CN107501202A - 微波法制备1,4苯并噁嗪酮的合成工艺 - Google Patents

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    • C07D265/28—1,4-Oxazines; Hydrogenated 1,4-oxazines
    • C07D265/34—1,4-Oxazines; Hydrogenated 1,4-oxazines condensed with carbocyclic rings
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Abstract

本发明涉及一种的苯并噁嗪化合物的制备方法，所述方法包括，向反应器中加入如下式II所示的化合物，甲醇和催化剂，在催化剂，碱的存在下发生反应，反应结束后进行后处理，从而得到式I化合物。其中，基团R可以选自：氢、氨基、硝基、C1‑6烷基、C1‑6烷氧基、羟基等，所述烷基可以为甲基、乙基、异丙基，所述烷氧基可以为甲氧基、乙氧基、异丙氧基。该方法原料价格低廉，安全可靠，在常温常压下即可完成，工艺简单。

Description

微波法制备1,4苯并噁嗪酮的合成工艺
技术领域
本发明涉及化工领域，具体涉及一种微波法1,4苯并噁嗪酮化合物的合成工艺。
背景技术
化学农药对环境和食品的污染日益严重，病菌对已有品种产生抗药性也促使人们不断研究如何提高植物自身的抵抗力来预防控制植物病虫害，植物的一种重要防御手段是通过自身产生的此生代谢物质来对抗病虫侵害，而苯并噁嗪酮衍生物是禾本科植物重要的次生代谢物质，是非常重要的天然农药，具有抗菌，抗微生物，拒食性和较低的生物毒性等良好的优点，科学家对苯并噁嗪酮化合物进行了大量的研究，用于制备新的除草剂，筛选有效抗菌的苯并噁嗪酮类化合物从而提高该类化合物在农作物中的含量。
过去几十年里，研究者对这类化合物的合成路线进行了大量的研究。其中，取代的1，4-苯并噁嗪-3(4H)-酮是其中一种非常重要的中间体，可以以此为母体合成大量苯并噁嗪酮衍生物。
已报道的苯并噁嗪类化合物的合成方法主要有以下几种：
(1)邻氨基苯酚与邻二卤代物间的亲核取代反应 (Tetrahedron Lett.，2006，47(44)：7823-7826)，然而，由于邻二卤代物是一种毒性非常强的物质，极大危害了车间工人的身体健康。(2) 邻卤代苯酚与缩合剂间的环合反应(Org.Biomol.Chem.,2009，7, 4067–4073)、这类方法采用重金属催化剂、成本高，反应时间长。(3) 邻硝基苯酚经硝基还原后与环合试剂之间的环合反应(Bio org.Med.Chem.Lett.，2006，16(11)：2862-2867)，但这类方法步骤繁多，中间体不稳定，杂质多总收率较低。。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明经过大量的实验尝试，深入研究，发现了一种全新的合成方法,该方法原料简单，操作安全，得到的产物纯度高,收率高.
具体而言，本发明的技术方案涉及一种式I的苯并噁嗪化合物制备方法，所述方法包括，向反应器中加入如下式II所示的化合物，甲醇和催化剂，在催化剂，碱的存在下发生反应，反应结束后进行后处理，从而得到式I化合物。
其中，基团R可以选自：氢、硝基、C1-6烷基、C1-6烷氧基、羟基等，所述C1-6烷基可以为甲基、乙基、异丙基等，所述C1-6烷氧基可以为甲氧基、乙氧基、异丙氧基等。
本发明所述方法中，所述催化剂为SiO2负载的碱金属催化剂，所述碱金属催化剂为KNO3、ZnO、MgO、Al2O3、KOH、KCO3、CaO, 优选KNO3、KOH、KCO3，最优选KNO3。
本发明所述方法在微波反应器中进行。所述微波反应器的功率为90-261W，优选100-140W。
本发明所述的方法中，所述式I化合物和甲醇的摩尔比为 1:1-1:10，优选1:4-1:6。
本发明可以采用现有技术中常规的后处理方式。本发明采用简单重结晶即可得到高纯度的产品，优选在饱和盐水中进行重结晶即可获得高纯度的产品。
本发明和现有技术相比具有如下优点和效果:
1)本发明提供了一种全新的合成路线，该路线以价格低廉的工业甲醇为原料,安全可靠，在常温常压下即可完成，工艺简单。
2)本发明的方法为一步成环，反应条件简单，避免了不稳定和不安全的中间体，工艺安全高效，收率高。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。
实施例
实施例1：6-氨基-1，4-苯并噁嗪-3-(4H)-酮的制备
在50mL圆底烧瓶中加入式II化合物(0.05mol)，无水甲醇 (0.3mol)和SiO2负载KNO3催化剂(2mmol),振荡使混合均匀。将烧瓶置于微波炉中,烧瓶与炉外的冷凝管相连，用100W功率的微波辐射使之反应，反应20分钟。反应完成后,将反应液倒入盛有50mL冰NaCl水溶液的烧杯中,冷却,有固体析出。抽滤,得白色固体，产率： 95.8％。1H NMR(500MHz，DMSO-d6/TMSint)4.752(s,2H,CH.sub.2), 7.0835(d,J＝8.73,Hz,1H,ACH),7.769(d,J＝2.44Hz,1H)7. 9185(dd,J＝2.525,8.705Hz,1H,ACH)；
实施例2：6-甲基-1，4-苯并噁嗪-3(4H)-酮的制备
在50mL圆底烧瓶中加入式II化合物(0.05mol)，无水甲醇 (0.21mol)和SiO2负载KNO3催化剂(1mmol),振荡使混合均匀。将烧瓶置于微波炉中，烧瓶与炉外的冷凝管相连，用110W功率的微波辐射使之反应，反应20分钟。反应完成后,将反应液倒入盛有50mL 冰NaCl水溶液的烧杯中,冷却,得白色固体。收率：94.3％。1H NMR(500MHz，DMSO-d6/TMSint)，δ：2.12(s，3H)，4.40(s，2H)，6.48-6.73(m，3H)，10.82(s，1H)。
实施例3：6-甲氧基-1，4-苯并噁嗪-3(4H)-酮的制备
在100mL圆底烧瓶中加入式II化合物在50mL圆底烧瓶中加入式II化合物(0.05mol)，无水甲醇(0.25mol)和一定量的SiO2负载KNO3催化剂(2mmol),振荡使混合均匀。将烧瓶置于微波炉中,烧瓶与炉外的冷凝管相连，用120W功率的微波辐射使之反应，反应20分钟。反应完成后,将反应液倒入盛有50mL冰NaCl水溶液的烧杯中,冷却，得白色固体。收率：96.2％。1H-NMR(CDCl3-d)δ：3.75(s， 3H)；4.55(s，2H)；6.40(d，1H)；6.50(dd，1H)；6.89(d，1H)； 8.85(bs，1H)。
实施例4:1，4-苯并噁嗪-3(4H)-酮的制备
在100mL圆底烧瓶中加入式II化合物在50mL圆底烧瓶中加入式II化合物(0.05mol)，无水甲醇(0.22mol)和一定量的SiO2负载 KNO3催化剂(1mmol),振荡使混合均匀。将烧瓶置于微波炉中,烧瓶与炉外的冷凝管相连，用110W功率的微波辐射使之反应，反应20 分钟。反应完成后,将反应液倒入盛有50mL冰NaCl水溶液的烧杯中,冷却,得白色固体，收率：93.6％。1H NMR(500MHz，DMSO-d6/TMSint)， 6：5.02(s，1H)，7.36(m，4H)，1O.18(s，1H)。
实施例5-8：除了采用Al2O3作为催化剂，其余操作均不变，按照实施例1-4相同的步骤进行反应。
实施例9-12:除了采用CuSO4作为催化剂,其余操作均不变，按照实施例1-4相同的步骤进行反应。
实施例13-16:除了采用KOH作为催化剂,其余操作均不变，按照实施例1-4相同的步骤进行反应。
结果见表1。
表1：催化剂种类的影响
从表1可以得知，当催化剂为SiO2负载的碱金属催化剂时，产率教高。
实施例21-24：除了加入甲醇的量为1mol，其余操作均不变，按照实施例1-4相同的步骤进行反应。
实施例25-28：除了加入甲醇的量为0.1mol，，其余操作均不变，按照实施例1-4相同的步骤进行反应。
实施例29-32：除了加入甲醇的量为0.05mol，其余操作均不变，按照实施例1-4相同的步骤进行反应。
结果见表2。
表2：摩尔比的影响
从表2可以得知，反应物的摩尔比的用量对反应起着重要的作用, 经试验发现，摩尔比在1:4-1:6之间效果最好。

Claims (5)

1.一种式I所示的苯并噁嗪化合物的合成方法，所述方法包括，向反应器中加入如下式II所示的化合物，甲醇和催化剂进行反应，反应结束后进行后处理，从而得到式I化合物。
其中，基团R可以选自：氢、氨基、硝基、C1-6烷基、C1-6烷氧基、羟基，所述烷基可以为甲基、乙基、异丙基，所述烷氧基可以为甲氧基、乙氧基、异丙氧基。
2.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述催化剂为SiO2负载的碱金属催化剂。
3.如权利要求2所述的合成方法，其特征在于：所述碱金属催化剂为KNO3、ZnO、MgO、Al2O3、KOH、KCO3、CaO，优选KNO3、KOH、KCO3，最优选KNO3。
4.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述方法在微波反应器中进行，所述微波反应器的功率为90-261W，优选100-140W。
5.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的方法中，所述式I化合物和甲醇的摩尔比为1:1-1:10，优选1:4-1:6。
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