在温和条件下转化二氧化碳制备喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮化合物的方法

本发明属于喹唑啉-2.4(1h,3h)-二酮类化合物的合成，具体涉及一种在温和条件下转化二氧化碳制备喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮化合物的方法，及该方法制备得到的化合物。

背景技术：

1、喹唑啉-2.4(1h,3h)-二酮是各种生物活性化合物和商业药物的重要组成部分，例如linagliptin，sotrastaurin，tioperidone，nitraquazone以及ketanserin。传统的合成方法通常使用光气或其衍生试剂，但这些方法存在使用有毒试剂或需多步合成等缺点。最近，有研究报道利用金属催化合成2.4-喹唑啉二酮，例如通过铱和铜催化苯甲酰胺的c-h酰胺化/环化形成喹唑啉二酮(j.org.chem.2016,81,4898；eur.j.org.chem.2020,2020,708)；镍或铜催化剂催化异氰酸酯或2-氨基吡啶的插入以制备喹唑啉二酮(org.lett.2017,19,1052；adv.syn.catal.2018,360,3009)。以及张贵生课题组报道了使用co作为c1资源通过钯催化的[4+1+1]模块化制备2.4喹唑啉二酮(green chem.2021,23,526)。然而，这些方法受到特定且昂贵的金属催化剂、有毒试剂、受限的底物范围和苛刻条件(如高温)的影响。

2、近几十年里，以具有丰富、廉价、绿色和可再生特性的co2为原料，在无金属催化下合成喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮受到广泛关注。但是，这种方法需以邻氨基苯甲腈类化合物为原料，其仅限于合成未取代的喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮化合物。未取代的喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮的进一步衍生将对抗两个氮之间的区域选择性，导致低效率和低原子经济性。为了能直接合成n-取代喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮化学物，xu首次报道了在大气压下pd催化co2和异氰在2-碘苯胺中的插入和环加成，得到n3取代的喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮化合物(org.lett.2017,19,4484)。另外，zhang和mampuys分别报道了钯催化2-溴苯胺、co2(1.0-2.0mpa)和异氰酸酯的环化反应，以制备n3取代喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮等(chinesej.chem.2018,36,112；acs catal.2017,7,5549)。然而，这些方法存在一些缺点，如：金属催化带来的环境问题，反应需要较高温度，部分方法需要较高二氧化碳压力以及底物适用范围窄等。因此，开发一种无金属催化或促进co2在温和条件下转化以制备未取代及n3取代喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮的方法，以解决现有技术中仅限于合成未取代的喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮化合物、需要金属催化、需要较高温度、需要较高二氧化碳压力和底物适用范围窄等问题，具有重要的意义。

技术实现思路

1、为解决现有技术的不足，本发明提供了一种在温和条件下转化二氧化碳制备喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮化合物的方法。该制备方法是以二氧化碳和2-氨基苯甲酰类化合物为原料，在易得廉价的dbn及亚磷酸三苯酯的作用下，室温常压，在乙腈作溶剂中反应1-24小时，即可得到高收率的喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮化合物。该方法具有反应条件温和、产率高、底物适用范围广的优点，尤其是能以二氧化碳为原料直接合成n3取代的喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮化合物。

2、本发明所提供的技术方案如下：

3、一种喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮化合物的制备方法，其反应方程式如下所示：

4、

5、其包括以下步骤：以2-氨基苯甲酰胺类化合物与二氧化碳为原料，在有机碱及亚磷酸酯的作用下，在有机溶剂中反应。

6、r1选自氢，烷基、甲氧基、卤素。

7、r2选自氢、烷基、功能化烷基、芳基、乙炔基、苄基、杂环。

8、所述有机碱选自dbu(ⅰ)、dbn(ⅱ)、mtbd(ⅲ)分别具有下列所示的化学结构式：

9、优选为dbn(ⅱ)。

10、所述亚磷酸酯具有以下所示的化学机构：

11、

12、其中，r3选自烷基、芳基，优选为苯基。

13、所述有机溶剂选自乙腈、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、四氢呋喃中的一种，优选为乙腈。

14、邻氨基苯甲酰胺与dbn，亚磷酸三苯酯的比列为1:(0.2～2):(0.2～2)，优选为1:1:1。

15、反应温度为室温，具体的，为20-30℃，优选的，为25℃；

16、反应压力为常压，具体的，为0.09-0.11mpa，优选的，为0.1mpa。

17、反应时间为1-24h。

18、通过本发明，可以高收率制备得到喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮类化合物，反应底物包括但不限于以下化合物：

19、

20、本发明还提供了上述制备方法制备得到的化合物。这些化合物可用于制备生物活性化合物或商业药物。

21、本发明所提供的制备方法的机理如下：

22、

23、本发明相比现有技术具有以下优点：

24、本发明喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮化合物的制备方法，以2-氨基苯甲酰胺和二氧化碳为原料，优选在dbn以及亚磷酸三苯酯的促进作用下，在室温常压，在乙腈作为溶剂中反应1-24h，能以81～99％的高收率获得n未取代或n3取代喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮化合物。该方法不仅反应条件温和，还避免了过渡金属的使用，环境极为友好，而且底物适用范围广。

技术特征：

1.一种在温和条件下转化二氧化碳制备喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮化合物的方法，其特征在于，其反应如下：

2.根据权利要求1所述的在温和条件下转化二氧化碳制备喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮化合物的方法，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的在温和条件下转化二氧化碳制备喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮化合物的方法，其特征在于：邻氨基苯甲酰胺、dbn和亚磷酸三苯酯的摩尔比列为1:(0.2～2):(0.2～2)。

4.根据权利要求3所述的在温和条件下转化二氧化碳制备喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮化合物的方法，其特征在于：氨基苯甲酰胺、dbn和亚磷酸三苯酯的摩尔比列为1:1:1。

5.根据权利要求1所述的在温和条件下转化二氧化碳制备喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮化合物的方法，其特征在于：所述的室温为20-30℃。

6.根据权利要求1所述的在温和条件下转化二氧化碳制备喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮化合物的方法，其特征在于：所述的常压为0.09-0.11mpa。

7.根据权利要求1所述的在温和条件下转化二氧化碳制备喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮化合物的方法，其特征在于，r1和r2基团分别对应下述各反应底物：

8.一种根据权利要求1至7任一所述的制备方法制备得到的化合物。

技术总结
本发明属于喹唑啉‑2.4(1H,3H)‑二酮类化合物的合成技术领域，具体涉及一种在温和条件下转化二氧化碳制备喹唑啉‑2,4(1H,3H)‑二酮化合物的方法及该方法制备得到的化合物。本发明以二氧化碳和2‑氨基苯甲酰类化合物为原料，在易得廉价的DBN及亚磷酸三苯酯的作用下，在室温常压下，在乙腈作溶剂中反应1‑24小时，即可得到高收率的喹唑啉‑2,4(1H,3H)‑二酮化合物。该方法具有反应条件温和、产率高、底物适用范围广的优点，尤其是能以二氧化碳为原料直接合成N3取代的喹唑啉‑2,4(1H,3H)‑二酮化合物。

技术研发人员：李春,张林
受保护的技术使用者：贵州医科大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13