CN106518798B - 一种利用醇胺催化co2合成2-恶唑烷酮类化合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用醇胺催化CO2合成2‑恶唑烷酮类化合物的方法,以丙炔胺类化合物为原料,在无溶剂条件下加入催化剂烷醇胺,于0.1MPa、60℃在CO2气氛中搅拌反应10h制得2‑恶唑烷酮类化合物。本发明操作简便,条件温和,反应时间短,产物产率高,催化剂易回收再利用。
Description
技术领域
本发明属于2-恶唑烷酮类化合物的合成技术领域,具体涉及一种利用醇胺催化CO2合成2-恶唑烷酮类化合物的方法。
背景技术
化学转化二氧化碳(CO2)是二氧化碳利用的其中一种重要途径,在过去几十年受到了广泛关注。相对传统的碳1骨架来源,如一氧化碳和光气,CO2是一种用之不尽、简单易得和环境友好的可再生碳1构建骨架来源。然而,由于自身的热力学稳定性,CO2的转化受到限制,导致反应需要苛刻的条件。由于上述原因,在温和的条件下将CO2转化成有用的化学品的关键问题是将其有效的活化。
2-恶唑烷酮类化合物是一类重要的含氮杂环化合物,其具有广泛的用途,可以用于医药、农药、聚合物改良和有机合成中间体等。因此,恶唑烷酮类化合物的合成受到了人们的关注。直接利用CO2与丙炔醇胺类化合物反应合成这些化合物的路线是一种原子经济性反应。到目前为止,各种各样的催化剂用来催化这种反应,金属催化剂如:钯、金、银和铜,有机催化剂如:离子液体和超强碱等。虽然这些方法都能有效合成2-恶唑烷酮类化合物,但是这些方法存在很多问题,比如:需要有机溶剂和贵重金属催化剂,同时报道的有机催化剂难以生物降解等。基于上述催化剂的局限性,急需开发合成2-恶唑烷酮类化合物简便、高效、经济实用且绿色环保的新方法。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种利用醇胺催化CO2合成2-恶唑烷酮类化合物的方法,该方法操作简便,条件温和,反应时间短,产物产率高,催化剂易回收再利用。
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案,一种利用醇胺催化CO2合成2-恶唑烷酮类化合物的方法,其特征在于具体步骤为:以丙炔胺类化合物1为原料,在无溶剂条件下加入催化剂烷醇胺,于0.1MPa、60℃在CO2气氛中搅拌反应10h制得2-恶唑烷酮类化合物,该合成方法中的反应方程式为:
其中R1为氢、苯基或对甲基苯基,R2、R3、R4为氢或烷基,催化剂烷醇胺为乙醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺或三乙醇胺中的一种或两种。
进一步优选,R2或R3中的烷基为C1-6直链烷基或支链烷基。
进一步优选,R4中的烷基为C1-6直链烷基或支链烷基。
进一步优选,R2或R3中的烷基为甲基、乙基、正丙基或异丙基,R4中的烷基为正丁基、正己基或苄基。
进一步优选,所述的丙炔胺类化合物与催化剂烷醇胺的投料摩尔比为10:1。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明合成过程为一步反应且不需要使用溶剂,操作简便,避免了由于多步反应中使用多种试剂和对各步中间体的纯化处理而造成的资源浪费和环境污染问题;
2、所用原料丙炔胺类化合物价廉易得,易于制备;
3、反应在常压、60℃条件下进行,条件温和且操作简便;
4、所用催化剂为烷醇胺类化合物,可生物降解、价廉、可重复使用,催化活性高;
5、底物的适用范围广。
因此,本发明为2-恶唑烷酮类化合物的合成提供了一种高效、经济适用且绿色环保的方法。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明,但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
在50mL的梨形瓶中加入1a(1mmol),乙醇胺催化剂(0.1mmol),在CO2气氛下加热到60℃,搅拌反应10h,旋干,过硅胶柱分离得油状产物2a,收率97%。
实施例2
在50mL的梨形瓶中加入1b(1mmol),二乙醇胺催化剂(0.1mmol,),在CO2气氛下加热到60℃,搅拌反应10h,旋干,过硅胶柱分离得油状产物2b,收率99%。
实施例3
在50mL的梨形瓶中加入1c(1mmol),甲基二乙醇胺催化剂(0.1mmol),在CO2气氛下加热到60℃,搅拌反应10h,旋干,过硅胶柱分离得油状产物2c,收率99%。
实施例4
在50mL的梨形瓶中加入1d(1mmol),三异丙醇胺催化剂(0.1mmol),在CO2气氛下加热到60℃,搅拌反应10h,旋干,过硅胶柱分离得油状产物2d,收率89%。
实施例5
在50mL的梨形瓶中加入1e(1mmol),三乙醇胺催化剂(0.1mmol),在CO2气氛下加热到60℃,搅拌反应10h,旋干,过硅胶柱分离得油状产物2e,收率86%。
实施例6
在50mL的梨形瓶中加入1f(1mmol),三乙醇胺催化剂(0.1mmol),在CO2气氛下加热到60℃,搅拌反应10h,旋干,过硅胶柱分离得油状产物2f,收率74%。
实施例7
在50mL的梨形瓶中加入1g(1mmol),二乙醇胺催化剂(0.01mmol),在CO2气氛下加热到60℃,搅拌反应10h,旋干,过硅胶柱分离得油状产物2g,收率80%。
实施例8
在50mL的梨形瓶中加入1h(1mmol),乙醇胺催化剂(0.1mmol),在CO2气氛下加热到60℃,搅拌反应10h,旋干,过硅胶柱分离得油状产物2h,收率71%。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点,本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明原理的范围下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。
Claims (5)
1.一种利用烷醇胺催化CO2合成2-恶唑烷酮类化合物的方法,其特征在于具体步骤为:以丙炔胺类化合物1为原料,在无溶剂条件下加入催化剂烷醇胺,于0.1MPa、60℃在CO2气氛中搅拌反应10h制得2-恶唑烷酮类化合物,该合成方法中的反应方程式为:
其中R1为氢、苯基或对甲基苯基,R2、R3为氢或烷基,R4为氢、烷基或苄基,催化剂烷醇胺为乙醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺或三乙醇胺中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的利用烷醇胺催化CO2合成2-恶唑烷酮类化合物的方法,其特征在于:R2或R3中的烷基为C1-6直链烷基或支链烷基。
3.根据权利要求1所述的利用烷醇胺催化CO2合成2-恶唑烷酮类化合物的方法,其特征在于:R4中的烷基为C1-6直链烷基或支链烷基。
4.根据权利要求1所述的利用烷醇胺催化CO2合成2-恶唑烷酮类化合物的方法,其特征在于:R2或R3中的烷基为甲基、乙基、正丙基或异丙基,R4中的烷基为正丁基或正己基。
5.根据权利要求1所述的利用烷醇胺催化CO2合成2-恶唑烷酮类化合物的方法,其特征在于:所述的丙炔胺类化合物与催化剂烷醇胺的投料摩尔比为10:1。
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