一种酰胺基二价稀土金属胺化物及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机化学领域，具体涉及一种酰胺基二价稀土金属胺化物及其制备方 法与应用。
【背景技术】
[0002] 2, 4-喹唑啉二酮类化合物是一类重要的优势结构骨架，具有广泛的生物学活性， 比如，可以作为抗生素、血清受体拮抗剂、谷氨酸受体拮抗剂、醛糖还原酶抑制剂、钙离子通 道拮抗剂、乙酰胆碱受体拮抗剂等。
[0003]目前，制备2, 4-喹唑啉二酮类化合物的方法有很多。其中，重要的一种是以二氧 化碳和2-氨基苯甲腈类化合物为原料、在催化剂的作用下进行制备，该反应由于其原子经 济性而备受关注。
[0004] 2002年，TakumiMizuno课题组公开了一种2, 4-喹唑啉二酮类化合物的制备方 法，即以2-氨基苯甲腈类化合物和二氧化碳为原料，在3当量DBU的催化下，以DMF为溶 剂，在1个大气压、20°C条件下反应24h，能以较高的产率制得2, 4-喹唑啉二酮类化合物； 当DBU的用量为0. 1当量时，需要在10个大气压、80°C条件下，才能制得2, 4-喹唑啉二酮 类化合物（见Tetrahedron2002, 58, 3155-3158)。2007年，该课题组公开了一种2, 4-喹 唑啉二酮类化合物的制备方法，即以2-氨基苯甲腈类化合物和二氧化碳为原料，在0. 2-1 当量DBU的催化下，在1个大气压、120-150°C条件下反应4h，能以较高产率制得2, 4-喹唑 啉二酮类化合物（见Synthesis，2007,16, 2524-2428)。
[0005] 然而，上述制备方法存在催化剂用量多、催化剂种类受限、反应条件苛刻、底物的 普适性差等缺点。
[0006] 酰胺配体作为茂基配体的替代物，具有原料易得、立体位阻和电子效应可以调控 的特点；此外，酰胺配体与金属有较强的键合作用，可以以多种形式参与配位。Schafer、自 国甫等课题组成功地将酰胺基引入到过渡金属和稀土金属的配合物中，合成了具有催化活 性的酰胺基金属胺化物，并用来催化氢氨化/环化反应、a-烷基化反应、交酯的开环聚合 反应等等。
[0007] 然而，未见酰胺基二价稀土金属胺化物催化2-氨基苯甲腈类化合物和二氧化碳 反应制备2, 4-喹唑啉二酮类化合物的报道。
【发明内容】
[0008] 为此，本发明提出一种可以催化2-氨基苯甲腈类化合物和二氧化碳反应制备 2, 4-喹唑啉二酮类化合物的新的酰胺基二价稀土金属胺化物，并进一步提供其制备方法与 用途。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案来实现的：
[0010] 本发明提供一种酰胺基二价稀土金属胺化物，具有式（I)所示的化学结构式：
[0011]
[0012] 其中，&、1?2彼此独立地选自氢、甲基、异丙基或叔丁基；
[0013]m和n表示苯环上取代基的数目，彼此独立地选自0、1、2、3、4或5;
[0014]Ln为Eu或Yb。
[0015] 优选地，本发明的一个实施方案中，上述酰胺基二价稀土金属胺化物，
[0016]札为异丙基或甲基，m为2, 1?2为叔丁基或氢，n为1或5,Ln为Eu或Yb。
[0017] 更优选地，本发明的另一个实施方案中，上述酰胺基二价稀土金属胺化物，
[0018] 札为异丙基，m为2,R2为叔丁基，n为1，Ln为Eu;或者
[0019] 札为异丙基，m为2,R2为氢，n为5,Ln为Eu;或者
[0020] 札为异丙基，m为2,R2为氢，n为5,Ln为Yb;或者
[0021] 札为甲基，m为2,R2为氢，n为5,Ln为Yb。
[0022] 进一步优选地，本发明的另一个实施方案中，上述酰胺基二价稀土金属胺化物，所 述酰胺基二价稀土金属胺化物为：
[0025] 本发明还提供一种上述酰胺基二价稀土金属胺化物的制备方法，包括以下步骤：
[0026] 在无水、无氧并采用氩气保护的条件下，如式（II)所示的配体
[0027]
[0028] 与1^^说163)2] 2在醚类溶剂中反应；
[0029] 然后加入四氢呋喃，离心，重结晶，即得；
[0030] 其中，所述配体与Ln[N(SiMe3)2]2的摩尔比为0.9~1. 1:1。
[0031] 优选地，本发明的一个实施方案中，上述酰胺基二价稀土金属胺化物的制备方法， 包括以下步骤：
[0032] (1)在无水、无氧并采用氩气保护的条件下，将Ln[N(SiMe3)2]2加入至醚类溶剂 中，搅拌至溶解，得反应液A;
[0033] (2)在无水、无氧并采用氩气保护的条件下，将配体加入至醚类溶剂中，搅拌，得反 应液B;
[0034] (3)将所述反应液B缓慢加入至所述反应液A中，常温搅拌反应4~6小时，得反 应液C;
[0035] (4)将所述反应液C中的溶剂除去，得浓缩物D;
[0036] (5)将所述浓缩物D用正己烷和/或甲苯洗涤，然后加入四氢呋喃，搅拌溶解，离 心，取上层清液，抽干，得浓缩物E;
[0037] (6)用将所述浓缩物E用四氢呋喃和/或正己烷溶解，析出晶体，即得所述酰胺基 二价稀土金属胺化物。
[0038] 进一步优选地，本发明的另一个实施方案中，上述酰胺基二价稀土金属胺化物的 制备方法，所述配体与Ln[N(SiMe3)2]2的摩尔比为1:1。
[0039] 进一步优选地，本发明的另一个实施方案中，上述酰胺基二价稀土金属胺化物的 制备方法，所述醚类溶剂选自四氢呋喃、乙醚、乙二醇二甲醚中的至少一种。
[0040] 本发明还提供上述酰胺基二价稀土金属胺化物在作为苯甲腈类化合物和二氧化 碳反应中的催化剂的应用。
[0041] 优选地，本发明的一个实施方案中，上述应用，所述应用为作为2-氨基苯甲腈类 化合物和二氧化碳反应中的催化剂的应用。
[0042] 进一步优选地，本发明的另一个实施方案中，上述应用，所述应用为作为2-氨基 苯甲腈类化合物和二氧化碳反应制备2, 4-喹唑啉二酮类化合物的反应中的催化剂的应 用。
[0043] 本发明还提供包括上述酰胺基二价稀土金属胺化物的催化剂。
[0044] 本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0045] (1)本发明合成了一种结构新颖的酰胺基二价稀土金属胺化物，并通过研究发 现，该酰胺基二价稀土金属胺化物可以用作2-氨基苯甲腈类化合物和二氧化碳反应制备 2, 4-喹唑啉二酮类化合物的催化剂，优选地，当该酰胺基二价稀土金属胺化物与2-氨基苯 甲腈类化合物的摩尔比为5:100时，在100°C、常压、二甲基亚砜作溶剂的反应条件下，即可 制得2, 4-喹唑啉二酮类化合物，产率可达12%;
[0046] (2)本发明通过进一步研究发现，酰胺基二价稀土金属胺化物联合DBU，可以用来 催化2-氨基苯甲腈类化合物和二氧化碳反应制备2, 4-喹唑啉二酮类化合物。
【附图说明】
[0047] 为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合 附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
[0048] 图1是本发明实施例1中的{LiEu^SiMel] ?THF}^单晶结构图。
【具体实施方式】
[0049] 1、术语说明
[0050]DBU表示的为1，8-二氮杂双环[5. 4. 0];
[0055] L2H表示的为
[0056] 5mol% 的{L2Eu[N(SiMe3) 2] ?THF} 2表示的为：{L2Eu[N(SiMe3) 2] ?THF} 2与底物 2-氨基苯甲腈类化合物的摩尔比为5 :100 ;
[0057] 5mol%的DBU表示的为：DBU与底物2-氨基苯甲腈类化合物的摩尔比为5 :100。
[0058] 2、试剂和仪器说明
[0059] 以下实施例中所用的试剂和溶剂均为市售品，纯度为化学纯。
[0060] AgilentGeminiAtalas四圆衍射仪；BrukerAscend? 400型NMR仪。
[0061] 3、实验操作说明
[0062]由于酰胺基稀土金属胺化物对水汽和空气都很敏感，因此所有操作均需采用 Schlenk技术，在无水、无氧和惰性气体保护下进行。高温通过油浴加热获得。
[0063]对比例15mol%的DBU在100°C常压下催化2-氨基苯甲腈和二氧化碳反应制备 2, 4-喹唑啉二酮类化合物
[0064] 在无水、无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入11. 2yL(7. 5X10 5mol)DBU，在二氧 化碳气袋保护下，加入2mL二甲基亚砜，再加入0. 1771克（1.5X10 3m〇l) 2-氨基苯甲腈， 在100°C的恒温浴中搅拌反应。24h后，加入5mL2mol/L的盐酸淬灭反应，再抽滤，先后用 3X5mL盐酸、甲苯和乙醚洗涤固体，抽除残留溶剂，烘干固体，得到产物，产率为45%。
[0065]对比例25mol%的{L2Eu[N(SiMe3)2] ? 丁册:^在100°C常压下催化2-氨基苯甲腈 和二氧化碳反应制备2, 4-喹唑啉二酮类化合物
[0066] 在无水、无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入0. 0999克（7. 5X10 5mol) {L2Eu[N(SiMe3)2] ?THF}2,在二氧化碳气袋保护下，加入2mL二甲基亚砜，再加入0? 1771克 (1.5父103111〇1)2-氨基苯甲腈，在100°(：的恒温浴中搅拌反应。2411后，加入51^2111〇1/1 的盐，再抽滤，先后用3X5mL盐酸、甲苯和乙醚洗涤固体，抽除残留溶剂，烘干固体，得到产 物，产率为12%。
[0067]对比例3在100°C常压下2-氨基苯甲腈和二氧化碳反应制备2, 4-喹唑啉二酮类 化合物
[0068] 在无水、无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入2mL二甲基亚砜，在二氧化碳气袋保 护下，再加入〇. 1771克（1. 5X103m〇l)2-氨基苯甲腈，在100°C的恒温浴中搅拌反应。24h 后，监测反应可知：无2, 4-喹唑啉二酮类化合物生成，该反应不发生。