一种制备n-甲基噻唑啉-2-酮类化合物的方法
【专利摘要】本发明公开了一种制备N-甲基噻唑啉-2-酮类化合物的方法，在惰性气氛中以有机溶剂为反应介质，以铜盐和氧化剂为催化体系，通过氧化甲基化反应将噻唑类化合物氧化为N-甲基噻唑啉-2-酮类化合物。本发明的制备方法反应活性较高，反应条件温和，反应时间短，收率高；且使用的催化剂廉价、低毒、用量少，将多步反应缩短为一步反应，处理简单，有利于产物的纯化；更重要的是避免了剧毒性易挥发的甲基化试剂的使用；本发明公开的催化剂体系对多种反应物具有普适性；本发明原料简单易得，反应过程简单可控，适于工业化生产。
【专利说明】—种制备N-甲基噻唑啉-2-酮类化合物的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及噻唑啉-2-酮类有机化合物的制备【技术领域】，具体涉及一种N-甲基噻唑啉-2-酮类化合物的催化制备方法。
【背景技术】
[0002]由于N-甲基噻唑啉-2-酮类化合物优良的杀菌抗霉性以及抗惊厥性，被广泛应用于农业、医药行业及有机合成等重要领域。
[0003]现有技术中，制备N-甲基噻唑啉-2-酮类的主要方法有以下几种:一、先将噻唑类化合物制成噻唑啉-2-酮类化合物，然后再与甲基化试剂发生甲基化反应得到产物。1981年，Sumitomo化学试剂公司将苯并噻唑啉_2_酮在氢氧化钠水溶液中与硫酸二甲酯通过甲基化反应合成了 N-甲基苯并噻唑啉-2-酮(参见:US4293702A1，1981) ;1991年Mellor课题组采用碘甲烷作为甲基化试剂与苯并噻唑啉_2_酮反应制得所需的N-甲基苯并噻唑啉-2-酮(参见=Tetrahedron, 1991, 47:2255-2262) ; 1993年一篇美国专利公开了一种苯并噻唑啉-2-酮以硫酸单甲酯作为甲基化试剂制备N-甲基苯并噻唑啉-2-酮的合成方法(参见:US5234924A1，1993) ；Paul课题组在1998年使用一氯甲烷作为甲基化试剂同样是与苯并噻唑啉-2-酮反应制得所需的N-甲基苯并噻唑啉-2-酮(参见Journalof Medicinal Chemistry, 1998，41:1138-1145)。以上这些合成方法都是使用苯并噻唑啉-2-酮作为 起始原料，相比较于苯并噻唑，更难制得，价格更为昂贵。另一方面，反应中的甲基化试剂，如硫酸二甲酯、硫酸单甲酯、碘甲烷等都是具有刺激性和强腐蚀性、剧毒性的化学药品，不仅会对环境产生污染，也增加了生产操作过程的复杂性。二、邻甲氨基苯硫酚与一氧化碳在钯盐/磷配体的催化剂体系中，反应60小时得到63%收率的N-甲基苯并噻唑啉-2-酮产物(参见:Tetrahedron Letters, 2011，52:4330-4332)。反应中使用了价格昂贵、有毒的钯盐作为催化剂，同时以高毒的有机磷化合物作为配体，反应时间长，产率低，这不仅提高生产的成本，同时不利于工业化生产。三、以其他复杂昂贵的化合物作为原料制备目标产物。这些原料都要经过三步或多于三步的合成路线制备，制备工序复杂，大大增加了生产成本，降低了化工生产的可操作性(参见:US4429134A1, 1984 ；Phosphorus, Sulfurand Silicon and the Related Elements, 2010，185:890-897 ;Journal of OrganicChemistry, 1986,51:1866-1881 ；Journal of Organic Chemistry, 2011，76:7882-7892)。
[0004]因此寻找一种低成本、反应条件温和、操作简单、安全、环保、收率高的催化体系催化氧化甲基化反应制备N-甲基噻唑啉-2-酮类化合物很有必要。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种反应过程简单、产物收率高、安全、环保的制备N-甲基噻唑啉-2-酮类化合物的方法。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]一种制备N-甲基噻唑啉-2-酮类化合物的方法，在惰性气氛中以有机溶剂为反应介质，以铜盐和氧化剂为催化体系，通过氧化甲基化反应将噻唑类化合物氧化为N-甲基噻唑啉-2-酮类化合物。
[0008]进一步地，所述噻唑类化合物为苯并噻唑、6-甲氧基苯并噻唑、6-氯苯并噻唑、苯并异噻唑、噻唑、异噻唑、5-苯基噻唑、5-对甲氧基苯基噻唑或5-对氯苯基噻唑。
[0009]进一步地，所述铜盐选自无水硫酸铜、氯化亚铜、碘化亚铜、溴化亚铜、氧化亚铜、铜、一水氟化铜、乙酰丙酮铜或8-羟基喹啉铜中的一种或几种。
[0010]进一步地，所述氧化剂选自叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧苯甲酰、过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠中的一种或几种。
[0011 ] 进一步地，所述有机溶剂选自二甲亚砜、N，N- 二甲基甲酰胺、1，4- 二氧六环、甲苯或氯苯中的一种或几种。
[0012]进一步地，所述铜盐与氧化剂的摩尔比为1:20~40。
[0013]进一步地，所述噻唑类化合物与铜盐的摩尔比为5~10:1。
[0014]进一步地，所述噻唑类化合物与氧化剂的摩尔比为1:2~6。
[0015]进一步地，所述噻唑类化合物与有机溶剂的摩尔比为1:15~60。 [0016]进一步地，所述惰性气氛为氩气气氛，反应温度为60~140°C，反应时间为12~24小时。
[0017]本发明的技术方案与现有技术相比具有以下技术效果:
[0018](I)本发明使用铜盐和氧化剂作为催化剂体系催化噻唑类化合物制备N-甲基噻唑啉-2-酮类化合物，反应活性较高，反应条件温和,反应时间短,收率高；
[0019](2)本发明公开的方法与现有技术相比，使用的催化剂廉价、低毒、用量少，将多步反应缩短为一步反应，处理简单，有利于产物的纯化；更重要的是避免了剧毒性易挥发的甲基化试剂的使用；
[0020](3)本发明公开的催化剂体系对多种反应物具有普适性；
[0021](4)本发明原料简单易得，反应过程简单可控，适于工业化生产。
【具体实施方式】
[0022]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0023]本发明的制备方法包括在惰性气氛中以有机溶剂为反应介质，将铜盐、氧化剂、噻唑类化合物和氧化剂混匀，在60~140°C下搅拌12~24小时，反应完成后通过减压蒸馏除去溶剂，最后经快速柱层析得到N-甲基噻唑啉-2-酮类化合物。其中，蒸馏除去溶剂，经快速柱层析得到N-甲基噻唑啉-2-酮类化合物等操作都属于现有技术，其中所使用的萃取剂、干燥剂、洗脱剂也是现有技术，本领域技术人员可以根据最终产物的性质选择合适的试剂，优选的技术方案中洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚体系(体积比为1: 12)。
[0024]实施例一
[0025]
【权利要求】
1.一种制备N-甲基噻唑啉-2-酮类化合物的方法，其特征在于，在惰性气氛中以有机溶剂为反应介质，以铜盐和氧化剂为催化体系，通过氧化甲基化反应将噻唑类化合物氧化为N-甲基噻唑啉-2-酮类化合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述噻唑类化合物为苯并噻唑、6-甲氧基苯并噻唑、6-氯苯并噻唑、苯并异噻唑、噻唑、异噻唑、5-苯基噻唑、5-对甲氧基苯基噻唑或5-对氯苯基噻唑。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铜盐选自无水硫酸铜、氯化亚铜、碘化亚铜、溴化亚铜、氧化亚铜、铜、一水氟化铜、乙酰丙酮铜或8-羟基喹啉铜中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化剂选自叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧苯甲酰、过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂选自二甲亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、1，4- 二氧六环、甲苯或氯苯中的一种或几种。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述铜盐与氧化剂的摩尔比为 1:20 ~40。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述噻唑类化合物与铜盐的摩尔比为5~10:1。
8.根据权利要求1-5 中任一项所述的方法，其特征在于，所述噻唑类化合物与氧化剂的摩尔比为1:2~6。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述噻唑类化合物与有机溶剂的摩尔比为1:15~60。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其特征在于,所述惰性气氛为IS气气氛，反应温度为60~140°C，反应时间为12~24小时。
【文档编号】C07D277/68GK103965136SQ201410190323
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】毛金成, 王萍 申请人:苏州波菲特新材料科技有限公司