[发明专利]链状尿素衍生物、环状尿素衍生物及噁唑烷酮的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，特别涉及链状尿素衍生物、环状尿素衍生 物及噁唑烷酮的制备方法。

背景技术

尿素衍生物是指含有尿素基本结构单元的一类有机化合物，即在 尿素分子的氮原子上含有取代基的化合物，包括结构如(Ⅳ)所示的 链状尿素衍生物，和结构如(Ⅴ)所示的环状尿素衍生物，其中R₁、 R₂、R₃、R₄为氢、烷基或芳基，n为1或2。尿素衍生物在医药、农 业等领域均有重要应用，例如：具有不对称结构的尿素衍生物是一种 潜在的HIV-1蛋白酶抑制剂，对于变异和未变异基因均具有显著疗效； 磺酰脲是临床常用的一类口服降糖药，对于多数Ⅱ型糖尿病患者具有 显著疗效；一些尿素衍生物对于细菌和真菌具有显著的抑制作用，可 以用来杀死细菌、病毒等，因此尿素衍生物经常被用作医药中间体、 肥料、杀虫剂、除草剂和防腐剂等。环状氨基甲酸酯，又名噁唑烷酮， 它是具有式(Ⅵ)结构的化合物，其中R₁、R₂、R₃为氢、烷基或芳基， n为1或2。噁唑烷酮是重要的医药中间体，主要用于制备抗菌类药物。

尿素衍生物、噁唑烷酮，通常由以下五种方式制备：①胺类物质 与CO₂反应生成尿素衍生物；②胺类物质与光气反应生成尿素衍生物； ③胺类物质与异氰酸酯反应生成尿素衍生物；④胺类物质与CO在金 属有机催化剂催化下反应生成尿素衍生物；⑤胺类物质与尿素或者碳 酸酯反应生成尿素衍生物。由于方法②～④使用的原料毒性巨大，方 法⑤使用的原料价格较昂贵，而方法①使用的CO₂廉价无毒大量易得， 因此人们将研究兴趣转移到方法①制备尿素衍生物。但是现有的利用 胺类物质与CO₂反应制备尿素衍生物的方法为了提高反应速率，反应 过程中需加入1，8-二氮杂双环(5.4.0)十一-7-烯(DBU)、CsOH、 Cs₂CO₃或[BMIm]OH等碱性催化剂，并要使用离子液体、N-甲基吡咯 烷酮等有机溶剂，因此，制备成本较高；而且，由于上述催化剂和有 机溶剂易溶于水，因此产物提纯工序通常是向反应结束后得到的混合 物中加水后过滤，滤液中的有机溶剂和催化剂与水分离困难，需要消 耗大量能量，造成资源浪费。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供链状及环状两种尿素衍生物 的制备方法，以及一种噁唑烷酮的制备方法，采用上述方法在制备过 程中无需添加催化剂和溶剂，产物产率高，制备成本低，且未参加反 应的反应物易于分离，可循环利用。

本发明提供一种链状尿素衍生物的制备方法，包括：将具有式 (Ⅰ)结构的胺类化合物与过量CO₂在密闭的反应容器中进行反应， 所述胺类化合物与CO₂的体积比为0.08～4∶1，反应温度为 150℃～200℃，CO₂压力为4MPa～20MPa，得到尿素衍生物，

R₁-NH-R₂

(Ⅰ)

其中R₁为氢、烷基或芳基，R₂为烷基或芳基。

优选的，反应温度为160℃～190℃。

优选的，CO₂压力为6MPa～16MPa。

优选的，所述胺类化合物与CO₂的体积比为0.1～3∶1。

本发明提供一种环状尿素衍生物的制备方法，包括：将具有式 (Ⅱ)结构的胺类化合物与过量CO₂在密闭的反应容器中进行反应， 所述胺类化合物与CO₂的体积比为0.08～4∶1，反应温度为 150℃～200℃，CO₂压力为4MPa～20MPa，得到尿素衍生物，

其中R₁、R₂、R₃、R₄为氢、烷基或芳基，n＝1或2。

优选的，反应温度为160℃～190℃，CO₂压力为6MPa～16MPa。

优选的，所述胺类化合物与CO₂的体积比为0.1～3∶1。