一种二氢噁唑类化合物的合成方法与流程

1.本发明属于二氢噁唑类化合物制备技术领域，特别涉及一种利用微通道反应装置合成二氢噁唑类化合物的方法。


背景技术：

2.二氢恶唑被认为是一类重要的部分，经常在许多天然产品和药物中发现，具有不同的生物活性。例如抗肿瘤，抗菌，抗真菌，抗疟和抗增殖特性，以及作为glcnac-ins 脱乙酰酶的抑制剂。此外，它们作为手性配体在非对称转化中也起着关键作用。因此，我们付出了巨大的努力，为这些脚手架制定有效的方法。尽管取得了相当大的进展，但开发用于直接构建具有各种官能团的二氢恶唑的多功能和高效方法仍然是紧迫和非常可取的。
3.目前，二氢恶唑的制备方法主要有：(1)铜催化炔丙酰亚胺的氢胺化反应合成二氢恶唑，可参考文献(tetrahedron letters.int.ed.2017,58,4510-4513)。(2)钯催化烯丙基烷基化的对映选择性反应，合成对称的二氢恶唑，可参考(acc.chem.res.1993，26， 339)。(3)以氨基酸为起始原料，合成二氢恶唑结构的化合物，可参考文献(tetrahedron. int.ed.3003,59,3403-3407.)。尽管目前制备二氢恶唑的路线众多，然而这些方法依旧存在一些明显缺陷：使用过渡金属催化、多步反应、多组分反应、反应条件复杂、反应时间冗长、原子利用率低、环境不友好等等，大大限制了其工业化应用。


技术实现要素：

4.发明目的：本发明针对现有技术的不足，提供一种利用微通道反应装置合成二氢恶唑类衍生物的方法，以解决现有技术存在的反应步骤繁琐、反应时间长、反应效率低等问题，在不使用金属催化剂的情况下，简单高效的实现含二氢恶唑类衍生物的合成。
5.技术方案：为达到上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种利用微通道反应装置合成二氢噁唑类化合物方法，包括以α,β-不饱和酮肟酯类化合物i和三氟丙酮酸乙酯化合物ii为反应原料，加入二氯二氰基苯醌，利用微通道模块化反应装置制备式iii所示的二氢噁唑类化合物，反应式如下：
[0007][0008]
其中，r1选自非取代或取代的苯基、卤素、c1-c5烷基、c1-c5烷氧基、呋喃基、萘基或c1-c5烷基；r2选自c1-c5酯基；
[0009]
所述取代的苯基，选自被卤素、硝基、c1-c5烷基或c1-c5烷氧基取代的苯基。
[0010]
优选的，所述r1选自苯基、卤代苯基、硝基苯基、甲基苯基、甲氧基苯基、呋喃基、萘基或c1-c5烷基；r2选自c1-c5酯基。
[0011]
优选的，所述r1选自甲基、4-甲基、4-氯、3-甲氧基、3-溴、2-氟、呋喃基或萘基；所
述r2选自-co2et、-co2ch3、-co2ch2ch2ch3或-co2ch(ch3)2。
[0012]
优选的，所述微通道模块化反应装置包括微结构反应器，所述方法包括如下步骤：
[0013]
(1)将α,β-不饱和酮肟酯类化合物i、三氟丙酮酸乙酯化合物ii、二氯二氰基苯醌溶于有机溶剂中，制成均相溶液a；
[0014]
(2)将上述步骤(1)得到的均相溶液a，通入微结构反应器进行反应；
[0015]
(3)收集微结构反应器的流出液，即得含二氢噁唑类化合物iii；
[0016]
进一步优选：
[0017]
步骤(1)中，所述的有机溶剂为1,2-二氯乙烷、四氢呋喃、甲苯、乙酸乙酯、水中的任意一种或几种，更优选甲苯。
[0018]
步骤(1)中所述α,β-不饱和酮肟酯类化合物i在均相溶液a中浓度为0.05mmol/l～ 0.1mmol/l，二氯二氰基苯醌在均相溶液a中浓度为0.075mmol/l～0.15mmol/l,三氟丙酮酸乙酯化合物ii在均相溶液a中的浓度为0.2mol/l～0.4mmol/l。
[0019]
步骤(2)中，所述均相溶液a中，α,β-不饱和酮肟酯类化合物ii、二氯二氰基苯醌、三氟丙酮酸乙酯化合物ii的摩尔比为1:(1～2)：(1～4)。，更优选1:1.5:4。
[0020]
步骤(2)中，所述微结构反应器的反应温度为100～130℃，更优选120℃，反应停留时间为4～10min，更优选为8min，溶液的流速为0.2～1.0ml/min，更优选0.2ml/min；
[0021]
优选，所述的微反应器中的管道为铜管和聚四氟乙烯管，优选铜管；所述的微通道反应器的反应体积为2ml～6ml，反应器的盘管内径为0.5mm～1mm；最优选的，所述的微通道反应器的反应体积为4ml，反应器的盘管内径为1mm。
[0022]
优选，所述方法还包括将流出液(有机相)经真空浓缩得到粗产物，将粗产物分离纯化，即得二氢噁唑衍生物iii纯品。进一步优选，所述真空浓缩为旋蒸除去有机溶剂，且旋蒸的温度为60℃；所述的分离纯化包括使用石油醚与乙酸乙酯比为5：1的展开剂进行柱层析。
[0023]
微通道反应器技术已逐渐成为国际精细化工技术领域的研究热点。微通道反应器是一种借助于特殊微加工技术以固定基质制造的可用于化学反应的三维结构元件。微通道反应器通常含有很小的通道尺寸(当量直径小于500μm)和通道多样性，流体在这些通道中流动、混合、反应。因此在这种微构造的化学设备中具有极大的比表面积(表面积/体积)。由此带来的优势是极大的传质和传热效率，即能实现对反应温度的精确控制和对反应物料以精确配比瞬间混合。这些都是提高收率、选择性，以及产品质量的关键。除此之外，微流场反应系统中的工艺更加安全，节能，环保。
[0024]
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优势：
[0025]
(1)本发明首次以α,β-不饱和酮肟酯类化合物为底物制备新的二氢噁唑类衍生物，该方法避免多步反应或者多组分反应提高原子利用率，使用非金属催化剂以及低毒溶剂，反应条件更加绿色，对环境友好。
[0026]
(2)本发明采用的微通道反应装置可加快反应速率，缩短反应时间，实现该类化合物的连续合成，产品质量稳定，反应过程易控制，且能有效地提高反应的传质传热效果，提高反应过程的安全性，降低废水排放量，具有良好的工业应用前景。
附图说明
[0027]
图1是本发明微通道反应装置流程示意图；
[0028]
图2是本发明实施例1化合物的核磁图；
[0029]
图3是本发明实施例2化合物的核磁图；
[0030]
图4是本发明实施例3化合物的核磁图；
[0031]
图5是本发明实施例5化合物的核磁图；
[0032]
图6是本发明实施例6化合物的核磁图；
[0033]
图7是本发明实施例7化合物的核磁图；
[0034]
图8是本发明实施例8化合物的核磁图；
[0035]
图9是本发明实施例9化合物的核磁图；
具体实施方式
[0036]
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
[0037]
利用图1的装置图，按照下述步骤：(1)铜管道活化，具体步骤为，首先用10％的浓硫酸冲洗管道十分钟，其次去离子水冲洗管道十分钟，然后用三氟乙醇活化半小时，最后用氮气吹干管道。(2)分别将按比例配置好的溶液a添加到注射泵a中；(3)通过注射泵注入到微通道反应装置中进行反应；(4)微通道反应器的反应温度通过油浴锅控制；(5)收集流出反应液，通过柱层析分离得到目标产物并得到收率(除有特别说明之外，柱层析采用山东青岛康业鑫药用硅胶干燥剂有限公司生产的200-300目的硅胶)。
[0038]
实施例1
[0039]
将1mmol(0.261g)的(2e,4e)-4-(乙酰氧基亚氨基)-4-苯基丁-2-烯酸乙酯、4mmol三氟丙酮酸乙酯(0.680g),二氯二氰基苯醌(0.3405g)溶于20ml甲苯中，流速为0.2ml/min 进入微通道反应器中(微反应器铜管内径为1mm，铜管体积为4ml)于120℃下反应 8min。微反应器出料获得有机相，真空浓缩得到粗产物，经石油醚与乙酸乙酯比为5:1 的展开剂柱层析进行分离，即可得到目标产物见表1，产率为87％。1h nmr(400mhz, chloroform-d)δ7.75(d,j＝7.4hz,2h),7.51
–
7.47(m,1h),7.41(t,j＝7.3hz,2h),5.96 (dd,j＝7.6,3.8hz,1h),4.27(q,j＝7.0hz,2h),4.10(q,j＝7.0hz,2h),2.89
–
2.78(m, 2h),1.28(t,j＝7.0hz,3h),1.19
–
1.15(m,3h)ppm；
13
c nmr(100mhz,chloroform-d)δ 176.4,169.5,164.2,132.9,132.9,129.1,128.8,121.6(q,j＝286.1hz),106.7(q,j＝30.7 hz),85.5,63.0,61.3,39.1,14.0,13.9ppm；
19
f nmr(376mhz,chloroform-d)δ-78.6ppm； hrms(esi-tof):m/z calcd for c
17h19
f3no5[m h]

374.1215,found 374.1230.
[0040]
实施例2
[0041]
将1mmol(0.275g)的(2e,4e)-4-(乙酰氧基亚氨基)-4-(对甲苯基)丁-2-烯酸乙酯、 4mmol三氟丙酮酸乙酯(0.680g),二氯二氰基苯醌(0.3405g)溶于20ml甲苯中，流速为 0.2ml/min进入微通道反应器中(微反应器铜管内径为1mm，铜管体积为4ml)于 120℃下反应8min。微反应器出料获得有机相，真空浓缩得到粗产物，经石油醚与乙酸乙酯比为5:1的展开剂柱层析进行分离，即可得到目标产物见表1，产率为83％。1h nmr(400mhz,
chloroform-d)δ7.72(d,j＝8.2hz,2h),7.29(d,j＝8.1hz,2h),6.02(dd, j＝7.6,3.7hz,1h),4.35(q,j＝7.1hz,2h),4.18(q,j＝7.2hz,2h),1.25(t,j＝7.1hz, 3h),2.96
–
2.85(m,2h),2.42(s,3h),1.36(t,j＝7.1hz,3h)ppm；
13
c nmr(100mhz, chloroform-d)δ176.2,169.6,164.3,143.8,129.8,126.9,121.6(q,j＝284.3hz),106.6(q,j ＝30.8hz),85.4,63.0,61.3,39.3,21.7,14.1,13.9ppm；
19
f nmr(376mhz,chloroform-d)δ
ꢀ‑
78.7ppm；hrms(esi-tof):m/z calcd for c
18h21
f3no5[m h]

388.1372,found 388.1397.
[0042]
实施例3
[0043]
将1mmol(0.295g)的(2e,4e)-4-(乙酰氧基亚氨基)-4-(对氯苯基)丁-2-烯酸乙酯、 4mmol三氟丙酮酸乙酯(0.680g),二氯二氰基苯醌(0.3405g)溶于20ml甲苯中，流速为0.2 ml/min进入微通道反应器中(微反应器铜管内径为1mm，铜管体积为4ml)于120℃下反应8min。微反应器出料获得有机相，真空浓缩得到粗产物，经石油醚与乙酸乙酯比为5:1的展开剂柱层析进行分离，即可得到目标产物见表1，产率为85％。1h nmr(400 mhz,chloroform-d)δ7.78(d,j＝8.6hz,2h),7.47(d,j＝8.6hz,2h),6.00(dd,j＝6.4, 4.6hz,1h),4.36(q,j＝7.1hz,2h),4.17(q,j＝7.1hz,2h),2.94
–
2.85(m,2h),1.36(t,j＝ 7.1hz,3h),1.25(t,j＝7.1hz,3h)ppm；
13
c nmr(100mhz,chloroform-d)δ175.4,169.4, 164.0,139.3,130.1,129.5,127.2,121.5(q,j＝286.0hz),106.6(q,j＝30.9hz),85.4,63.1, 61.4,39.0,14.0,13.9ppm；
19
f nmr(376mhz,chloroform-d)δ-78.6ppm；hrms (esi-tof):m/z calcd for c
17h18
clf3no5[m h]

408.0826,found 408.0858.
[0044]
实施例4
[0045]
将1mmol(0.291g)的(2e,4e)-4-(乙酰氧基亚氨基)-4-(间甲氧苯基)丁-2-烯酸乙酯、 4mmol三氟丙酮酸乙酯(0.680g),二氯二氰基苯醌(0.3405g)溶于20ml甲苯中，流速为0.2 ml/min进入微通道反应器中(微反应器铜管内径为1mm，铜管体积为4ml)于120℃下反应8min。微反应器出料获得有机相，真空浓缩得到粗产物，经石油醚与乙酸乙酯比为5:1的展开剂柱层析进行分离，即可得到目标产物见表1，产率为96％。1h nmr(400 mhz,chloroform-d)δ7.43
–
7.37(m,2h),7.32
–
7.30(m,1h),7.13
–
7.01(m,1h),6.02(dd,j ＝7.6,3.7hz,1h),4.36(q,j＝7.1hz,2h),4.18(q,j＝7.2hz,2h),3.86(s,3h),2.98
–
2.85 (m,2h),1.37(t,j＝7.1hz,3h),1.26(t,j＝7.2hz,3h)ppm；
13
c nmr(100mhz, chloroform-d)δ176.4,169.6,164.2,160.0,130.1,130.0,121.6(q,j＝285.9hz),121.2, 119.4,113.3,106.6(q,j＝30.8hz),85.6,63.1,61.3,55.5,39.2,14.1,13.9ppm；
19
f nmr (376mhz,chloroform-d)δ-78.6ppm；hrms(esi-tof):m/z calcd for c
18h21
f3no
6 [m h]

404.1321,found 404.1367.
[0046]
实施例5
[0047]
将1mmol(0.339g)的(2e,4e)-4-(乙酰氧基亚氨基)-4-(间溴苯基)丁-2-烯酸乙酯、 4mmol三氟丙酮酸乙酯(0.680g),二氯二氰基苯醌(0.3405g)溶于20ml甲苯中，流速为0.2 ml/min进入微通道反应器中(微反应器铜管内径为1mm，铜管体积为4ml)于120℃下反应8min。微反应器出料获得有机相，真空浓缩得到粗产物，经石油醚与乙酸乙酯比为5:1的展开剂柱层析进行分离，即可得到目标产物见表1，产率为78％。1h nmr(400 mhz,chloroform-d)δ8.04(t,j＝1.7hz,1h),7.70(dd,j＝7.9,1.4hz,2h),7.37(t,j＝7.9 hz,1h),5.99(dd,j＝6.8,4.3hz,1h),4.36(q,j＝7.1hz,2h),4.18(q,j＝7.1hz,2h), 2.96
–
2.85(d,2h),1.37(t,j＝7.1hz,3h),1.26(t,j＝7.2hz,3h)ppm；
13
c nmr(100mhz, chloroform-d)δ175.3,169.3,163.9,135.8,131.6,130.7,130.6,127.3,123.3,121.5(q,j＝ 286.0hz),106.6(q,j＝31.0hz),85.4,63.2,61.4,38.9,14.1,13.9ppm；
19
f nmr(376mhz, chloroform-d)δ-78.6ppm；hrms(esi-tof):m/z calcd for c
17h18
brf3no5[m h]
452.0320,found 452.0348.
[0048]
实施例6
[0049]
将1mmol(0.279g)的(2e,4e)-4-(乙酰氧基亚氨基)-4-(邻氟苯基)丁-2-烯酸乙酯、 4mmol三氟丙酮酸乙酯(0.680g),二氯二氰基苯醌(0.3405g)溶于20ml甲苯中，流速为0.2 ml/min进入微通道反应器中(微反应器铜管内径为1mm，铜管体积为4ml)于120℃下反应8min。微反应器出料获得有机相，真空浓缩得到粗产物，经石油醚与乙酸乙酯比为5:1的展开剂柱层析进行分离，即可得到目标产物见表1，产率为77％。1h nmr(400 mhz,chloroform-d)δ8.15
–
8.11(m,1h),7.61
–
7.55(m,1h),7.31(d,j＝7.9hz,1h),7.18 (dd,j＝10.8,8.8hz,1h),5.98
–
5.95(m,1h),4.36(q,j＝7.1hz,2h),4.18
–
4.10(m,2h), 2.95
–
2.78(m,2h),1.37(t,j＝7.1hz,3h),1.23(t,j＝7.2hz,3h)ppm；
13
c nmr(100 mhz,chloroform-d)δ173.8,169.4,164.1,161.0(d,j＝253.4hz),134.9(d,j＝9.0hz), 131.5(d,j＝2.8hz),125.2(d,j＝3.1hz),121.6(q,j＝284.5hz),117.4(d,j＝12.2hz), 116.5(d,j＝22.0hz),105.7(q,j＝31.0hz),86.9(d,j＝8.2hz),63.1,61.2,38.0(d,j＝1.8 hz),14.1,13.9ppm；
19
f nmr(376mhz,chloroform-d)δ-78.7,-110.3ppm；hrms (esi-tof):m/z calcd for c
17h18
f4no5[m h]

392.1121,found 392.1153.
[0050]
实施例7
[0051]
将1mmol(0.275g)的(2e,4e)-4-(乙酰氧基亚氨基)-4-(呋喃-2-基)丁-2-烯酸乙酯、 4mmol三氟丙酮酸乙酯(0.680g),二氯二氰基苯醌(0.3405g)溶于20ml甲苯中，流速为0.2 ml/min进入微通道反应器中(微反应器铜管内径为1mm，铜管体积为4ml)于120℃下反应8min。微反应器出料获得有机相，真空浓缩得到粗产物，经石油醚与乙酸乙酯比为5:1的展开剂柱层析进行分离，即可得到目标产物见表1，产率为80％。1h nmr(400 mhz,chloroform-d)δ7.66(d,j＝5.0hz,1h),7.52(d,j＝3.7hz,1h),7.17
–
7.15(m,1h), 5.92(dd,j＝7.3,4.0hz,1h),4.34(q,j＝7.1hz,2h),4.20(q,j＝7.1hz,2h),3.07
–
2.95 (m,2h),1.35(t,j＝7.1hz,3h),1.27(t,j＝7.2hz,3h)ppm；
13
c nmr(100mhz, chloroform-d)δ170.0,169.4,164.1,132.9,132.3,128.3,121.5(q,j＝286.0hz),106.2(q,j ＝31.0hz),85.5,63.1,61.3,39.8,14.1,13.8ppm；
19
f nmr(376mhz,chloroform-d)δ
ꢀ‑
78.6ppm；hrms(esi-tof):m/z calcd for c
15h17
f3no5s[m h]

380.0780,found 380.0792.
[0052]
实施例8
[0053]
将1mmol(0.311g)的(2e,4e)-4-(乙酰氧基亚氨基)-4-(萘-2-基)丁-2-烯酸乙酯、4mmol 三氟丙酮酸乙酯(0.680g),二氯二氰基苯醌(0.3405g)溶于20ml甲苯中，流速为0.2ml/min 进入微通道反应器中(微反应器铜管内径为1mm，铜管体积为4ml)于120℃下反应 8min。微反应器出料获得有机相，真空浓缩得到粗产物，经石油醚与乙酸乙酯比为5:1 的展开剂柱层析进行分离，即可得到目标产物见表1，产率为86％。1h nmr(400mhz, chloroform-d)δ8.22(s,1h),7.99
–
7.87(m,4h),7.62
–
7.54(m,2h),6.19(dd,j＝7.7,3.5hz, 1h),4.38(q,j＝7.1hz,2h),4.19(q,j＝7.1hz,2h),3.06
–
2.94(m,2h),1.38(t,j＝
7.1hz, 3h),1.25(t,j＝7.1hz,3h)ppm；
13
c nmr(100mhz,chloroform-d)δ176.5,169.7,164.3, 135.3,132.6,130.0,129.1,129.0,128.6,127.9,127.2,126.2,124.6,121.6(q,j＝286.0hz), 106.7(q,j＝30.7hz),85.6,63.1,61.3,39.4,14.1,13.9ppm；
19
f nmr(376mhz, chloroform-d)δ-78.5ppm；hrms(esi-tof):m/z calcd for c
21h21
f3no5[m h]
424.1372,found 424.1389.
[0054]
实施例9
[0055]
将1mmol(0.306g)的(2e,4e)-4-(乙酰氧基亚氨基)-4-(间硝基苯基)丁-2-烯酸乙酯、 4mmol三氟丙酮酸乙酯(0.680g),二氯二氰基苯醌(0.3405g)溶于20ml甲苯中，流速为0.2 ml/min进入微通道反应器中(微反应器铜管内径为1mm，铜管体积为4ml)于120℃下反应8min。微反应器出料获得有机相，真空浓缩得到粗产物，经石油醚与乙酸乙酯比为5:1的展开剂柱层析进行分离，即可得到目标产物见表1，产率为78％。1h nmr(400 mhz,chloroform-d)δ8.57
–
8.62(m,1h),8.36(d,j＝8.3hz,1h),8.12(d,j＝7.8hz,1h), 7.66(t,j＝8.0hz,1h),5.97(dd,j＝6.3,4.4hz,1h),4.30(q,j＝7.1hz,2h),4.10(q,j＝ 7.1hz,2h),2.93
–
2.82(m,2h),1.31(t,j＝7.1hz,3h),1.18(t,j＝7.1hz,3h)ppm；
13
c nmr(100mhz,chloroform-d)δ174.7,169.1,163.6,148.5,134.4,130.6,130.4,127.2, 123.6,121.4(q,j＝284.5hz),106.6(q,j＝31.1hz),85.4,63.4,61.6,38.6,14.0,13.9ppm；
19
f nmr(376mhz,chloroform-d)δ-78.5ppm；hrms(esi-tof):m/z calcd for c
17h18
f3n2o7[m h]

419.1066,found 419.1097.
[0056]
表1本发明的含化合物
[0057]
[0058][0059]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。