CN106946800A - 一种喹唑啉‑2,4(1h,3h)‑二酮及其衍生物的合成方法 - Google Patents

一种喹唑啉‑2,4(1h,3h)‑二酮及其衍生物的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种喹唑啉‑2,4(1H,3H)‑二酮及其衍生物的合成方法，其特点是以邻氨基苯甲腈或其4、5号位被取代的衍生物为底物与二乙醇胺水溶液为催化剂，在二氧化碳进行羧环化反应，反应液经过滤、洗涤、烘干后得产物为喹唑啉‑2,4(1H,3H)‑二酮及其衍生物，所述底物与二乙醇胺水溶液的摩尔比为3~8:1~3；所述羧环化的反应温度为60~140℃，反应时间为6~18h；所述二氧化碳的压力为0.5~2MPa。本发明与现有技术相比具有催化剂成本低廉、产物收率高、选择性好，是一种环境友好的均相催化合成喹唑啉‑2,4(1H,3H)‑二酮及其衍生物的方法。

Description

一种喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮及其衍生物的合成方法
技术领域
本发明涉及医药中间体技术领域，尤其是一种喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮及其衍生物的合成方法。
背景技术
喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮是一种重要医药中间体，具有非常优异的生物药物活性，糖尿病药物FK366和心脏病特效药KF31327的中间体原料7-氯-喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮就是其衍生物之一。6,7-二甲氧基-喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮是生产抗高血压药物的重要中间体，其传统合成方法主要是邻氨基苯甲酸与尿素或者氰酸钾反应，邻氨基苯甲酰胺与光气反应以及邻氨基苯甲酸酯与异氰酸酯反应，其中光气、氰酸钾和异氰酸酯等有毒试剂的使用和苛刻的反应条件使其工业化应用越来越受到限制。二十一世纪初，二氧化碳与邻氨基苯甲腈在强碱性催化剂作用下反应生成喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮的方法被开发出来，引起了广大化学家的关注，寻找一种催化体系在更温和的条件下高效地催化该反应一直是众人努力的方向。
二乙醇胺(DEA)是一种常用的工业酸性气体吸收剂，在合成工业的气体净化领域被广泛应用，其水溶液体系稳定，碱性合适，对二氧化碳、二氧化硫等气体吸收能力强，醇胺上的醇羟基也被证实有利于二氧化碳的吸收活化。
现有技术制备的喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮及其衍生物工艺复杂，反应条件苛刻使用光气、氰酸钾和异氰酸酯等有毒试剂，对环境污染较为严重。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮及其衍生物的合成方法，采用二乙醇胺的水溶液作为催化体系，催化二氧化碳与邻氨基苯甲腈羧环化反应生成喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮，合成可在温和条件下高效进行，并减少了有机溶剂的使用，产物分离提纯容易，符合绿色化学的理念与可持续发展的要求，适合工业化实施。
实现本发明目的的具体技术方案是：一种喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮及其衍生物的合成方法，其特点是以邻氨基苯甲腈、2-氨基-5-氟苯甲腈、2-氨基-5-氯苯甲腈、2-氨基-5-溴苯甲腈、2-氨基-4-氟苯甲腈、2-氨基-4-氯苯甲腈、2-氨基-4-甲基苯甲腈、2-氨基-4,5-二甲氧基苯甲腈、2-氨基对苯二腈、2-氨基-4-三氟甲基苯甲腈或2-氨基-4-硝基苯甲腈为底物与浓度为0.33～1.33mol/L的二乙醇胺水溶液为催化剂，在二氧化碳氛围下进行如下反应结构式的羧环化反应：
反应结束后，反应液经过滤、洗涤、烘干后得产物为喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮及其衍生物，所述底物与二乙醇胺水溶液的摩尔比为3～8:1～3；所述羧环化的反应温度为60～140℃，反应时间为6～18h；所述二氧化碳的压力为0.5～2MPa。
所述底物与二乙醇胺水溶液的摩尔比优选为5:3。
所述二乙醇胺水溶液的浓度优选为1mol/L。
所述羧环化的反应温度的优选为100℃，反应的时间优选为12小时。
所述二氧化碳的压力优选为1MPa。
所述喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮衍生物的结构通式如下：
其中：X1＝H,Y1＝H；X2＝F,Y2＝H；X3＝Cl,Y3＝H；X4＝Br Y4＝H；X5＝H,Y1＝F；X6＝H,Y6＝CH3；X7＝OMe,Y7＝OMe；X8＝H,Y8＝CN；X9＝H,Y9＝CF3；X10＝H,Y10＝NO2。
本发明与现有技术相比具有制备方法简单可控，催化剂成本低廉、来源丰富且配制成作为催化体系的稀溶液后保存容易不易变质，产物收率高、选择性好，合成方法步骤简单，设备要求不高，反应温度压力与一般工业化条件匹配，易于工业化推广，是一种环境友好的均相催化合成喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮及其衍生物的方法。
通过以下具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
称取0.59g(5mmol)邻氨基苯甲腈置于不锈钢反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入3mL浓度为1mol/L的二乙醇胺水溶液，搅拌2分钟混合均匀后，通入二氧化碳并升温至100℃，将二氧化碳压力调至1MPa进行稳定条件下的羧环化反应，反应时间为12小时。反应结束后，将反应体系降温至室温，缓慢释放未反应的二氧化碳，加入10mL去离子水并搅拌分散产物，过滤得到沉淀并用少量蒸馏水洗涤，然后用甲基叔丁基醚15mL/次洗涤三次，在100℃温度下烘干得产物为喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮，其产率为94％。
实施例2
称取0.68g(5mmol)2-氨基-5-氟苯甲腈置于不锈钢反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入3mL浓度为0.33mol/L的二乙醇胺水溶液，搅拌2分钟混合均匀后，通入二氧化碳并升温至100℃，将二氧化碳压力调至1MPa进行稳定条件下的羧环化反应，反应时间为12小时。反应结束后，将反应体系降温至室温，缓慢释放未反应的二氧化碳，加入10mL去离子水并搅拌分散产物，过滤得到沉淀并用少量蒸馏水洗涤，然后用甲基叔丁基醚15mL/次洗涤三次，在100℃温度下烘干得产物为6-氟喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮，其产率为94％。
实施例3
称取0.763g(5mmol)2-氨基-5-氯苯甲腈置于不锈钢反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入3mL浓度为1.33mol/L的二乙醇胺水溶液，搅拌2分钟混合均匀后，通入二氧化碳并升温至100℃，将二氧化碳压力调至1MPa进行稳定条件下的羧环化反应，反应时间为12小时。反应结束后，将反应体系降温至室温，缓慢释放未反应的二氧化碳，加入10mL去离子水并搅拌分散产物，过滤得到沉淀并用少量蒸馏水洗涤，然后用甲基叔丁基醚15mL/次洗涤三次，在100℃温度下烘干得产物6-氯喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮，其产率为93％。
实施例4
称取0.985g(5mmol)2-氨基-5-溴苯甲腈置于不锈钢反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入3mL浓度为1mol/L的二乙醇胺水溶液，搅拌2分钟混合均匀后，通入二氧化碳并升温至100℃，将二氧化碳压力调至1MPa进行稳定条件下的羧环化反应，反应时间为12小时。反应结束后，将反应体系降温至室温，缓慢释放未反应的二氧化碳，加入10mL去离子水并搅拌分散产物，过滤得到沉淀并用少量蒸馏水洗涤，然后用甲基叔丁基醚15mL/次洗涤三次，在100℃温度下烘干得产物6-溴喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮，其产率为88％。
实施例5
称取0.763g(5mmol)2-氨基-4-氯苯甲腈置于不锈钢反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入3mL浓度为1.33mol/L的二乙醇胺水溶液，搅拌2分钟混合均匀后，通入二氧化碳并升温至100℃，将二氧化碳压力调至1MPa进行稳定条件下的羧环化反应，反应时间为12小时。反应结束后，将反应体系降温至室温，缓慢释放未反应的二氧化碳，加入10mL去离子水并搅拌分散产物，过滤得到沉淀并用少量蒸馏水洗涤，然后用甲基叔丁基醚15mL/次洗涤三次，在100℃温度下烘干得产物7-氯喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮，其产率为62％。
实施例6
称取0.66g(5mmol)2-氨基-4-甲基苯甲腈置于不锈钢反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入3mL浓度为1.33mol/L的二乙醇胺水溶液，搅拌2分钟混合均匀后，通入二氧化碳并升温至100℃，将二氧化碳压力调至1MPa进行稳定条件下的羧环化反应，反应时间为12小时。反应结束后，将反应体系降温至室温，缓慢释放未反应的二氧化碳，加入10mL去离子水并搅拌分散产物，过滤得到沉淀并用少量蒸馏水洗涤，然后用甲基叔丁基醚15mL/次洗涤三次，在100℃温度下烘干得产物7-甲基喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮，其产率为70％。
实施例7
称取0.89g(5mmol)2-氨基-4,5-二甲氧基苯甲腈置于不锈钢反应釜的聚四氟乙烯内衬中，加入3mL浓度为0.5mol/L的二乙醇胺水溶液，搅拌2分钟混合均匀后，通入二氧化碳并升温至100℃，将二氧化碳压力调至1MPa进行稳定条件下的羧环化反应，反应时间为12小时。反应结束后，将反应体系降温至室温，缓慢释放未反应的二氧化碳，加入10mL去离子水并搅拌分散产物，过滤得到沉淀并用少量蒸馏水洗涤，然后用甲基叔丁基醚15mL/次洗涤三次，在100℃温度下烘干得产物6,7-二甲氧基喹唑啉-2,4-(1H,3H)-二酮，产率为93％。
以上各实施例只是对本发明做进一步说明，并非用以限制本发明专利，凡为本发明等效实施，均应包含于本发明专利的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮及其衍生物的合成方法，其特征在于以邻氨基苯甲腈、2-氨基-5-氟苯甲腈、2-氨基-5-氯苯甲腈、2-氨基-5-溴苯甲腈、2-氨基-4-氟苯甲腈、2-氨基-4-氯苯甲腈、2-氨基-4-甲基苯甲腈、2-氨基-4,5-二甲氧基苯甲腈、2-氨基对苯二腈、2-氨基-4-三氟甲基苯甲腈或2-氨基-4-硝基苯甲腈为底物与浓度为0.33～1.33mol/L的二乙醇胺水溶液为催化剂，在二氧化碳氛围下进行如下反应结构式的羧环化反应：
反应结束后，反应液经过滤、洗涤、烘干后得产物为喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮及其衍生物，所述底物与二乙醇胺水溶液的摩尔比为3～8:1～3；所述羧环化的反应温度为60～140℃，反应时间为6～18h；所述二氧化碳的压力为0.5～2MPa。
2.根据权利要求1所述一种喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮的合成方法，其特征在于所述底物与二乙醇胺水溶液的摩尔比优选为5:3。
3.根据权利要求1所述一种喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮的合成方法，其特征在于所述二乙醇胺水溶液的浓度优选为1mol/L。
4.根据权利要求1所述一种喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮的合成方法，其特征在于所述羧环化的反应温度的优选为100℃，反应的时间优选为12小时。
5.根据权利要求1所述一种喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮的合成方法，其特征在于所述二氧化碳的压力优选为1MPa。
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