[发明专利]功能性离子液体无溶剂催化萘并噁嗪酮衍生物的合成

说明书

一技术领域

本发明涉及一种功能性离子液体无溶剂催化萘并噁嗪酮衍生物的合成的新方法，属于化学材料制备技术领域。本方法适用于以β-萘酚、芳香醛、尿素为原料，合成萘并噁嗪酮衍生物的场合。

二背景技术

萘并噁嗪酮类化合物(naphthoxazinone)是一类重要的药物中间体，噁嗪酮(oxazinone)的骨架结构广泛存在于许多具有生物活性的天然化合物中，而且不同的结构呈现不同的性能，不同的空间结构显现不同的生物活性。萘并噁嗪也是合成多种药物的中间体，已经发现其具有抗肿瘤、抗病毒、抗菌、抗炎和抗植入的活性。因此，该类化合物的研究近年来逐渐成为科研人员研究的热点之一。

基于萘并噁嗪酮衍生物独特的生理活性，有关此类化合物的合成逐渐引起人们的重视。研究人员尝试了很多方法来设计各种合成路线，Szatmari报道了用光气作用下环化得到萘并噁嗪酮的方法(I.Szatmari，A.Hetenyi，L.Lazar，F.Fulop，J.Heterocyclic Chem.，2004，41，367.)，Cimarelli等报道了用双咪唑基催化剂合成萘并噁嗪酮衍生物(C.Cimarelli，G.Palmieri，E.Volpini，Can.J.Chem.，2004，82，1314.)，Bazgir等报道了使用微波辐射来促进萘并噁嗪酮衍生物的合成(M.Dabiri，A.S.Delbari，A.Bazgir，Synlett.，2008，7，821.)，Mahdavinia等用硅胶负载高氯酸催化萘并噁嗪酮衍生物的合成(H.Abbastabar Ahangar，G.H.Mahdavinia，K.Marjani，A.Hafezian，J.Iran.Chem.Soc.，2010，7，770.)。这些方法存在下列1项或1项以上的缺点：使用剧毒的原材料如光气等；催化剂的成本昂贵制备过程复杂；催化剂的不能循环使用；设备腐蚀严重；操作工艺复杂；只能适于实验室或小规模操作，不具备大规模工业化应用等。

离子液体是指在室温范围内(一般为100℃下)呈现液态的完全由离子构成的物质体系。一般由有机阳离子和无机阴离子、有机阴离子组成，其性能主要由组成的阳离子和阴离子共同决定，可以采用分子设计，对其进行调整。离子液体的Lewis酸碱性和酸性可以根据需要进行调节，因此，离子液体也被成为“可以设计的溶剂”。近年来，离子液体在有机合成中的应用十分活跃，但作为催化剂来催化用β-萘酚、芳香醛、尿素为原料合成萘并噁嗪酮衍生物未见报道。

三发明内容

本发明的目的在于提供一种无溶剂反应工艺、催化剂与产品易分离、产品纯度高、功能化离子液体催化的合成萘并噁嗪酮衍生物的方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种功能性离子液体无溶剂催化萘并噁嗪酮衍生物的合成的新方法，即以酸功能性离子液体为催化剂，β-萘酚、芳香醛、尿素为原料，在常压下加热实现萘并噁嗪酮衍生物的合成。

本发明使用的酸功能性离子液体催化剂具有如式(I)的结构，

芳香醛具有如式(II)的结构，

式中，R是H、4-OH、4-OCH₃、3-OCH₃、4-OH-3-OCH₃、4-F、4-Cl、2-Cl、3-NO₂等基团。

本发明所用物料的摩尔比为β-萘酚∶芳香醛∶尿素＝1∶1∶1～2，催化剂用量为芳香醛摩尔数的5～15％，所述的物料、离子液体按照比例投料混合搅拌。

本发明反应的温度为150～160℃。

本发明反应的时间为0.5～2.5小时。

本发明反应完毕后冷却到50-55℃，加入相当于物料总体积1～2倍的95％乙醇，继续搅拌5～10分钟，冷却过滤、95％乙醇洗涤、干燥得到固体纯产物；滤液中含有离子液体催化剂，蒸除溶剂后催化剂可重复使用，按β-萘酚∶芳香醛∶尿素＝1∶1∶1～2的比例投料进行下一批合成反应。

本发明所依据的化学反应原理如方程(I)所示：

其中：芳香醛的取代基R如结构式(II)所定义。

本发明所用的催化剂来自市售商品，也可以按文献公开报道的方法制备，其余原材料均来自市售商品。