[發明專利]2-N-取代苯并噁唑類化合物的電化學催化合成方法

有效

• 申請號: 201310559369.1
• 申請日: 2013-11-12
• 公開（公告）號: CN103603007A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 曾程初;李維翠;高衛靜;胡利明
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C25B3/02
• 分類號: C25B3/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張燕慧

技術領域

本發明涉及一種2-N-取代苯并噁唑類化合物的電化學催化合成方法。

背景技術

2-N-取代苯并噁唑類化合物具有多種生物活性，如5-羥色胺拮抗劑（Bioorg.Med.Chem.Lett.2009,19,1115）是治療阿爾茨海默病和精神分裂癥的潛在靶向藥物，該類化合物的合成成為人們關注的焦點。

2-N-取代苯并噁唑類化合物的合成可以通過苯并噁唑衍生物與胺的直接氧化偶聯來實現。根據氧化條件的不同，可有兩種不同的氧化劑體系：過量氧化劑體系或催化量的氧化劑與共氧化劑組成的催化氧化體系。在過量氧化劑的作用下，Chang等人(Chem.Eur.J.,2011,17,8294-8298）報道了以過量的二醋酸碘苯為氧化劑，合成2-N-取代苯并噁唑類化合物的方法。

在催化量的氧化劑與共氧化劑組成的氧化體系的作用下，苯并噁唑衍生物與胺的直接氧化偶聯是合成2-N-取代苯并噁唑類化合物的另一種方法。Nachtsheim等人（Org.Lett.2011,13,3754-3757）報道了在催化量四丁基碘化銨和5倍當量過氧化氫或1.5倍當量過氧化叔丁醇組成的催化氧化體系作用下，合成2-N-取代苯并噁唑類化合物的方法。最近，Bhanage等人（Tetrahedron?Lett.2012,53,3482–3485，Tetrahedron?Lett.,2013,54,1290–1293）分別使用5mol%碘代丁二酰亞胺和2倍當量過氧化氫組成的催化氧化體系以及碘代丁二酰亞胺與2-碘酰苯甲酸催化氧化體系來合成2-N-取代苯并噁唑類化合物的方法。以上方法存在的主要問題如下：

（1）成本高。當采用過量氧化劑體系來合成2-N-取代苯并噁唑類化合物時，由于氧化劑需要大量使用，價格昂貴，并且二醋酸碘苯等有機高價碘類氧化劑存在潛在的爆炸危險、在多數溶劑中溶解性小等缺點；當采用氧化劑與共氧化劑組成的催化氧化體系時，雖然氧化劑是催化劑量，但需要投入化學計量或者過量的共氧化劑，這樣也造成了共氧化劑的浪費。

（2）操作復雜。無論是采用氧化劑體系，還是催化氧化體系，在合成2-N-取代苯并噁唑類化合物的同時都會產生等當量的還原產物。反應過程中使用的過量氧化劑或共氧化劑的除去及氧化劑還原后產生的還原產物的分離給反應的后處理帶來了困難。

（3）造成環境的污染。過量氧化劑或共氧化劑的使用及氧化劑被還原后產生的還原產物造成了嚴重的環境問題。

目前，通過恒電流電解方法制備2-N-取代苯并噁唑化合物的方法尚未見國內外文獻報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種成本低、操作簡便且綠色環保的2-N取代的苯并噁唑化合物的電化學催化合成方法。

本發明所提供的2-N-取代的苯并噁唑化合物的電化學催化合成方法，其步驟是在單室電解池中，以式(II)表示的苯并噁唑類化合物和以式（III）表示的胺為原料，以鹵化物為電催化劑，催化劑的用量為5-20%（摩爾），以有機溶劑為電解液，以冰醋酸為添加劑，反應溫度為0-40℃，在電流密度為2-10mA/cm²下恒電流電解，得到式(I)表示的2-N-取代的苯并噁唑化合物，

其中R¹表示氫、甲基、氯或硝基，R¹位于苯并噁唑環的5位或者6位；R²表示氫或烷基；R³表示氫或烷基。

上述鹵化物優選碘化物或溴化物。特別優選碘化四丁基銨、碘化四乙基銨、碘化鈉、溴化四丁基銨、溴化鈉或溴化四乙基銨。更優選碘化四丁基銨或溴化四乙基銨。

上述催化劑的用量優選8-12%（摩爾）。

上述有機溶劑為乙腈、乙醇、三氟乙醇或二氯甲烷。優選乙腈。

上述反應溫度優選室溫。

上述電流密度優選3-8mA/cm²。

上述電解用的陽極為玻碳電極、石墨電極或鉑電極。優選玻碳電極或石墨電極。

本發明方法與現有技術相比，具有以下有益效果：

（1）本發明方法用陽極氧化代替化學氧化劑氧化，用電子代替化學氧化劑，避免了過量的高價碘試劑或其他氧化劑的使用，只需要催化量的碘化物或溴化物為催化劑，降低了反應成本。

（2）本發明方法用陽極再生氧化劑，避免了過量的高價碘試劑或過量氧化劑產生的還原副產物。后處理無需分離副產物，使得后處理操作更簡單。