本發(fā)明屬于精細(xì)化學(xué)品的綠色合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種醇胺類離子液體催化合成氧雜蒽二酮類化合物開(kāi)環(huán)衍生物的方法。
背景技術(shù)：
氧雜蒽二酮的開(kāi)環(huán)衍生物是許多天然產(chǎn)物分子的結(jié)構(gòu)單元，在藥物化學(xué)方面占據(jù)重要地位，具有重要的藥理學(xué)和生理學(xué)活性，比如可以用做抗病毒物質(zhì)、抗菌藥。此外，它們?cè)谌玖?、熒光材料和激光技術(shù)方面也有很多用處。傳統(tǒng)合成氧雜蒽二酮類化合物開(kāi)環(huán)衍生物的方法多是在酸性催化劑作用下，活潑亞甲基化合物和芳香醛之間的反應(yīng)，這些Bronsted酸或Lewis酸性催化劑包括十二烷基苯磺酸(T.S.Jin,J.S.Zhang,T.T.Guo,et al.Synlett.,2004,866)、InCl3·4H2O(X.Fan,X.Hu,X.Zhang,et al.Can.J.Chem.,2005,83,16)、聚苯胺-甲苯磺酸鹽(A.John,P.J.P.Yadav,S.Palaniappan.J.Mol.Catal.A:Chem.,2006,248,121)和酸性樹(shù)脂(B.Das,P.Thirupathi,I.Mahender,et al.J.Mol.Catal.A:Chem.,2006,247,233)等催化劑，而且反應(yīng)往往需要使用大量的有機(jī)溶劑(張巖，程梅園，商志才.Chin.J.Org.Chem.2011,31,814)，且需要加熱或微波照射(屠樹(shù)江，鄧旭，周建峰等.Chem.J.Chin.Universities.2002,23,222)等條件，這些反應(yīng)體系往往需要較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間，而且催化劑價(jià)格昂貴且制備過(guò)程繁瑣，反應(yīng)和后處理過(guò)程均較復(fù)雜，而且催化效率較低，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制備。另外，幾乎所有已有的催化劑都是酸性催化體系，這使得含有某些酸性敏感基團(tuán)的底物不能在現(xiàn)有的催化劑條件下實(shí)行有效地轉(zhuǎn)化。因此，開(kāi)發(fā)一種具有溫和的酸堿性，可以有效避免揮發(fā)性溶劑的使用，并且可以在溫和條件下高效促進(jìn)氧雜蒽二酮類化合物開(kāi)環(huán)衍生物合成的方法具有重要的應(yīng)用前景。
近年來(lái)，離子液體作為一種新型綠色溶劑和催化劑，在學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界引起了人們的廣泛關(guān)注，它們以不易揮發(fā)、良好的可設(shè)計(jì)性、高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性及可循環(huán)使用等特性，在催化行業(yè)表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。醇胺類離子液體的酸堿性可以通過(guò)對(duì)其陽(yáng)離子上取代基的長(zhǎng)度及陰離子的酸堿性進(jìn)行調(diào)節(jié)，并可以有效地促進(jìn)Friedel-Crafts反應(yīng)(Sanap.A K,Shankarling.G S.RSC Advances,2014,4,34938)，Henry反應(yīng)(Sing.B S,Lobo.H R,Shankarling.G S.Catalysis Communications,2012,24,70)，Knoevenagel反應(yīng)(Zhu A L,Liu R X,Li L J,et al.Catalysis Today,2013,200,17)及Biginelli反應(yīng)(Zhu A L,Liu Q Q,Li L J,et al.Catalysis letters,2013,143,463)的高效進(jìn)行，但未曾有文章或相關(guān)專利報(bào)道其在催化合成氧雜蒽二酮類化合物開(kāi)環(huán)衍生物中的應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種制備簡(jiǎn)單且方便高效的醇胺類離子液體催化合成氧雜蒽二酮類化合物開(kāi)環(huán)衍生物的方法。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案，醇胺類離子液體催化合成氧雜蒽二酮類化合物開(kāi)環(huán)衍生物的方法，其特征在于：以醛類化合物和5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮為底物，以醇胺類離子液體為催化劑，在室溫下攪拌反應(yīng)0.5-4h制得目標(biāo)產(chǎn)物氧雜蒽二酮類化合物開(kāi)環(huán)衍生物，其中醇胺類離子液體的陽(yáng)離子為醇胺類離子液體的陰離子為CH3COO-、C2H5COO-或CH3CHOHCOO-，醛類化合物為R為H、4-OH、2-OH、4-F、4-Cl、4-Br、4-CH3、4-OCH3、4-CF3、4-NO2、3-NO2、2-NO2、4-OH-3-OCH3、2-Cl、2,4-Cl2,2-Br或4-(CH3)2N。
進(jìn)一步優(yōu)選，所述的醛類化合物、5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮和醇胺類離子液體的投料摩爾比為1:2:0.1-1.5。
進(jìn)一步優(yōu)選，所述的醇胺類離子液體回收并充分干燥后重復(fù)循環(huán)使用。
進(jìn)一步優(yōu)選，所述的醇胺類離子液體催化合成氧雜蒽二酮類化合物開(kāi)環(huán)衍生物的方法的具體步驟為：在圓底燒瓶中依次加入醛類化合物、醇胺類離子液體和5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮，在室溫下攪拌反應(yīng)0.5-4h，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程用TLC檢測(cè)直至反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)的粗產(chǎn)物用水和乙醇的混合溶液洗滌或用體積分?jǐn)?shù)為95％的乙醇重結(jié)晶，除去溶劑后烘干得到純品氧雜蒽二酮類化合物開(kāi)環(huán)衍生物，醇胺類離子液體留在水相中，將水蒸干后回收醇胺類離子液體重復(fù)循環(huán)使用。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)使用的醇胺類離子液體制備簡(jiǎn)便，原料價(jià)格低廉且具有良好的生物相容性；(2)醇胺類離子液體的催化活性高，且循環(huán)使用多次后催化活性沒(méi)有很明顯的下降；(3)此反應(yīng)在無(wú)溶劑條件下進(jìn)行，有效避免了揮發(fā)性有機(jī)溶劑的使用，降低了反應(yīng)過(guò)程的成本且減少了對(duì)操作人員的危害；(4)該反應(yīng)在室溫條件下進(jìn)行，無(wú)需加熱，降低了能量的消耗及對(duì)設(shè)備的要求；(5)此催化體系呈弱堿性，對(duì)設(shè)備溫和無(wú)腐蝕性，對(duì)反應(yīng)器無(wú)特殊要求；(6)此催化體系可以方便的實(shí)現(xiàn)數(shù)克規(guī)模的制備。
具體實(shí)施方式
以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1
在圓底燒瓶中先加入醇胺類離子液體DMEAAc(0.5mmol)，再加入對(duì)硝基苯甲醛(0.5mmol)，攪拌混合均勻，然后再加入5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮(1mmol)，之后在室溫下攪拌反應(yīng)1.5h，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程用TLC檢測(cè)，直至反應(yīng)結(jié)束。最后將粗產(chǎn)品用水和乙醇的混合溶液進(jìn)行洗滌，再烘干即可得到純品，產(chǎn)率為94％。
實(shí)施例2
在圓底燒瓶中先加入醇胺類離子液體DMEAPr(0.1mmol)，再加入鄰硝基苯甲醛(0.5mmol)，攪拌混合均勻，然后再加入5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮(1mmol)，之后在室溫下攪拌反應(yīng)3h，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程用TLC檢測(cè)，直至反應(yīng)結(jié)束。最后將粗產(chǎn)品用水和乙醇的混合溶液進(jìn)行洗滌，再烘干即可得到純品，產(chǎn)率為90％。
實(shí)施例3
在圓底燒瓶中先加入醇胺類離子液體DMEAPr(0.05mmol)，再加入間硝基苯甲醛(0.5mmol)，攪拌混合均勻，然后再加入5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮(1mmol)，之后在室溫下攪拌反應(yīng)2h，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程用TLC檢測(cè)，直至反應(yīng)結(jié)束。最后將粗產(chǎn)品用水和乙醇的混合溶液進(jìn)行洗滌，再烘干即可得到純品，產(chǎn)率為89％。
實(shí)施例4
在圓底燒瓶中先加入醇胺類離子液體DMEALac(0.05mmol)，再加入對(duì)羥基苯甲醛 (0.5mmol)，攪拌混合均勻，然后再加入5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮(1mmol)，之后在室溫下攪拌反應(yīng)3h，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程用TLC檢測(cè)，直至反應(yīng)結(jié)束。最后將粗產(chǎn)品用水和乙醇的混合溶液進(jìn)行洗滌，再烘干即可得到純品，產(chǎn)率為86％。
實(shí)施例5
在圓底燒瓶中先加入醇胺類離子液體DMEALac(0.5mmol)，再加入鄰羥基苯甲醛(0.5mmol)，攪拌混合均勻，然后再加入5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮(1mmol)，之后在室溫下攪拌反應(yīng)3h，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程用TLC檢測(cè)，直至反應(yīng)結(jié)束。最后將粗產(chǎn)品用水和乙醇的混合溶液進(jìn)行洗滌，再烘干即可得到純品，產(chǎn)率為90％。
實(shí)施例6
在圓底燒瓶中先加入醇胺類離子液體TMEAAc(0.5mmol)，再加入對(duì)氟苯甲醛(0.5mmol)，攪拌混合均勻，然后再加入5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮(1mmol)，之后在室溫下攪拌反應(yīng)0.5h，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程用TLC檢測(cè)，直至反應(yīng)結(jié)束。最后將粗產(chǎn)品用水和乙醇的混合溶液進(jìn)行洗滌，再烘干即可得到純品，產(chǎn)率為88％。
實(shí)施例7
在圓底燒瓶中先加入醇胺類離子液體TMEAAc(0.5mmol)，再加入對(duì)氯苯甲醛(0.5mmol)，攪拌混合均勻，然后再加入5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮(1mmol)，之后在室溫下攪拌反應(yīng)1h，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程用TLC檢測(cè)，直至反應(yīng)結(jié)束。最后將粗產(chǎn)品用水和乙醇的混合溶液進(jìn)行洗滌，再烘干即可得到純品，產(chǎn)率為87％。
實(shí)施例8
在圓底燒瓶中先加入醇胺類離子液體TMEAAc(0.5mmol)，再加入對(duì)溴苯甲醛(0.5mmol)，攪拌混合均勻，然后再加入5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮(1mmol)，之后在室溫下攪拌反應(yīng)1h，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程用TLC檢測(cè)，直至反應(yīng)結(jié)束。最后將粗產(chǎn)品用水和乙醇的混合溶液進(jìn)行洗滌，再烘干即可得到純品，產(chǎn)率為93％。
實(shí)施例9
在圓底燒瓶中先加入醇胺類離子液體MDEALac(0.1mmol)，再加入對(duì)甲基苯甲醛(0.5mmol)，攪拌混合均勻，然后再加入5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮(1mmol)，之后在室溫下攪拌反應(yīng)3.5h，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程用TLC檢測(cè)，直至反應(yīng)結(jié)束。最后將粗產(chǎn)品用水和乙醇的混合溶液進(jìn)行洗滌，再烘干即可得到純品，產(chǎn)率為88％。
實(shí)施例10
在圓底燒瓶中先加入醇胺類離子液體DMEAPr(0.1mmol)，再加入對(duì)甲氧基苯甲醛(0.5mmol)，攪拌混合均勻，然后再加入5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮(1mmol)，之后在室溫 下攪拌反應(yīng)3.5h，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程用TLC檢測(cè)，直至反應(yīng)結(jié)束。最后將粗產(chǎn)品用水和乙醇的混合溶液進(jìn)行洗滌，再烘干即可得到純品，產(chǎn)率為85％。
實(shí)施例11
在圓底燒瓶中先加入醇胺類離子液體DMEAPr(0.1mmol)，再加入4-羥基-3-甲氧基苯甲醛(0.5mmol)，攪拌混合均勻，然后再加入5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮(1mmol)，之后在室溫下攪拌反應(yīng)3h，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程用TLC檢測(cè)，直至反應(yīng)結(jié)束。最后將粗產(chǎn)品用水和乙醇的混合溶液進(jìn)行洗滌，再烘干即可得到純品，產(chǎn)率為93％。
實(shí)施例12
在圓底燒瓶中先加入醇胺類離子液體DMEAAc(0.75mmol)，再加入鄰氯苯甲醛(0.5mmol)，攪拌混合均勻，然后再加入5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮(1mmol)，之后在室溫下攪拌反應(yīng)1h，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程用TLC檢測(cè)，直至反應(yīng)結(jié)束。最后將粗產(chǎn)品用水和乙醇的混合溶液進(jìn)行洗滌，再烘干即可得到純品，產(chǎn)率為96％。
實(shí)施例13
在圓底燒瓶中先加入醇胺類離子液體DMEAAc(0.75mmol)，再加入2,4-二氯苯甲醛(0.5mmol)，攪拌混合均勻，然后再加入5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮(1mmol)，之后在室溫下攪拌反應(yīng)4h，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程用TLC檢測(cè)，直至反應(yīng)結(jié)束。最后將粗產(chǎn)品用水和乙醇的混合溶液進(jìn)行洗滌，再烘干即可得到純品，產(chǎn)率為90％。
實(shí)施例14
在圓底燒瓶中先加入醇胺類離子液體DMEAAc(0.75mmol)，再加入鄰溴苯甲醛(0.5mmol)，攪拌混合均勻，然后再加入5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮(1mmol)，之后在室溫下攪拌反應(yīng)2h，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程用TLC檢測(cè)，直至反應(yīng)結(jié)束。最后將粗產(chǎn)品用水和乙醇的混合溶液進(jìn)行洗滌，再烘干即可得到純品，產(chǎn)率為93％。
實(shí)施例15
在圓底燒瓶中先加入醇胺類離子液體DMEAAc(0.75mmol)，再加入4-(N,N-二甲基)苯甲醛(0.5mmol)，攪拌混合均勻，然后再加入5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮(1mmol)，之后在室溫下攪拌反應(yīng)4h，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程用TLC檢測(cè)，直至反應(yīng)結(jié)束。最后將粗產(chǎn)品用水和乙醇的混合溶液進(jìn)行洗滌，再烘干即可得到純品，產(chǎn)率為92％。
實(shí)施例16
在圓底燒瓶中先加入醇胺類離子液體DMEAAc(0.75mmol)，再加入吡啶-4-甲醛(0.5mmol)，攪拌混合均勻，然后再加入5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮(1mmol)，之后在室溫下攪拌反應(yīng)0.5h，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程用TLC檢測(cè)，直至反應(yīng)結(jié)束。最后將粗產(chǎn)品用水和乙醇的 混合溶液進(jìn)行洗滌，再烘干即可得到純品，產(chǎn)率為87％。
實(shí)施例17
在圓底燒瓶中先加入醇胺類離子液體DMEAAc(0.75mmol)，再加入呋喃甲醛(0.5mmol)，攪拌混合均勻，然后再加入5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮(1mmol)，之后在室溫下攪拌反應(yīng)0.5h，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程用TLC檢測(cè)，直至反應(yīng)結(jié)束。最后將粗產(chǎn)品用水和乙醇的混合溶液進(jìn)行洗滌，再烘干即可得到純品，產(chǎn)率為85％。
實(shí)施例18
在圓底燒瓶中先加入醇胺類離子液體DMEAAc(0.75mmol)，再加入肉桂醛(0.5mmol)，攪拌混合均勻，然后再加入5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮(1mmol)，之后在室溫下攪拌反應(yīng)0.5h，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程用TLC檢測(cè)，直至反應(yīng)結(jié)束。最后將粗產(chǎn)品用水和乙醇的混合溶液進(jìn)行洗滌，再烘干即可得到純品，產(chǎn)率為90％。
實(shí)施例19
循環(huán)使用情況
在圓底燒瓶中依次加入醇胺類離子液體DMEAAc(3mmol)、對(duì)硝基苯甲醛(2mmol)和5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮(4mmol)，之后在室溫下攪拌反應(yīng)，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程用TLC跟蹤檢測(cè)，直至反應(yīng)結(jié)束。粗產(chǎn)品用水和乙醇的混合溶液進(jìn)行洗滌，再烘干即可得到目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率為94％，水相真空干燥除去水分后醇胺類離子液體可用于下一批次使用。
以上述反應(yīng)為探針?lè)磻?yīng)，作催化劑醇胺類離子液體的循環(huán)使用實(shí)驗(yàn)，醇胺類離子液體重復(fù)使用5次，各批次產(chǎn)物收率見(jiàn)表1。
表1醇胺類離子液體循環(huán)使用情況
由表1可以看出：醇胺類離子液體的催化體系在循環(huán)使用制備產(chǎn)物過(guò)程中循環(huán)使用5次后，仍然保持較高的催化活性，說(shuō)明該類醇胺類離子液體在催化合成氧雜蒽二酮類化合物開(kāi)環(huán)衍生物的過(guò)程中可以被多次循環(huán)使用。
實(shí)施例20
放大反應(yīng)情況
在圓底燒瓶中依次加入醇胺類離子液體DMEAAc(10mmol)、對(duì)硝基苯甲醛(20mmol)和5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮(40mmol)，之后在室溫下攪拌反應(yīng)，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程用TLC跟蹤檢測(cè)，直至反應(yīng)結(jié)束。反應(yīng)完成后，將粗產(chǎn)品用水和乙醇的混合溶液進(jìn)行洗滌，再烘干 即可得到目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率為93％。由此可知，該類醇胺類離子液體催化劑可以方便的放大到數(shù)克規(guī)模目標(biāo)產(chǎn)物的制備。
以上實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明原理的范圍下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。