CN115677609B - 一种苯基氨基甲酸烯丙酯类衍生物自身环化氰基化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种苯烯氨基甲酸酯类衍生物自身环化氰基化的方法，先将催化剂Cu(OAc)2、氧化剂K2S2O8、反应物一、反应物二、溶剂混合，80～120℃条件下加热同时磁力搅拌4～12小时；将所得反应液倒入分液漏斗中，用水和有机溶剂萃取粗产物，柱色谱分离纯化得所述苯烯氨基甲酸酯类衍生物自身环化氰基化产物。本发明反应条件：原料廉价易得，在绿色溶剂水相中进行，反应时间短，反应条件简单温和，产物在有机合成中有重要的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及苯烯氨基甲酸酯类化合物自身环化氰基化制备2-(2-氧代-3-苯基恶唑烷-4-基)乙腈衍生物的方法。
背景技术
恶唑烷酮分子是一类重要的有机合成中间体，在生物医药、有机农药、高分子材料等领域具有重要的作用。氰基是化学品中一个十分重要的基团，它对化合物的性质和活性起着至关重要的作用。同样，在农药中，氰基也是一个不可或缺的活性基团，它对化合物亲水亲油平衡、电子传递以及活性呈现也有相当作用，因此如何同时构建具有噁唑烷酮结构和氰基的分子一直是研究的热点。
J.K.Mannist等(“One-step Synthesis of 3,4-Disubstituted 2-Oxazolidinones via Base-catalyzed CO2-Fixation and Aza-Michael Addition”,Chem.Eur.J.,2019,25,10284-10289)报导了唯一一例合成2-(2-氧代-3-苯基恶唑烷-4-基)乙腈的方法。该方法利用1,1,3,3-四甲基胍作为催化剂，二氧化碳作为羰基来源，苯胺与4-溴丁-2-烯腈通过aza-Michael加成反应获得，反应式如下：
虽然该方法可以得到目标产物，但反应涉及到多组分反应，需要加入一个大气压强的二氧化碳气体，同时4-溴丁-2-烯腈需要注射器缓慢加入(4h)，因此，操作繁琐，不适合工业大规模生产；另外，使用了有机溶剂DMF，对环境并不友好，且底物的适用范围并未讨论。因此，开发简单便宜、绿色有效的构建2-(2-氧代-3-苯基恶唑烷-4-基)乙腈衍生物的合成方法至关重要，这也是本发明完成的动力所在。
发明内容
针对现有技术不足，本发明的目的是提供一种工艺过程简单，反应温和，对环境友好并且选择性高的2-(2-氧代-3-苯基恶唑烷-4-基)乙腈衍生物的制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的方案是：
一种苯基氨基甲酸烯丙酯类衍生物自身环化氰基化衍生物自身环化氰基化的方法，包括如下步骤：
步骤(1)，将催化剂Cu(OAc)2、氧化剂K2S2O8、反应物一、反应物二、溶剂混合，80～120℃条件下加热回流同时磁力搅拌4～12小时；
步骤(2)，将步骤(1)所得反应液倒入分液漏斗中，用水和有机溶剂萃取粗产物，柱色谱分离纯化得所述苯烯氨基甲酸酯类衍生物自身环化氰基化产物；
所述反应通式为：
其中R1任选自H、卤素基、甲基、二甲基。
优选地，所述催化剂的摩尔用量为所述反应单体摩尔总量的5～25％。
优选地，所述氧化剂的摩尔用量为所述反应单体摩尔总量的100～400％。
优选地，所述溶剂为水。
优选地，步骤(2)粗产物萃取采用水和乙酸乙酯萃取3次，有机相经减压蒸馏得粗产品。
优选地，Cu(OAc)2的纯度不低于95％。
优选地，水任选自超纯水、蒸馏水、自来水。
优选地，利用色谱分离时洗脱液为乙酸乙酯和石油醚的混合溶液。
本发明是在水相中通过铜催化，以三甲基氰硅烷为氰基化试剂，实现了苯烯氨基甲酸酯类化合物自身环化氰基化制备2-(2-氧代-3-苯基恶唑烷-4-基)乙腈衍生物。该反应在绿色溶剂水相中进行，反应时间短，反应条件简单温和，区域选择性好。它为合成有用的2-(2-氧代-3-苯基恶唑烷-4-基)乙腈衍生物提供了一种有效的方法，该产物在有机合成中有重要的应用价值。同时，若将反应物的用量扩大100倍，该反应的产率仍然不受影响，有利于工业化生产。
具体实施方式
为更好的理解本发明，下面的实施例是对本发明的进一步说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
下述实施例的通用过程为：在反应器中按先后顺序加入摩尔量为反应单体摩尔总量20％的催化剂Cu(OAc)2、0.3mmol的氧化剂K2S2O8、0.2mmol反应物一(a)、0.4mmol反应物二(b)、2mL水和5号磁子一个。将反应器置于100℃油浴中加热回流6小时。反应器底端球形容器浸没在油浴中，浸没深度为油高度高于微量反应管球形容器内反应液高度的两倍。磁力搅拌器转速调整为600转/s。反应结束后将反应液倒入分液漏斗，加入15mL水，再用10mL乙酸乙酯萃取3次。所得有机相合并，经旋转蒸发仪旋干，所得粗产品经柱色谱分离纯化得苯烯氨基甲酸酯类衍生物自身环化氰基化产物c。其中所述Cu(OAc)2的纯度不低于95％，水溶剂用超纯水、蒸馏水、自来水均可。
反应通式为：
采用上述同样的反应步骤，采用不同的反应物a，产物情况如下表1所示。
表1实施例1～8的原料及产物情况
实施例9(实施例1的放大反应)
一种2-(2-氧代-3-苯基恶唑烷-4-基)乙腈化合物的制备方法，步骤如下：
在250mL单口瓶中按先后顺序加入摩尔量为反应单体摩尔总量20％的催化剂Cu(OAc)2、30mmol的氧化剂K2S2O8、20mmol反应物一(苯基氨基甲酸烯丙酯a)、40mmol反应物二(三甲基氰硅烷b)、150mL水和大号磁子一个。将单口瓶置于100℃油浴中加热回流6小时。磁力搅拌器转速调整为800转/s。反应结束后将反应液倒入分液漏斗，加入50mL水，再用100mL乙酸乙酯萃取3次。所得有机相合并，经旋转蒸发仪旋干，所得粗产品经柱色谱分离纯化得产物c(2-(2-氧代-3-苯基恶唑烷-4-基)乙腈)。其中所述Cu(OAc)2的纯度不低于95％，水溶剂用超纯水、蒸馏水、自来水均可。
所制得的浅黄色液体产物1.98g，产率49％，核磁共振氢谱碳谱数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.46–7.39(m,4H),7.30–7.26(m,1H),4.73–4.64(m,2H),4.36–4.32(m,1H),2.76–2.64(m,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3):δ153.9,134.0,128.7,125.7,121.8,114.1,64.7,52.1,20.3。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种苯基氨基甲酸烯丙酯类衍生物自身环化氰基化的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤（1），将催化剂Cu(OAc)2、氧化剂K2S2O8、反应物一、反应物二、溶剂混合，80~120℃条件下加热同时磁力搅拌4~12小时；
步骤（2），将步骤（1）所得反应液倒入分液漏斗中，用水和有机溶剂萃取粗产物，柱色谱分离纯化得所述苯基氨基甲酸烯丙酯类衍生物自身环化氰基化产物；
所述反应通式为：
其中R1任选自H、卤素、甲基，
或者，所述反应物一为
。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化剂的摩尔用量为所述反应物一和反应物二摩尔总量的5~25%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化剂的摩尔用量为所述反应物一和反应物二摩尔总量的100~400%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂为水。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）粗产物萃取采用水和乙酸乙酯萃取 3 次，有机相经减压蒸馏得粗产品。
6. 根据权利要求 1 所述的方法，其特征在于，Cu(OAc)2的纯度不低于95%。
7. 根据权利要求 1 所述的方法，其特征在于，水任选自超纯水、蒸馏水、自来水。
8. 根据权利要求 1 所述的方法，其特征在于，利用柱色谱分离时洗脱液为乙酸乙酯和石油醚的混合溶液。
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| Jere K.Mannisto等.One-Step Synthesis of 3,4-Disubstituted 2-Oxazolidinones by Base-Catalyzed CO2 Fixation and Aza-Michael Addition.《Chem.Eur.J.》.2019,第25卷第10284-10289页. * |
| Yusuke Kuroda.1,1-Carboamination of Terminal Alkenes via a Reaction of Azo-Ene Adducts with Grignard Reagents.《Org. Lett.》.2022,第24卷第6224-6229页. * |
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