《武汉工程大学学报》 2011年12期
18-19
出版日期：2011-12-30
ISSN:1674-2869
CN:42-1779/TQ
6甲氧基2苯并噁唑酮合成工艺
0引言苯并噁唑酮类化合物作为禾本科、毛莨科、玄参科、爵床科等植物次生物质的一种，在植物自我防御中起着重要的作用［12］.其中从禾本科植物组织中提取到的6甲氧基2苯并噁唑酮是一类活性较强的植物生长调节剂，并在植物遇到病、虫伤害时发挥保护作用［35］.文献报道6甲氧基2苯并噁唑酮的合成是以3甲氧基苯酚为起始原料，在丙酸中选择性地被硝酸硝化生成5甲氧基2硝基苯酚，再在钯碳的催化下用甲酸钾将其还原生成4甲氧基2羟基苯胺.在氮气保护下，4甲氧基2羟基苯胺与氯甲酸苯酯进行环和反应得到最终产物［6］.但是在对该方法进行中试的实验中，笔者发现甲酸钾的活性不是很强，当大量还原5甲氧基2硝基苯酚时，还原反应常常不能进行完全.而在最后的环合反应中，使用氯甲酸苯酯作为酰化剂，对于工业生产来说成本较高.因此笔者参考了相关文献［78］，对还原反应和环合反应进行了改进.首先在还原反应时，笔者选用了5％的钯碳作为催化剂，氢气作为还原剂.氢气将5甲氧基2硝基苯酚还原生成4甲氧基2羟基苯胺后，可以不用分离易氧化的苯胺，直接与氯甲酸苯酯进行环合反应.但是用氢气作为还原剂，还原反应时间较长，通常在常温常压下需要反应24 h.如果5甲氧基2硝基苯酚的量超过20 g，反应时间还会延长，甚至需要增加压力才能确保反应完成.因此笔者选择其他的还原试剂.曾尝试用铁和盐酸来还原硝基，虽然可以得到较好的效果，但是后处理时，反应生成的铁泥（即四氧化三铁）比较粘稠，不容易过滤，延长了抽滤时间，而还原产物4甲氧基2羟基苯胺在空气中容易被氧化.因此选用铁作为还原剂，即造成后处理困难，又降低了还原产物的收率.笔者又选用了水合肼作为还原剂.同样在5％的钯碳催化下，采用水合肼作为还原剂，使反应在回流的状态下进行2～3 h即可完成，反应时间大大缩短，并且由于使用水合肼，在反应中除生成氮气不产生其他的副产物，因此后处理非常简单，只需要通过过滤除去钯碳再将滤液浓缩即可得到产物.图1目标化合物的合成路线
Fig.1The synthetic route of target compound还原反应生成的4甲氧基2羟基苯胺在空气中易于氧化，因此在环合反应中，需要使用氮气保护.先将4甲氧基2羟基苯胺和盐酸形成相应的盐酸盐，再和尿素进行环合反应得到目标产物.在这步反应中，可以不使用任何反应溶剂，并且用尿素来代替氯甲酸苯酯，降低了生产成本.1实验部分1.1仪器和试剂X4型数显熔点仪；Bruker Advance核磁共振仪测定（CDCl3为溶剂，TMS为内标）.所用试剂均为化学纯.反应过程采用TLC跟踪（GF254薄板层析硅胶板，青岛海洋硅胶干燥剂生产）.1.2化合物的合成
1.2.15甲氧基2硝基苯酚的合成见文献［6］.
1.2.24甲氧基2羟基苯胺的合成在500 mL三颈烧瓶中，加入干燥的2硝基5甲氧基苯酚20.8 g和144 mL无水乙醇，为淡红色混浊液，加入质量分数5％钯碳（430 mL），加热至70 ℃，缓慢滴加22 mL水合肼（质量分数85％），反应维持温度70 ℃，搅拌2 h.待反应完全后，冷却，抽滤，滤液浓缩得到白色的固体13.9 g，产率81％.
1.2.36甲氧基2苯并噁唑酮的合成在氮气保护下，将4甲氧基2羟基苯胺13.9 g，加入10 mL浓盐酸，搅拌，再加入18 g尿素，加热至110 ℃，反应半小时.冷却，加水200 g煮沸1 h，冷却过滤，烘干得到黄色粗品9.9 g（产率60%），以乙醇重结晶，得到淡黄色针状晶体7.0 g，熔点152～153 ℃（文献值［9］154 ℃）.1H NMR(CHCl3δ) 3.80（3H,OCH3）,6.70(1H,d,PhH),6.85(1H,s,PhH),7.20(1H,d,PhH).氢谱数据与文献值［9］相符.2结果与讨论a.用水合肼还原得到的4甲氧基2羟基苯胺，在空气中不稳定，易被氧化.所以得到产物后应置于真空干燥箱中干燥，在惰性气体保护下低温避光保存.b.在关环反应中，如果不使用氮气保护，也可以得到目标产物，但是产物的颜色较深，通过重结晶只得到黄色的固体.第12期冯菊红，等：6甲氧基2苯并噁唑酮合成工艺
武汉工程大学学报第33卷
3结语由3甲氧基苯酚为起始原料，通过硝化、还原和关环反应得到6甲氧基2苯并噁唑酮，通过薄板层析（TLC）和核磁氢谱（1H NMR）没有监测到杂质.以钯碳作为催化剂，水合肼作为还原剂，使得还原反应可以在较短的时间内完成；通过对环合反应的改进，以尿素代替氯甲酸苯酯作为甲酰化试剂，降低了生产成本.参考文献：