CN101948443A - 一种简单、高效合成4-取代噁唑烷酮衍生物的方法 - Google Patents

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Abstract

一种简单、高效合成4-取代噁唑烷酮的方法。用α-取代氨基酸酯为原料，在乙醚中对氨基进行保护后，在室温条件下，将带保护基的氨基酸酯加入四氢呋喃中，慢慢加入硼氢化钠对其进行还原。反应结束后，经中和、萃取，即可简便、高收率地得到4-取代噁唑烷酮。反应步骤仅有一步，过程简单，不使用助催化剂碱；原料价廉，是一种容易得到的化工产品；催化剂硼氢化钠的用量少，催化效果好；反应使用的有机溶剂易回收并循环利用，使得整个反应过程成为清洁、高效的工艺流程，有利于大规模工业化生产。对于手性底物，反应过程及后处理过程产物都不发生消旋而得到单一的对映体。

Description

一种简单、高效合成4-取代噁唑烷酮衍生物的方法
技术领域
本发明涉及一种精细化学品4-取代噁唑烷酮衍生物的制备方法，具体的说是使用硼氢化钠还原氨基酸酯类化合物以得到4-取代噁唑烷酮衍生物的制备方法。
背景技术
2-噁唑烷酮及其衍生物是一类非常重要的有机化合物，是药物卡氮芥和环己亚硝脲的中间体，广泛应用于纤维，活性染料，润滑剂，添加剂，化妆品，染料助剂等领域。4-取代-2-噁唑烷酮作为其中之一，是常用的手性辅助剂，不但具有很高的诱导选择性，而且它也是重要的有机合成中间体，广泛应用于医药，农药，大分子的合成等。
目前，该类化合物的合成主要采用光气及光气衍生物，尿素，氰酸盐，二烷基碳酸酯或硒催化羰基化法来合成此类化合物。光气、氰酸盐、硒的运用，往往需要比较苛刻的反应条件，设备腐蚀严重，而且对环境也造成了较大的危害。近年来，随着人们环境保护意识的增强，国家环保立法的完善以及执法力度的加强，化学工业中剧毒、高污染化学品的生产与使用越来越受到限制，取而代之的是从原料、工艺的源头上减少直至杜绝污染物的产生。所以，寻找反应条件简单、环境友好的合成方法是该类化合物生产领域的重要方向。有文献报道，Correa，A.，Denis，J.N.，Greene A.E.，Synth.Commun.，1991，21，1-9；Lewis，N.，Mckillop，A.，Taylor，R.J.K.，Watson，R.J.，Synth.Commun.，1995，25，561-568；Sudharshan，M.，Hultin，P.G.，Synlett.，1997，17，171-172；Sugiyama，S.，Watanabe，S.，Ishii，K.，Tetrahedron Lett.，1999，40，7489-7492；Suzuki，M.，Yamazaki，T.，Ohta H.，Shima，K.，Ohi，K.，Nishiyama，S.，Sugai，T.，Synlett.2000，16，189-192.等使用氢化铝锂、硼氢化钠、PhO2CCl、BnO2CCl等经还原、环化等步骤来合成，实验步骤多，过程较为繁琐；Wilson，T.，J.Org.Chem.，1986，51，2977-2981；Gabriele，B.，Salerno，G.，Brindisi，D.，Costa，M.，Chiusoli，G.P.，Org.Lett.，2000，2625-627；Gabriele，B.，Mancuso，R.，Salemo，G.，Costa，M.J.Org.Chem.，2003，68，601-604；Li，F.W.，Xia，C.G.，J.Catal.，2004，227，542-546.等采用钯催化羰基法合成该类化合物，但由于催化剂价格昂贵，反应条件苛刻，没有在工业上推广生产；Koch，P.，Perrotti，E.，Tetrahedron Lett.，1974，34，2899-2900；Sonoda，N.，Yamamoto，G.，Natsukawa，K.，Kondo，K.，Murari，S.，Tetrahedron Lett.1975，24，1969-1972；李鹏，陆世维，原晓华，俞俊学，王树东，P200710098699.X在硒的催化下，使用一氧化碳对2-氨基醇进行羰基化，往往需要较高的温度或压力，或者需要大量的叔胺做助催化剂，同事伴随着环境污染，难以在工业上推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种合成噁唑烷酮的方法，以替代传统的光气法、碳酸酯及硒催化羰基化等用来合成噁唑烷酮尤其是手性噁唑烷酮类化合物的方法。为实现上述目的，本发明提供的合成噁唑烷酮的方法是在有机相中进行，该方法产物选择性高，对手性底物不发生消旋作用，一步反应即可得到产物，反应过程简单，易操作。
本发明采用的技术方案如下：
其中：
取代基R为烷基或芳基；
取代基R1为R1′-PhCH2OCO或R1′-PhOCO，R1′如硝基，卤素，氰基等；
催化剂为硼氢化钠；
反应温度为室温。
其中，所述的反应物为N-取代-α-取代氨基酸酯；
其中，反应中使用硼氢化钠作为还原剂，用量为氨基酸酯用量的3倍。
其中，反应在有机溶剂中进行，一般为极性非质子溶剂，所述有机溶剂为，如四氢呋喃，吡啶，乙腈等。
其中，反应物可为手性底物。
综上所述，本发明的方法中，反应步骤仅有一步，过程简单，不使用助催化剂碱；反应物价廉易得，是一种容易得到的化工产品；催化剂硼氢化钠的用量少，但能达到很好的催化效果；反应所使用的有机溶剂也可以很容易地回收并循环利用，使得整个反应过程成为清洁、高效的工艺流程。对于手性底物，反应过程及后处理过程产物都不发生消旋而得到单一的对映体。总之，本发明实验步骤少，工艺难度低，腐蚀小，投资设备少，容易操作。避免了有毒光气及贵金属的使用，是三废处理负担减少，达到了清洁生产的要求，有利于大规模工业化生产。
具体实施方法
下面通过实例详述本发明。当然，本发明不限于下下述的实例。
实例1
室温条件下，在50mL圆底烧瓶里将N-Cbz-L-苯丙氨酸甲酯(0.2g，0.64mmol)溶于5mL四氢呋喃中，然后加入硼氢化钠73mg(3eq)，反应过程使用TLC监测。反应结束后，加入少量0.1M HCl溶液，继续搅拌10mins，加入饱和碳酸氢钠溶液调至弱碱性，使用乙酸乙酯(30mL*3)萃取，合并有机层，无水Na2SO4干燥，使用硅胶柱纯化，即可得到产品104mg(92％)。
实例2
室温条件下，在50mL圆底烧瓶里将N-(对硝基苯氧羰基)-L-苯丙氨酸甲酯(0.2g，0.58mmol)溶于5mL四氢呋喃中，然后加入硼氢化钠66mg(3eq)，反应过程使用TLC监测。反应结束后，加入少量0.1M HCl溶液，继续搅拌10mins，加入饱和碳酸氢钠溶液调至弱碱性，使用乙酸乙酯(30mL*3)萃取，合并有机层，无水Na2SO4干燥，使用硅胶柱纯化，即可得到产品96mg(93％)。
(S)-4-benzyloxazolidin-2-one
1H NMR(DMSO-d6，400MHz)：7.81(s，1H)，7.33-7.22(m，5H)，4.27-4.23(t，J＝8.0Hz，1H)，4.07-3.96(m，2H)，2.84-2.71(m，2H).

Claims (8)

1.一种合成4-取代噁唑烷酮的方法，用N-取代-α-取代氨基酸酯为反应物，使用硼氢化钠还原即可得到4-取代噁唑烷酮。
其中：
取代基R为烷基或芳基；
取代基R1为R1′-PhCH2OCO或R1′-PhOCO，R1′如硝基，卤素，氰基等；
催化剂为硼氢化钠；
反应温度为室温。
2.按照权利要求1所述的方法，其中，所述的反应物N-取代-α-取代氨基酸酯。
3.按照权利要求1所述的方法，其中，反应中使用硼氢化钠作为还原剂。
4.按照权利要求1所述的方法，其中，反应在有机溶剂中进行。
5.按照权利1或4所述的方法，其中，所述溶剂一般为极性非质子溶剂。
6.按照专利5所述的方法，其中，所述有机溶剂为，如四氢呋喃，甲醇，乙腈，乙醚等。
7.按照专利1所述的方法，其中，反应在室温条件下进行。
8.按照专利1所述的方法，其中反应物可为手性底物。
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