一种制备2,3-二氢喹唑啉-4(1h)-酮及其衍生物的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种制备2, 3-二氢喹唑啉-4 (IH)-酮及 其衍生物的方法。
【背景技术】
[0002] 2, 3-二氢喹唑啉-4 (IH)-酮及其衍生物是一类具有良好生物活性、药理活性的含 氮杂环化合物，其在抗炎、抗菌、抑制癌细胞、抗高血压、抗风湿、抗血压、利尿等方面具有优 异的生物活性，在医药方面具有广阔的应用前景。另外，它们在农业方面也有重要应用，可 用作杀菌剂、除草剂等。因此，2,3_二氢喹唑啉-4(1Η)_酮及其衍生物的制备引起了人们广 泛的关注。传统制备2, 3-二氢喹唑啉-4 (IH)-酮及其衍生物的方法是三种组分在多种催 化体系下采用"一锅法"法，可是这种方法或多或少都存在一些缺点，比如使用有毒有害、不 能循环使用的催化剂，大量的可挥发性有机溶剂，反应后处理复杂，反应时间长，反应条件 比较苛刻等。因此，寻找一种绿色、简洁和温和的制备方法成为发展的需要。
[0003] 离子液体是由一种含氮杂环的有机阳离子和一种无机或有机阴离子组成的液态 盐类。在有机合成中，它与传统的有机溶剂相比，具有不挥发、溶解能力强、不易燃、可以 为反应提供一个全离子环境等特点，近年来离子液体作为溶剂在有机合成中得到了广泛的 应用。另外，酸性离子液体作为一种功能化离子液体由于具有较好的热稳定性、分布均匀 的酸性位点及易与产物分离回收等优点而被运用到2，3-二氢喹唑啉-4 (IΗ)-酮及其衍 生物的制备过程中。比如闽江学院的李心忠等在微波条件下，发现自己合成出的两种新 型Bronsted酸性功能化离子液体1-(4-磺酸基）-3-甲基咪唑硫酸氢根盐和N-(4-磺酸 基）苄基吡啶硫酸氢根盐，可以作为反应介质兼催化剂运用到2-氨基苯甲酸、酰氯和乙酸 铵三组分制备2-取代-4 (3H)-喹唑啉酮的过程中，反应时间仅需要6min，最高产率可达到 95%，并且该离子液体经减压蒸馏、真空干燥后可重复使用3次，其催化活性基本保持不变 (2-取代-4(3H)-喹唑啉酮在Bransted酸性功能化离子液体中的微波合成[J]，有机化学， 2010, 30 (3) :452~455)。作为研宄工作的延续，该课题组也将上述两种酸性功能化离子液 体作为反应介质与催化剂运用到2-氨基苯甲酸、原甲酸酯或甲酸、芳香胺或脂肪胺三组分 制备3-取代-4 (3H)-喹唑啉酮的过程中，目标产物的最高产率为94%，离子液体催化剂在 保持催化活性不变的前提下可以循环使用3次（3-取代-4 (3H)-喹唑啉酮在酸性离子液体 中的一锅法、微波辅助合成[J]，有机化学，2011，31 (6) :855~859)。为了减少离子液体的 使用量进而使其在反应中仅作为催化剂，国外的Foad Shaghayeghi Toosi等以酸性较强的 三苯基（丙基-3-磺酸基）苯甲磺酸膦盐离子液体作为一种环境友好的催化剂，在无溶剂 条件下催化靛红酸酐、醛和伯胺或乙酸铵"一锅法"制备2, 3-二氢喹唑啉-4 (IH)-酮及其衍 生物，其中催化剂用量仅为所用靛红酸酐物质的量的20%，且其经过后处理后可以循环使 用5次（A new and facile synthesis 2,3-dihydroquinazolin_4(IH)-ones[J]，Research on Chemical Intermediates，2015,41 :311 ~317)〇
[0004] 由以上分析可以看出：采用含咪唑或膦结构的离子液体作为反应介质和催化剂 时，反应条件比较苛刻，需要微波或加热较高的温度才能发生反应。另外，由于上述离子液 体的酸度有限，在使用中的用量较大。最后，上述反应过程的后处理比较复杂，其中产物需 要洗涤、过滤和重结晶，离子液体催化剂的重复使用前需要减压蒸馏、真空干燥等处理。以 上缺点使得该类离子液体不适于在工业上大规模使用。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术中制备2, 3-二氢喹唑啉-4 (IH)-酮及其衍生物 中存在的酸性离子液体催化剂由于酸度较低而导致使用量很大，制备费用高，制备过程复 杂，不易生物降解等缺点，而提供一种以制备价格相对低廉、易于生物降解、使用量小、可循 环使用次数较多且能简化操作过程的高酸度离子液体作为催化剂，以水和乙醇的混和液作 溶剂条件下制备2, 3-二氢喹唑啉-4 (IH)-酮及其衍生物的方法。
[0006] 本发明所使用的高酸度离子液体催化剂的结构式为：
[0007]
【主权项】
1. 一种制备2, 3-二氢喹唑啉-4 (IH)-酮及其衍生物的方法，其特征在于，所述制备2， 3-二氢喹唑啉-4(1Η)_酮衍生物的反应中靛红酸酐、芳香胺与芳香醛的摩尔比为1 :1 :1， 高酸度离子液体催化剂的摩尔量是所用靛红酸酐的8~12%，回流反应时间为4~30min， 以毫升计的反应溶剂水和乙醇混和液的体积量为以毫摩尔计的靛红酸酐摩尔量的3~6 倍，反应压力为一个大气压，反应完成后冷却至室温有大量固体析出，碾碎固体，静置，抽 滤，所得滤渣真空干燥后得到纯2, 3-二氢喹唑啉-4 (IH)-酮及其衍生物； 所述反应溶剂中水和乙醇的体积比为1 :2 ; 所述高酸度离子液体催化剂的结构式为：
2. 如权利要求1所述的一种制备2, 3-二氢喹唑啉-4 (IH)-酮及其衍生物的方法，其特 征在于，所述的芳香胺为苯胺、对氯苯胺、对甲氧基苯胺、对甲基苯胺中的任一种。
3. 如权利要求1所述的一种制备2, 3-二氢喹唑啉-4 (IH)-酮及其衍生物的方法，其 特征在于，所述的芳香醛为苯甲醛、对氯苯甲醛、对甲氧基苯甲醛、对甲基苯甲醛、对溴苯甲 醛、对氟苯甲醛中的任一种。
4. 如权利要求1所述的一种制备2, 3-二氢喹唑啉-4 (IH)-酮及其衍生物的方法，其特 征在于，所述抽滤后滤液中含有的高酸度离子液体催化剂，可不经处理重复使用。
【专利摘要】本发明公开了一种制备2，3-二氢喹唑啉-4(1H)-酮及其衍生物的方法，属于有机化学合成技术领域。所述制备反应中靛红酸酐、芳香胺与芳香醛的摩尔比为1：1：1，高酸度离子液体催化剂的摩尔量是所用靛红酸酐的8～12％，回流反应时间为4～30min，反应溶剂水和乙醇混和液的体积量为靛红酸酐摩尔量的3～6倍，反应压力为一个大气压，反应完成后冷却至室温，抽滤，所得滤渣真空干燥后得到纯2，3-二氢喹唑啉-4(1H)-酮及其衍生物。本发明与采用其它催化剂的制备方法相比，具有催化剂毒性较小、可以循环使用、较好的生物降解性能以及整个制备过程绿色经济，操作简单方便，便于工业化大规模生产等特点。
【IPC分类】C07D239-91
【公开号】CN104744380
【申请号】CN201510136821
【发明人】岳彩波, 高学频, 吴胜华, 储昭莲
【申请人】安徽工业大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月26日