單程收率為96% (以l-甲基一2-氨基乙醇計)。 實施例15
底物為2-氨基一2-甲基丙醇，實驗方法和步驟同實施例1，得到4，4-二甲基嗎唑啉一2-酮，實得首次單程收率為93% (以2-氨基一2-甲基丙醇計)。
實施例14
在三口瓶中加入7mlDMF， 1.47g(10.7mmo1) (S)—苯甘氨醇，0.0395g (0.5mmo1) Se，放入己熱至30°C的油浴內(nèi)，通一氧化碳攪拌反應(yīng)約15 分鐘，以約相當(dāng)于CO體積10%的速率通入氧氣，攪拌反應(yīng)8h。停止繼續(xù)通入氧氣氧化2h，過濾，真空蒸去溶劑，得粗產(chǎn)品，經(jīng)重結(jié)晶純化后
稱重得1.74g產(chǎn)物(S)—4-苯基B惡唑啉一2-酮，實得首次單程收率90% (以 (S) —苯甘氨醇計)。
權(quán)利要求
1、一種合成噁唑啉-2-酮或取代噁唑啉-2-酮的方法，用β-氨基醇為反應(yīng)物，以CO作羰基化試劑，在硒催化劑存在下發(fā)生環(huán)化羰基化生成噁唑啉一2-酮，反應(yīng)式如下其中取代基R1和R2可以為烷基或芳基；催化劑硒的用量與反應(yīng)物用量的摩爾比為1-20％mol；反應(yīng)時間為2-20h；反應(yīng)溫度為10-100℃；一氧化碳壓力為1atm。
2、 按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的P-氨基醇為2-氨基乙 醇或取代2-氨基乙醇。
3、 按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，反應(yīng)中使用氧氣為氧化劑， 氧氣用量為一氧化碳的1一20%。
4、 按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，反應(yīng)在有機(jī)溶劑中進(jìn)行，反 應(yīng)物與有機(jī)溶劑的摩爾比為l:0-l:50mo1。
5、 按照權(quán)利要求1或4所述的方法，其中，所述有機(jī)溶劑為多種極 性非質(zhì)子溶劑。
6、 按照權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述有機(jī)溶劑為乙腈、N,N—二甲基甲酰胺、吡啶或二甲基亞砜。
7、 按照權(quán)利要求1所述的方法， 的釜中進(jìn)行。
8、 按照權(quán)利要求1所述的方法， 性底物。
9、 按照權(quán)利要求1所述的方法，碳或含一氧化碳的工業(yè)尾氣。其中，反應(yīng)在開放體系鼓泡或密封 其中，反應(yīng)物可為手性底物或非手 其中，所述一氧化碳為工業(yè)一氧化
全文摘要
一種合成唑啉-2-酮或取代唑啉-2-酮的方法，用β-氨基醇為反應(yīng)物，以CO作羰基化試劑，在硒催化劑存在下發(fā)生環(huán)化羰基化生成唑啉-2-酮，催化劑硒的用量與反應(yīng)物用量的摩爾比為1-20％mol；反應(yīng)時間為2-20h；反應(yīng)溫度為10-100℃；一氧化碳壓力為1atm。本發(fā)明的產(chǎn)物選擇性達(dá)到99％以上，對手性底物不發(fā)生消旋作用，硒催化劑和溶劑均可以循環(huán)使用，催化活性基本不變，解決了均相催化中催化劑與產(chǎn)物分離難的困難。
文檔編號C07D263/00GK101293875SQ200710098699
公開日2008年10月29日 申請日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日
發(fā)明者俞俊學(xué), 原曉華, 鵬 李, 王樹東, 陸世維 申請人:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所