本发明具体涉及一种苯并噁唑类化合物的非均相清洁制备方法，属于精细化工
技术领域：
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背景技术：
：杂环化合物是许多药物活性分子和天然产物片段的核心骨架，特别是2位取代的苯并噁唑化合物广泛存在于合成药物、农药化学品及天然产物中。苯并噁唑化合物具有良好的生物活性，如抗真菌、抗病毒、抗癌、抗氧化和灭草性，并且可以用做组织蛋白酶s抑制剂、hiv逆转录酶抑制剂和雌激素受体激动剂，特别是市售的消炎镇痛药氟诺洛芬和治疗神经损害的药品vyndaqel等都是官能化的苯并噁唑。针对苯并噁唑的合成，最传统的方法是使用酚席夫碱为原料，在当量的强氧化剂作用下氧化环化而得，但是反应后会产生大量的副产物，难以处理。近年来，一些使用活性炭、分子筛及过渡金属材料做非均相催化剂，氧气做氧化剂的制备体系被发展出来，但是这些体系中常要使用到当量的碱，这就会产生新废物，另外产物纯化操作复杂、催化剂寿命短、反应温度高，而且反应介质不够绿色环保，反应后溶剂难以处理。从苯并噁唑这样的精细化学品工业化生产角度来看，绿色清洁的制备工艺至关重要，而这也是业界长期以来一直渴求发展出的。技术实现要素：本发明的主要目的在于提供一种非均相催化氧化制备苯并噁唑化合物的方法，以克服现有技术中的不足。为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：本发明实施例提供了一种非均相催化氧化制备苯并噁唑化合物的方法，其包括：将作为原料的酚席夫碱，作为催化剂的oms-2型氧化锰八面体分子筛、氧化剂及碳酸酯类混合反应，获得苯并噁唑化合物；所述酚席夫碱、苯并噁唑化合物的结构分别如下式i、ii所示：其中，r至少选自氢、烷基(优选为c1-c4的烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基，等等)、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基，等等)、羟基、酯基(例如甲酯基、乙酯基，等等)、羧酸基或卤素(例如f、cl、br、i)中的任意一种，r1至少选自烷基(例如优选为c1-c6的烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、环己烷基，等等)、芳基(例如苯基、对甲基苯、间甲基苯、临甲基苯、对乙基苯、对甲氧基苯、间对位二甲氧基苯、对乙氧基苯、对氯苯、间对位二氯苯、间氯苯、临氯苯、对溴苯、对氟苯、对三氟甲基苯、对三氟甲氧基苯、2-萘基、对n,n-二甲基苯、对硝基苯、对氰基苯、对羟基苯、2-噻吩、2-吡啶、2-呋喃，等等)或者烯基(例如苯乙烯基)中的任意一种。在一些较为具体的实施方案中，所述的非均相催化制备苯并噁唑化合物的方法包括：将oms-2型氧化锰八面体分子筛催化剂、酚席夫碱化合物、氧化剂和碳酸酯类溶剂在室温下混合反应4h～24h；所述酚席夫碱化合物与氧化剂的摩尔比为[62.5:1]～[625:1]。进一步的，所述氧化剂采用双氧水。较为优选的，所述oms-2型氧化锰八面体分子筛催化剂的用量为所述酚席夫碱用量的5～20mol％。进一步的，所述的oms-2型氧化锰八面体分子筛催化剂包括结构为2*2孔道特征的锰钾矿型k-oms-2、酸改性的h-oms-2、金属参杂的m-oms-2、金属氧化物担载的mox/oms-2或者金属氢氧化物担载的m(oh)x/oms-2，x取值为1～3，m包括cu、fe、co、ce、ni、zn、ag、pd、au、cs中的一种或两种以上的组合。优选的，所述金属氧化物担载的mox/oms-2中的金属氧化物mox包括cuo和/或fe2o3。优选的，所述金属氢氧化物担载的m(oh)x/oms-2中的m包括铜和/或铁。进一步的，所述碳酸酯类溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸乙烯酯中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。优选的，所述碳酸酯类溶剂的用量为酚席夫碱化合物质量的10～100倍。在一些较佳实施方案中，所述的非均相催化制备苯并噁唑化合物的方法还可包括：在反应结束后分离出所述催化剂，经洗涤和干燥后，再重复使用8次以上。在本发明的一些更为具体的实施案例中，一种非均相催化制备苯并噁唑化合物的方法可以包括以下操作步骤：在装有oms-2型氧化锰八面体分子筛催化剂和酚席夫碱化合物的反应瓶内，加入碳酸酯类溶剂和双氧水，在室温下搅拌反应4-24小时，所述的oms-2型氧化锰八面体分子筛催化剂用量为5～20mol％，所述的酚席夫碱化合物与双氧水之间的摩尔比为[62.5:1]～[625:1]，所述碳酸酯类溶剂的加入量为酚席夫碱化合物的10～100倍，反应结束后过滤分离出滤渣催化剂，除去碳酸酯溶剂即得到苯并噁唑类化合物，产物结构及纯度可以由核磁波谱鉴定。与现有技术相比，本发明通过采用由长寿命便宜的非均相催化剂oms-2型氧化锰分子筛、绿色氧化剂h2o2和绿色介质碳酸酯组成的绿色催化反应体系制备苯并噁唑类化合物，可避免使用酸碱添加剂，催化剂活性高且寿命长，操作简单、反应条件温和，不产生新三废，清洁环保，可降低溶剂处理成本，且反应物转化率及目标产物收率高，能够更大程度的适应工业化应用。具体实施方式下面将结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明并不限于下属实施例。本发明下述实施例和对比例中反应产物结构和原料转化率分析均采用bruker公司生产的配有400mhz或者500mhz(5mm)宽频探头，型号avanceⅲ400mh或者500mhz的超导核磁共振波谱仪。如下各实施例采用的技术方案包括：以酚席夫碱为原料，以oms-2型氧化锰八面体分子筛为催化剂，以双氧水为氧化剂，以碳酸酯为溶剂，合成一系列苯并噁唑类化合物。其合成路线可以概括为：其中，r可以选自氢、烷基(优选为c1-c4的烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基，等等)、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基，等等)、羟基、酯基(例如甲酯基、乙酯基，等等)、羧酸基或卤素(例如f、cl、br、i)，r1可以选自烷基(例如优选为c1-c6的烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、环己烷基，等等)、芳基(例如苯基、对甲基苯、间甲基苯、临甲基苯、对乙基苯、对甲氧基苯、间对位二甲氧基苯、对乙氧基苯、对氯苯、间对位二氯苯、间氯苯、临氯苯、对溴苯、对氟苯、对三氟甲基苯、对三氟甲氧基苯、2-萘基、对n,n-二甲基苯、对硝基苯、对氰基苯、对羟基苯、2-噻吩、2-吡啶、2-呋喃，等等)或者烯基(例如苯乙烯基)。实施例12-苯基苯并噁唑的制备，其工艺如下：在反应瓶中加入0.01mol酚席夫碱顺-2-亚苄基胺-苯酚、1gk-oms-2、70ml碳酸二甲酯和5ml双氧水，室温搅拌反应3小时，反应结束后过滤滤去固体催化剂，除去溶剂即得目标产物，反应转化率及收率详见表2。过滤所得催化剂经洗涤干燥后，可多次重复使用。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.38-8.24(m,2h),7.83(dd,j＝5.3,3.7hz,1h),7.67-7.54(m,4h),7.44-7.37(m,2h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ162.9,150.6,142.0,131.5,128.8,127.6,127.0,125.0,124.5,119.9,110.6.实施例22-(4-三氟甲基)-苯基苯并噁唑的制备，其工艺如下：在反应瓶中加入0.01mol酚席夫碱顺-2-(4-三氟甲基亚苄基胺)-苯酚、1gcu-oms-2、40ml碳酸二甲酯和3ml双氧水，室温搅拌反应9小时，反应结束后过滤滤去固体催化剂，除去溶剂即得目标产物，反应转化率及收率详见表2。过滤所得催化剂经洗涤干燥后，可多次重复使用。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.35(d,j＝8.1hz,2h),7.81-7.74(m,3h),7.62-7.56(m,1h),7.42-7.34(m,2h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ161.4,150.7,141.8,133.1,132.7,130.3,127.7,125.9,125.9,125.8,125.8,125.7,125.0,124.9,122.3,120.3,110.7.实施例32-(4-氟)-苯基苯并噁唑的制备，其工艺如下：在反应瓶中加入0.005mol酚席夫碱顺-2-(4-氟亚苄基胺)-苯酚、0.5gcu-oms-2、30ml碳酸二甲酯和2ml双氧水，室温搅拌反应6小时，反应结束后过滤滤去固体催化剂，除去溶剂即得目标产物，反应转化率及收率详见表2。过滤所得催化剂经洗涤干燥后，可多次重复使用。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.24(dd,j＝8.7,5.4hz,2h),7.75(dd,j＝6.2,2.8hz,1h),7.56(dd,j＝6.3,2.9hz,1h),7.34(dd,j＝5.6,3.5hz,2h),7.20(t,j＝8.6hz,2h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ166.0,163.4,162.1,150.6,141.9,129.8,129.7,125.0,124.6,123.4,123.3,119.9,116.2,116.0,110.5.实施例42-(2-氯)-苯基苯并噁唑的制备，其工艺如下：在反应瓶中加入0.2mmol酚席夫碱顺-2-(2-氯亚苄基胺)-苯酚、10mgk-oms-2、1.5ml碳酸二丙酯和50μl双氧水，室温搅拌反应8小时，反应结束后过滤滤去固体催化剂，除去溶剂，粗产品经柱色谱分离即得目标产物，反应转化率及收率详见表2。过滤所得催化剂经洗涤干燥后，可多次重复使用。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.15(dd,j＝7.5,2.0hz,1h),7.92-7.78(m,1h),7.66-7.52(m,2h),7.50-7.30(m,4h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ160.9,150.5,141.7,133.4,131.8,131.9,131.3,126.9,126.2,125.5,124.6,120.4,110.7.实施例52-(α-噻吩)-苯并噁唑的制备，其工艺如下：在反应瓶中加入0.01mol酚席夫碱顺-2-(噻吩-2-甲基亚胺)-苯酚、2gcu(oh)x/oms-2、120ml碳酸二甲酯和4ml双氧水，室温搅拌反应24小时，反应结束后过滤滤去固体催化剂，除去溶剂即得目标产物，反应转化率及收率详见表2。过滤所得催化剂经洗涤干燥后，可多次重复使用。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.94-7.87(m,1h),7.77-7.68(m,1h),7.59-7.49(m,2h),7.40-7.28(m,2h),7.21-7.14(m,1h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ158.9,150.3,141.9,130.2,129.9,129.5,128.2,125.0,124.6,119.7,110.4.实施例62-(4-甲基苯)-苯并噁唑的制备，其工艺如下：在反应瓶中加入0.2mmol酚席夫碱顺-2-(4-甲基亚苄基胺)-苯酚、10mgpd-oms-2、1ml碳酸二甲酯和60μl双氧水，室温搅拌反应16小时，反应结束后过滤滤去固体催化剂，除去溶剂即得目标产物，反应转化率及收率详见表2。过滤所得催化剂经洗涤干燥后，可多次重复使用。1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.17(d,j＝9.1hz,2h),7.73-7.70(m,1h),7.54-7.51(m,1h),7.31-7.28(m,2h),7.00(d,j＝9.1hz,2h),3.85(s,3h)；13cnmr(125mhz,cdcl3)δ163.1,150.6,142.2,129.3,124.5,124.4,119.6,119.5,114.3,110.3,55.4.实施例72-(4-羟基苯)-苯并噁唑的制备，其工艺如下：在反应瓶中加入0.2mmol酚席夫碱顺-2-(4-羟基亚苄基胺)-苯酚、20mgcs-oms-2、3ml碳酸二甲酯和50μl双氧水，室温搅拌反应6小时，反应结束后过滤滤去固体催化剂，除去溶剂，粗产物经柱色谱分离即得目标产物，反应转化率及收率详见表2。过滤所得催化剂经洗涤干燥后，可多次重复使用。1hnmr(400mhz,d-dmso)δ10.39(s,1h),8.04(d,j＝7.9hz,2h),7.73(d,j＝12.0hz,2h),7.35(s,2h),7.00-6.93(m,2h)；13cnmr(101mhz,d-dmso)δ163.2,161.4,150.4,142.2,132.5,129.7,125.1,125.0,119.6,116.5,110.9.实施例85-甲基-2-苯基苯并噁唑的制备，其工艺如下：在反应瓶中加入0.01mol酚席夫碱顺-2-亚苄基胺-4-甲基苯酚、1gag-oms-2、100ml碳酸二甲酯和2.5ml双氧水，室温搅拌反应16小时，反应结束后过滤滤去固体催化剂，除去溶剂即得目标产物，反应转化率及收率详见表2。过滤所得催化剂经洗涤干燥后，可多次重复使用。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.24(dd,j＝6.6,2.8hz,2h),7.56(s,1h),7.54-7.49(m,3h),7.45(d,j＝8.3hz,1h),7.15(d,j＝8.3hz,1h),2.48(s,3h)；13cnmr(101mhz,cdcl3)δ163.0,148.9,142.2,134.4,131.3,128.8,127.5,127.2,126.2,119.8,109.9,21.5.实施例95-氯-2-(3,4-二氯苯)-苯并噁唑的制备，其工艺如下：在反应瓶中加入0.2mmol酚席夫碱顺4-氯-2-(3,4-二氯亚苄基胺)-苯酚、25mgk-oms-2、5ml碳酸二甲酯和200μl双氧水，室温搅拌反应6小时，反应结束后过滤滤去固体催化剂，除去溶剂即得目标产物，反应转化率及收率详见表2。过滤所得催化剂经洗涤干燥后，可多次重复使用。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.31(d,j＝1.6hz,1h),8.04(dd,j＝8.4,1.7hz,1h),7.73(s,1h),7.60(d,j＝8.4hz,1h),7.49(d,j＝8.7hz,1h),7.35(dd,j＝8.6,1.8hz,1h)；13cnmr(101mhz,cdcl3)δ162.1,149.3,142.9,136.3,133.6,131.1,130.5,129.4,126.6,126.5,126.0,120.2,111.4.实施例105-甲酸乙酯-2-苯基-苯并噁唑的制备，其工艺如下：在反应瓶中加入0.2mmol酚席夫碱顺5-甲酸甲酯-2-亚苄基胺-苯酚、20mgk-oms-2、3ml碳酸二甲酯和60μl双氧水，室温搅拌反应10小时，反应结束后过滤滤去固体催化剂，除去溶剂即得目标产物，反应转化率及收率详见表2。过滤所得催化剂经洗涤干燥后，可多次重复使用。1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.45(s,1h),8.25-8.22(m,2h),8.10-8.07(dd,j＝1.7hz,1h),7.58(d,j＝8.7hz,1h),7.56-7.49(m,3h),1.41(t,j＝6.8hz,3h)；13cnmr(125mhz,cdcl3)δ166.2,164.2,153.6,142.1,131.9,129.0,127.7,127.3,127.0,126.6,121.9,110.3,61.2,14.3.实施例11：以实施例1为探针反应，进行oms-2型催化剂的活性寿命试验，催化剂重复使用8次，酚席夫碱转化率均为100％，目标产物2-苯基苯并噁唑的收率均保持在95％左右，具体数据详见表1。表1催化剂k-oms-2在2-苯基苯并噁唑制备中的循环使用试验结果由表1可以看出：在本发明中，k-oms-2催化材料针对苯并噁唑的清洁合成中至少能够循环使用8次，其催化活性几乎不变，因此证明k-oms-2催化剂可以被有效重复使用多次。对照例1在反应瓶中加入0.01mol酚席夫碱顺-2-(噻吩-2-甲基亚胺)-苯酚、0.001mol纳米cuo颗粒、0.02mol碳酸钾、120ml甲醇，使反应混合物处在一个大气压的氧气下，100℃搅拌反应24小时，反应结束后过滤滤去固体催化剂，旋蒸除去溶剂，将粗产物进行柱层析分离纯化即得目标产物2-(α-噻吩)-苯并噁唑，反应转化率及收率详见表2。过滤所得催化剂纳米铜颗粒失去活性，不可重复使用。同时，该对照例工艺需要用碱添加剂，反应温度高，反应溶剂不够绿色，反应转化率和产率低，氧化剂为1atm氧气，实验操作较复杂。对照例2在反应瓶中加入0.2mmol酚席夫碱顺-2-亚苄基胺-苯酚、0.2mmol碘苯二乙酸酯和1ml乙腈，50℃搅拌反应6小时，反应结束后旋蒸除去溶剂，将粗产物进行柱层析分离纯化即得目标产物2-苯基苯并噁唑，反应转化率及收率详见表2。该对照例工艺所需的氧化试剂环境不友好，反应后产生大量废物，反应温度高，反应溶剂不够绿色，反应转化率和产率低。对照例3在反应瓶中加入0.2mmol酚席夫碱顺-2-亚苄基胺-苯酚、20mg分子筛和1ml邻二甲苯，使反应混合物处在一个大气压的氧气下，180℃搅拌反应48小时，反应结束后旋蒸除去溶剂，将粗产物进行柱层析分离纯化即得目标产物2-苯基苯并噁唑，反应转化率及收率详见表2。该对照例工艺所需反应温度过高，反应时间长，反应溶剂毒性大，难以后处理，反应转化率和产率低。对照例4在反应瓶中加入0.2mmol酚席夫碱顺-2-亚苄基胺-苯酚、25mg活性炭和1ml的二甲苯，使反应混合物处在一个大气压的氧气下，120℃搅拌反应6小时，反应结束后旋蒸除去溶剂，将粗产物进行柱层析分离纯化即得目标产物2-苯基苯并噁唑，反应转化率及收率详见表2。该对照例工艺所需反应温度过高，反应溶剂毒性大，难以后处理，催化剂不可重复使用，反应转化率和产率低，氧化剂为1atm氧气，实验操作较复杂。对照例5在反应瓶中加入0.2mmol酚席夫碱顺-2-亚苄基胺-苯酚、0.02mmol的高分子担载纳米铂催化剂、10mol％的碳酸钾和含有0.9ml氯仿和0.1ml水的混合溶液，使反应混合物处在一个大气压的氧气下，室温搅拌反应20小时，反应结束后旋蒸除去溶剂，将粗产物进行柱层析分离纯化即得目标产物2-苯基苯并噁唑，反应转化率及收率详见表2。该对照例工艺采用的催化材料制备过程复杂、成本高，需要使用碱添加剂，产生新废物，反应溶剂毒性大，难以后处理，氧化剂为1atm氧气，实验操作较复杂。表2苯并噁唑制备实验结果酚席夫碱转化率(％)苯并噁唑收率(％)所得苯并噁唑质量(g)实施例1100961.87实施例2100972.55实施例3100971.03实施例460550.025实施例5100951.9实施例6100900.037实施例7100900.037实施例8100951.98实施例9100960.056实施例10100960.048对照例180691.38对照例290830.032对照例390860.033对照例492850.033对照例5100960.038需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12