一种噁唑啉系列衍生物的制备方法及应用
阅读说明：本技术 一种噁唑啉系列衍生物的制备方法及应用 (Preparation method and application of oxazoline derivatives ) 是由 姬长鹏 陈娟 胡信波 覃宇 于 2021-10-26 设计创作，主要内容包括：本发明属于有机合成技术领域,尤其涉及一种噁唑啉系列衍生物的制备方法及应用。本发明提供了一种简易化生产噁唑啉系列的制备方法,包括两步反应：第一步：苯甲酰氯(或甲基丙烯酰氯)与2-氯乙胺盐酸盐作为原料,水作为溶剂,用两个当量的碳酸氢钠作为碱中和,在室温下,反应4—6小时。原料即可反应完全。反应后,溶液PH值为7-8,加入二氯甲烷萃取,分液,浓缩有机相,即得中间体2。第二步：上述得到的中间体溶解在二氯甲烷中,用中间体质量的10％左右的碱作为催化剂,在室温下,搅拌5小时左右。反应后,加入适量水,萃取,分液,浓缩走溶剂,即得粗品产物TM。本发明工艺过程操作简单,原料易得,反应步骤少,收率高,成本低。(The invention belongs to the technical field of organic synthesis, and particularly relates to a preparation method and application of oxazoline derivatives. The invention provides a preparation method for simply producing oxazoline series, which comprises two steps of reactions: the first step is as follows: benzoyl chloride (or methacryloyl chloride) and 2-chloroethylamine hydrochloride are used as raw materials, water is used as a solvent, two equivalents of sodium bicarbonate are used as a base for neutralization, and the reaction is carried out at room temperature for 4-6 hours. The raw materials can be completely reacted. After the reaction, the solution has a pH value of 7-8, dichloromethane is added for extraction, liquid separation is carried out, and an organic phase is concentrated to obtain an intermediate 2. The second step is that: the intermediate obtained above was dissolved in methylene chloride, and stirred at room temperature for about 5 hours using a base as a catalyst in an amount of about 10% by mass of the intermediate. After the reaction, adding a proper amount of water, extracting, separating liquid, and concentrating to remove the solvent to obtain a crude product TM. The method has the advantages of simple process operation, easily obtained raw materials, few reaction steps, high yield and low cost.)
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，尤其涉及一种噁唑啉系列衍生物的制备方法及应用。
背景技术
作为一类具有广泛生物活性的杂环化合物和重要的有机中间体，噁唑啉类化合物及其衍生物在杀菌、除草等方面表现出来的优良活性使得该类结构成为有机合成工作者的工作热点。
为此，研究者门合成了一系列该类结构的化合物，首先是具有芳香性的2-苯基-2-噁唑啉，其次是烷烃类的2-异烯丙基-2-噁唑啉。
近几年关于噁唑啉系列的工业制备方法研究比较多，主要有以下几种方法：
文献报道方法一：(Organic Letters,18(23),6116-6119；2016；MediterraneanJournal of Chemistry,2(5),648-657；2014；Journal of Organic Chemistry,58(22),5976-80；1993)，反应过程如下：
此方法的缺点是：成本高，二氯亚砜不好操作，工业化反应不彻底，路线长。
文献报道方法二：(Phosphorus,Sulfur and Silicon and the RelatedElements,191(7),971-974；2016；Journal of Organometallic Chemistry,791,266-273；2015；Tetrahedron,69(32),6591-6597；2013；European Journal of Organic Chemistry,2012(8),1626-1632；Jpn.Kokai Tokkyo Koho,63010771,18 Jan 1988)，反应过程如下：
该方法需要加热，反应不温和，废水特别大，还伴有硫化氢的恶臭味，对环境污染严重；有的用到重金属催化，成本也高。
且上述方法不适合R为脂肪烃的衍生物。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种噁唑啉系列衍生物的制备方法及应用，目的在于解决现有技术中的一部分问题或至少缓解现有技术中的一部分问题。
本发明是这样实现的，一种噁唑啉系列衍生物的制备方法，合成工艺如下：
其中，R为苯基或丙烯基；
S1：以化合物式1与2-氯乙胺盐酸盐为原料，水为溶剂在室温条件进行反应；得到白色固体，即中间体化合物式2；
S2：将中间体化合物式2溶解在醇液中，加入碱，室温下搅拌反应；去除醇液，加水后用二氯甲烷萃取，浓缩去除二氯甲烷，得到粗品产物。
进一步地，化合物式1与2-氯乙胺盐酸盐反应过程中，用碳酸氢钠作为碱中和。
进一步地，化合物式1为苯甲酰氯时，步骤S1为：2-氯乙胺盐酸盐与水、碳酸氢钠于0-10℃条件下混合后，缓慢滴加苯甲酰氯，反应温度低于15℃，优选0-15℃；滴加完毕后，室温(一般常温控制在10～30℃，最好是15～25℃)搅拌继续反应4-5h。
进一步地，步骤S2中，中间体化合物式2溶解于甲醇中，加入碳酸钠，室温反应7-8h；浓缩去除甲醇后，用水稀释，再用二氯甲烷萃取，合并有机相，蒸走二氯甲烷，得到粗产品。
进一步地，化合物式1为甲基丙烯酰氯时，步骤S1为：2-氯乙胺盐酸盐与水、碳酸氢钠于-10-0℃条件下混合后，缓慢滴加甲基丙烯酰氯，反应温度低于0℃(优选-10-0℃)；滴加完毕后，室温搅拌继续反应4-5h。
进一步地，步骤S2中，中间体化合物式2溶解于甲醇中，加入碳酸钠，室温反应7-8h；浓缩去除甲醇后，用二氯甲烷萃取，合并有机相，蒸走二氯甲烷，得到粗产品。
进一步地，步骤S2后面还包括将粗品用减压真空蒸馏的提纯步骤。
本发明还提供了如上述的一种噁唑啉系列衍生物的制备方法在制备噁唑啉系列衍生物中的应用。
本发明提供的制备方法主要解决了工序复杂的问题，高能耗问题，以及废水污染问题，使得整个工业化过程操作简单，原料易得，反应步骤少，收率高(可以达到50％以上，甚至达到75％)，成本低。
本发明工艺操作简易，成本低的原因是：
(1)、所有操作基本都是在室温常压下操作；
(2)、所有原料都便宜易得；
(3)、三废少；
(4)、收率高，后处理简单。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明，各实施例及试验例中所用的设备和试剂如无特殊说明，均可从商业途径得到。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
根据本申请包含的信息，对于本领域技术人员来说可以轻而易举地对本发明的精确描述进行各种改变，而不会偏离所附权利要求的精神和范围。应该理解，本发明的范围不局限于所限定的过程、性质或组分，因为这些实施方案以及其他的描述仅仅是为了示意性说明本发明的特定方面。实际上，本领域或相关领域的技术人员明显能够对本发明实施方式作出的各种改变都涵盖在所附权利要求的范围内。
为了更好地理解本发明而不是限制本发明的范围，在本申请中所用的表示用量、百分比的所有数字、以及其他数值，在所有情况下都应理解为以词语“大约”所修饰。因此，除非特别说明，否则在说明书和所附权利要求书中所列出的数字参数都是近似值，其可能会根据试图获得的理想性质的不同而加以改变。各个数字参数至少应被看作是根据所报告的有效数字和通过常规的四舍五入方法而获得的。本发明中，“约”指给定值或范围的10％以内，优选为5％以内。
本发明披露了一种噁唑啉系列衍生物的制备方法及应用。本发明以廉价易得的苯甲酰氯，甲基丙烯酰氯和2-氯乙胺盐酸盐为原料，依次通过缩合反应和碱催化关环反应，用蒸馏纯化后制得最终产品。本发明的具体合成工艺如下：
上述工艺包括两步反应：
第一步：苯甲酰氯(或甲基丙烯酰氯)与2-氯乙胺盐酸盐作为原料，水作为溶剂，用两个当量的碳酸氢钠作为碱中和，在室温下，反应4—6小时，原料即可反应完全。
第二步：上述得到的中间体溶解，用中间体质量的10％左右的碱作为催化剂，在室温下，搅拌5小时左右。反应后，加入适量水，萃取，分液，浓缩走溶剂，即得粗品产物TM。
产品的精致：粗品产物TM，减压蒸馏，蒸出的馏分即为纯度很高的最终产物TM。
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
600克的水加入到一千毫升的反应瓶里面，开启搅拌，然后110克的原料2-氯乙胺盐酸盐加入，接着238克的碳酸氢钠加入。降温至0-10℃，原料苯甲酰氯134克慢慢滴加，控制反应温度低于15℃。滴加完毕，回到室温，继续搅拌4-5小时。大量白色固体呈现，过滤，收集固体，真空干燥，得到中间体150克，收率86％。
在两千毫升的玻璃反应瓶里面，150克中间体溶解在600克的甲醇里面，室温下300克的20％的碳酸钠溶液慢慢加入。加完后，继续室温搅拌7-8小时。然后浓缩走大部分甲醇，再加入200克水稀释，用二氯甲烷萃取三遍，合并有机相，蒸走二氯甲烷，得到粗产品150克。
150克粗品用减压真空蒸馏，收集馏分，检测得纯品2-苯基-2-噁唑啉78克，收率：65％。
实施例2
600克的水加入到一千毫升的反应瓶里面，开启搅拌，然后110克的原料2-氯乙胺盐酸盐加入，接着159克的碳酸氢钠加入。降温至0-10℃，原料苯甲酰氯134克慢慢滴加，控制反应温度低于15℃。滴加完毕，回到室温，继续搅拌4-5小时。大量白色固体呈现，过滤，收集固体，真空干燥，得到中间体145克，收率83％。
在两千毫升的玻璃反应瓶里面，145克中间体溶解在600克的甲醇里面，室温下300克的20％的碳酸钠溶液慢慢加入。加完后，继续室温搅拌7-8小时。然后浓缩走大部分甲醇，再加入200克水稀释，用二氯甲烷萃取三遍，合并有机相，蒸走二氯甲烷，得到粗产品140克。
140克粗品用减压真空蒸馏，收集馏分，检测得纯品2-苯基-2-噁唑啉85.2克，收率：71％。
实施例3
600公斤的水加入到一千反应釜里面，开启搅拌，然后110公斤的原料2-氯乙胺盐酸盐加入，接着159公斤的碳酸氢钠加入。降温至0-10℃，原料苯甲酰氯134公斤慢慢滴加，控制反应温度低于15℃。滴加完毕，回到室温，继续搅拌4-5小时。大量白色固体呈现，离心，甩干，真空干燥，得到中间体142公斤，收率81％。
在两千的反应釜里面，142公斤中间体溶解在800公斤的甲醇里面，室温下300公斤的20％的碳酸钠溶液慢慢加入。加完后，继续室温搅拌7-8小时。然后浓缩走大部分甲醇，再加入200公斤水稀释，用二氯甲烷萃取三遍，合并有机相，蒸走二氯甲烷，得到粗产品153公斤。
粗品用减压真空蒸馏，收集馏分，检测得纯品2-苯基-2-噁唑啉82.6公斤，收率：72％。
实施例4
550公斤的水加入到两千的反应釜里面，开启搅拌，然后110公斤的原料2-氯乙胺盐酸盐加入，接着159公斤的碳酸氢钠加入。降温至0-10℃，原料苯甲酰氯134公斤慢慢滴加，控制反应温度低于15℃。滴加完毕，回到室温，继续搅拌4-5小时。大量白色固体呈现，离心，甩干，真空干燥，得到中间体150公斤，收率85.7％。
在两千的反应釜里面，150公斤中间体溶解在937公斤的甲醇里面，室温下20％的碳酸钠溶液慢慢加入。加完后，继续室温搅拌7-8小时。然后浓缩走大部分甲醇，再加入200公斤水稀释，用二氯甲烷萃取三遍，合并有机相，蒸走二氯甲烷，得到粗产品150公斤。
粗品用减压真空蒸馏，收集馏分，检测得纯品2-苯基-2-噁唑啉90公斤，收率：75％。
实施例5
480克的水加入到一千毫升的玻璃反应瓶里面，开启搅拌，然后75克的原料2-氯乙胺盐酸盐加入，接着164克的碳酸氢钠加入。降温至-10-0℃，原料甲基丙烯酰氯75克慢慢滴加，控制反应温度低于0℃。滴加完毕，回到室温，继续搅拌4-5小时。大量白色固体呈现，过滤收集固体，得到中间体95克，无需进一步精致，直接做下一步。
在一千毫升的玻璃反应瓶里面，95克中间体溶解在的300克的甲醇里面，室温下200克的20％的碳酸钠溶液慢慢加入。加完后，继续室温搅拌7-8小时。然后浓缩走大部分甲醇，用二氯甲烷萃取三遍，合并有机相，蒸走二氯甲烷，得到粗产品72克。
粗品用减压真空蒸馏，收集馏分，检测得纯品2-异烯丙基-2-噁唑啉34克，总收率：49％。
实施例6
1.5吨的水加入到两千的反应釜里面，开启搅拌，然后250公斤的原料2-氯乙胺盐酸盐加入，接着540公斤的碳酸氢钠加入。降温至-10-0℃，原料甲基丙烯酰氯250公斤慢慢滴加，控制反应温度低于0℃。滴加完毕，回到室温，继续搅拌4-5小时。大量白色固体呈现，离心，甩干，得到中间体330公斤，无需进一步精致，直接做下一步。
在两千的反应釜里面，330公斤中间体溶解在的1吨的甲醇里面，室温下700公斤的20％的碳酸钠溶液慢慢加入。加完后，继续室温搅拌7-8小时。然后浓缩走大部分甲醇，用二氯甲烷萃取三遍，合并有机相，蒸走二氯甲烷，得到粗产品260公斤。
粗品用减压真空蒸馏，收集馏分，检测得纯品2-异烯丙基-2-噁唑啉122公斤，总收率：51％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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