一种喹唑酮类化合物及其制备方法与流程

本发明涉及化学合成领域，具体为一种喹唑酮类化合物及其制备方法。

背景技术：

喹唑酮类化合物在自然界中广泛存在，特别多地出现于天然产物以及生物活性分子中，因此它是一类最重要的含氮杂环化合物(J.Med.Chem.,2006,49,4698)。

由于喹唑酮类化合物的重要性，因此受到化学界、生物界以及医学界的广泛地关注。但是，传统的方法主要就是通过邻氨基苯甲酰胺与苯甲醛或者苯甲酸等在氧化剂存在下通过氧化缩合来合成形成喹唑酮类化合物(Chem.Commun.,2014,50,6471；Org.Lett.2011,13,1274；Green Chem.,2009,11,1881)。这些方法需要使用过量的氧化剂，同时所使用的金属催化剂难以被回收并循环使用。

因此，改进现有的喹唑酮类化合物及其制备方法，大大提高其应用领域，已经是一个急需解决的问题。本发明所提供的喹唑酮类化合物的合成方法目前还没有相关的报道。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种以醇和邻硝基苯甲腈类化合物作为反应的起始原料，反应条件温和，不需要加入任何的氧化剂、还原剂、配体以及碱性添加剂，只需要在溶剂中搅拌加热即可有效地得到各种取代的喹唑酮类化合物及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种喹唑酮类化合物，其具体结构式为：

其中，R₁为芳基、取代芳基；R₂为氟、氯、甲基或甲氧基。

所述的喹唑酮类化合物的制备方法为：

a)将具有结构(I)的醇和结构(II)的邻硝基苯甲腈类化合物以及Au/TiO₂(二氧化钛负载的纳米金催化剂)催化剂，分散在溶剂中；

b)向步骤a)得到的混合物在90—140℃温度下反应8—24h，得到含有结构(III)的喹唑酮类化合物；

所述R₁为芳基，所述的芳基为苯基、萘基或者噻吩基；

所述R₁为取代芳基，所述的取代芳基为4-氯苯基、4-氟苯基、3-氟苯基、2-氟苯基、4-甲基苯基、3-甲基苯基、3,4-二甲氧基苯基、4-甲氧基苯基、3-甲氧基苯基、2-甲氧基苯基；

所述的R₂为氟、氯、甲基或甲氧基；

所述催化剂为Au/TiO₂；

所述邻硝基苯甲腈类化合物与醇的摩尔比为1:1—1:3；

所述邻硝基苯甲腈类化合物与Au/TiO₂摩尔比为20:1—200:1；

所述反应的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、甲苯、二甲亚砜、二氧六环或水；

所述的反应温度为90—140℃；

所述的反应时间为8—24h。

积极有益效果：与现有化学合成领域相关技术相比，本发明实现了以邻硝基苯甲腈类化合物和醇合成喹唑酮类化合物及其制备方法，在该法中，不需要加入任何的氧化剂、还原剂、配体以及碱性添加剂，而且反应条件温和，易于实现规模化生产。实验结果表明，获得的喹唑酮类化合物的产率可高达90％。

附图说明

图1为根据本发明实施例1,2,3,4,5,6制备的2-苯基喹唑酮的核磁共振氢谱；

图2为根据本发明实施例1,2,3,4,5,6制备的2-苯基喹唑酮的核磁共振碳谱。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本发明做进一步的说明：

一种喹唑酮类化合物，其具体结构式为：

其中，R₁为芳基或取代芳基；R₂为氟、氯、甲基或甲氧基。

所述的一种喹唑酮类化合物的制备方法，包括以下步骤：

a)将具有结构(I)的醇和结构(II)邻硝基苯甲腈类化合物在Au/TiO₂的催化作用下，通过在溶剂中搅拌加热，即可得到具有结构(III)的本发明的喹唑酮类化合物：

其中，R₁为芳基、取代芳基；R₂为氟、氯、甲基或甲氧基。

所述R₁为芳基，所述的芳基为苯基、萘基或者噻吩基；

所述R₁为取代芳基，所述的取代芳基为4-氯苯基、4-氟苯基、3-氟苯基、2-氟苯基、4-甲基苯基、3-甲基苯基、3,4-二甲氧基苯基、4-甲氧基苯基、3-甲氧基苯基、2-甲氧基苯基；

所述的R₂为氟、氯、甲基或甲氧基；

所述催化剂为Au/TiO₂；

所述邻硝基苯甲腈类化合物与醇的摩尔比为1:1—1:3；

所述邻硝基苯甲腈类化合物与Au/TiO₂摩尔比为20:1—200:1；

所述反应的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、甲苯、二甲亚砜、二氧六环或水；

所述的反应温度为90—140℃；

所述的反应时间为8—24h。

实施例1

在一个洁净干燥的20毫升Schlenk反应管中，依次加入质量分数为1％的Au/TiO₂49毫克、邻硝基苯甲腈37毫克、苯甲醇81毫克、2毫升水作溶剂，装上冷凝回流管，氮气保护下在130℃反应20小时。反应结束后，通过过滤，回收的催化剂可直接下次循环使用，滤液直接旋干后用少量石油醚和乙酸乙酯(体积比为3：1)溶解，通过短的硅胶柱过柱分离，得到49.9毫克白色固体，产率90％。

本实施例制备的产物的核磁共振氢谱如图1所示，核磁共振碳谱如图2所示。从图谱中可以确认，获得的产物为2-苯基喹唑酮。

实施例2

在一个洁净干燥的20毫升Schlenk反应管中，依次加入质量分数为1％的Au/TiO₂49毫克、邻硝基苯甲腈37毫克、苯甲醇70毫克、2毫升甲苯作溶剂，装上冷凝回流管，氮气保护下在130℃反应24小时。反应结束后，通过过滤，回收的催化剂可直接下次循环使用，滤液直接旋干后用少量石油醚和乙酸乙酯(体积比为3：1)溶解，通过短的硅胶柱过柱分离，得到44毫克白色固体，产率80％。

本实施例制备的产物的核磁共振氢谱如图1所示，核磁共振碳谱如图2所示。从图谱中可以确认，获得的产物为2-苯基喹唑酮。

实施例3

在一个洁净干燥的20毫升Schlenk反应管中，依次加入质量分数为1％的Au/TiO₂49毫克、邻硝基苯甲腈37毫克、苯甲醇80毫克、2毫升N,N-二甲基甲酰胺作溶剂，装上冷凝回流管，氮气保护下在130℃反应24小时。反应结束后，通过过滤，回收的催化剂可直接下次循环使用，滤液直接旋干后用少量石油醚和乙酸乙酯(体积比为3：1)溶解，通过短的硅胶柱过柱分离，得到22毫克白色固体，产率40％。

本实施例制备的产物的核磁共振氢谱如图1所示，核磁共振碳谱如图2所示。从图谱中可以确认，获得的产物为2-苯基喹唑酮。

实施例4

在一个洁净干燥的20毫升Schlenk反应管中，依次加入质量分数为1％的Au/TiO₂90毫克、邻硝基苯甲腈37毫克、苯甲醇80毫克、2毫升甲苯作溶剂，装上冷凝回流管，氮气保护下在130℃反应24小时。反应结束后，通过过滤，回收的催化剂可直接下次循环使用，滤液直接旋干后用少量石油醚和乙酸乙酯(体积比为3：1)溶解，通过短的硅胶柱过柱分离，得到48毫克白色固体，产率86％。

本实施例制备的产物的核磁共振氢谱如图1所示，核磁共振碳谱如图2所示。从图谱中可以确认，获得的产物为2-苯基喹唑酮。

实施例5

在一个洁净干燥的20毫升Schlenk反应管中，依次加入质量分数为1％的Au/TiO₂90毫克、邻硝基苯甲腈37毫克、苯甲醇80毫克、2毫升水作溶剂，装上冷凝回流管，氮气保护下在130℃反应24小时。反应结束后，通过过滤，回收的催化剂可直接下次循环使用，滤液直接旋干后用少量石油醚和乙酸乙酯(体积比为3：1)溶解，通过短的硅胶柱过柱分离，得到49毫克白色固体，产率88％。

本实施例制备的产物的核磁共振氢谱如图1所示，核磁共振碳谱如图2所示。从图谱中可以确认，获得的产物为2-苯基喹唑酮。

实施例6

在一个洁净干燥的20毫升Schlenk反应管中，依次加入质量分数为10％的Au/TiO₂9毫克、邻硝基苯甲腈37毫克、苯甲醇80毫克、2毫升水作溶剂，装上冷凝回流管，氮气保护下在130℃反应24小时。反应结束后，通过过滤，回收的催化剂可直接下次循环使用，滤液直接旋干后用少量石油醚和乙酸乙酯(体积比为3：1)溶解，通过短的硅胶柱过柱分离，得到39毫克白色固体，产率70％。

本实施例制备的产物的核磁共振氢谱如图1所示，核磁共振碳谱如图2所示。从图谱中可以确认，获得的产物为2-苯基喹唑酮。

在一个实施方案中，本发明提供的一种喹唑酮类化合物的制备方法，其中将邻硝基苯甲腈类化合物和醇，以及催化剂Au/TiO₂，分散在溶剂中；将得到的反应混合物通过搅拌加热，得到相应的喹唑酮类化合物。

在本发明中，所述的醇在Au/TiO₂的催化作用下，可以很容易地发生一个脱氢氧化反应，生成活性中间体AuH₂，该中间体可以很容易将邻硝基苯甲腈还原成邻氨基苯甲腈，然后再与生成的醛发生两次脱水缩合反应，生成中间产物二氢喹唑酮，该中间产物可以再一次在Au/TiO₂的催化作用下经脱氢氧化，生成最后的产物喹唑酮。在整个催化循环中，邻硝基苯甲腈为氢的受体，而醇则为氢的供体。该方法的优势非常明显，不需要任何的氧化剂、还原剂、配体以及碱性添加剂，即可顺利进行该反应。

上述是对本发明优选的实施例的说明，以使本领域技术人员能够实现或使用本发明，对这些实施例的一些修改对本领域专业人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的范围或精神情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明范围不受上述具体实施例的限制。