[发明专利]2-N-取代苯并噁唑类化合物的电化学催化合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种2-N-取代苯并噁唑类化合物的电化学催化合成方法。

背景技术

2-N-取代苯并噁唑类化合物具有多种生物活性，如5-羟色胺拮抗剂（Bioorg.Med.Chem.Lett.2009,19,1115）是治疗阿尔茨海默病和精神分裂症的潜在靶向药物，该类化合物的合成成为人们关注的焦点。

2-N-取代苯并噁唑类化合物的合成可以通过苯并噁唑衍生物与胺的直接氧化偶联来实现。根据氧化条件的不同，可有两种不同的氧化剂体系：过量氧化剂体系或催化量的氧化剂与共氧化剂组成的催化氧化体系。在过量氧化剂的作用下，Chang等人(Chem.Eur.J.,2011,17,8294-8298）报道了以过量的二醋酸碘苯为氧化剂，合成2-N-取代苯并噁唑类化合物的方法。

在催化量的氧化剂与共氧化剂组成的氧化体系的作用下，苯并噁唑衍生物与胺的直接氧化偶联是合成2-N-取代苯并噁唑类化合物的另一种方法。Nachtsheim等人（Org.Lett.2011,13,3754-3757）报道了在催化量四丁基碘化铵和5倍当量过氧化氢或1.5倍当量过氧化叔丁醇组成的催化氧化体系作用下，合成2-N-取代苯并噁唑类化合物的方法。最近，Bhanage等人（Tetrahedron Lett.2012,53,3482–3485，Tetrahedron Lett.,2013,54,1290–1293）分别使用5mol%碘代丁二酰亚胺和2倍当量过氧化氢组成的催化氧化体系以及碘代丁二酰亚胺与2-碘酰苯甲酸催化氧化体系来合成2-N-取代苯并噁唑类化合物的方法。以上方法存在的主要问题如下：

（1）成本高。当采用过量氧化剂体系来合成2-N-取代苯并噁唑类化合物时，由于氧化剂需要大量使用，价格昂贵，并且二醋酸碘苯等有机高价碘类氧化剂存在潜在的爆炸危险、在多数溶剂中溶解性小等缺点；当采用氧化剂与共氧化剂组成的催化氧化体系时，虽然氧化剂是催化剂量，但需要投入化学计量或者过量的共氧化剂，这样也造成了共氧化剂的浪费。

（2）操作复杂。无论是采用氧化剂体系，还是催化氧化体系，在合成2-N-取代苯并噁唑类化合物的同时都会产生等当量的还原产物。反应过程中使用的过量氧化剂或共氧化剂的除去及氧化剂还原后产生的还原产物的分离给反应的后处理带来了困难。

（3）造成环境的污染。过量氧化剂或共氧化剂的使用及氧化剂被还原后产生的还原产物造成了严重的环境问题。

目前，通过恒电流电解方法制备2-N-取代苯并噁唑化合物的方法尚未见国内外文献报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低、操作简便且绿色环保的2-N取代的苯并噁唑化合物的电化学催化合成方法。

本发明所提供的2-N-取代的苯并噁唑化合物的电化学催化合成方法，其步骤是在单室电解池中，以式(II)表示的苯并噁唑类化合物和以式（III）表示的胺为原料，以卤化物为电催化剂，催化剂的用量为5-20%（摩尔），以有机溶剂为电解液，以冰醋酸为添加剂，反应温度为0-40℃，在电流密度为2-10mA/cm²下恒电流电解，得到式(I)表示的2-N-取代的苯并噁唑化合物，

其中R¹表示氢、甲基、氯或硝基，R¹位于苯并噁唑环的5位或者6位；R²表示氢或烷基；R³表示氢或烷基。

上述卤化物优选碘化物或溴化物。特别优选碘化四丁基铵、碘化四乙基铵、碘化钠、溴化四丁基铵、溴化钠或溴化四乙基铵。更优选碘化四丁基铵或溴化四乙基铵。

上述催化剂的用量优选8-12%（摩尔）。

上述有机溶剂为乙腈、乙醇、三氟乙醇或二氯甲烷。优选乙腈。

上述反应温度优选室温。

上述电流密度优选3-8mA/cm²。

上述电解用的阳极为玻碳电极、石墨电极或铂电极。优选玻碳电极或石墨电极。

本发明方法与现有技术相比，具有以下有益效果：

（1）本发明方法用阳极氧化代替化学氧化剂氧化，用电子代替化学氧化剂，避免了过量的高价碘试剂或其他氧化剂的使用，只需要催化量的碘化物或溴化物为催化剂，降低了反应成本。

（2）本发明方法用阳极再生氧化剂，避免了过量的高价碘试剂或过量氧化剂产生的还原副产物。后处理无需分离副产物，使得后处理操作更简单。