【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种磁性负载型咪唑啉酮离子液体催化制备喹唑啉二酮类化合物的新方法，属于精细化工。
技术介绍
1、喹唑啉二酮类化合物是一类重要的杂环化合物，具有广泛的药物和生物活性，在医学、药物化学和有机合成等方面具有很大的研究价值，如对高血压、糖尿病、癌症、炎症、疟疾、肿瘤和风湿等病痛有明显药用价值，另外也可以作为除草剂、杀虫剂和植物生长调节剂、医药中间体等（cn113816973b；cn101589028b； cn115490643a；cn111116494b；cn111269603b；journal of agricultural and food chemistry 2014, 62, 11786-11796），吸引了广大科研人员的关注。目前，文献中有许多关于该类化合物合成的报道，其传统合成方法主要包括：(1) 以2-氨基苯甲酸及其衍生物为底物，分别与氯甲酸酯类、氰酸根类、异氰酸酯类、尿素、三光气和羰基二咪唑(cdi)等进行环合反应；(2) 以2-氨基苯甲酰胺及其衍生物为底物，与羰基化试剂三光气、氯甲酸酯类、羰基二咪唑、co 和氰酸根类发生羰基化反应生成喹唑啉二酮衍生物； (3) 以靛红酸酐及其衍生物为底物，与氯甲酸酯类、三光气、尿素、羰基二咪唑和异氰酸酯类反应合成喹唑啉二酮衍生物；(4) 以2-氨基苯甲酸甲酯及其衍生物为底物, 与异氰酸酯类、氰酸根类、尿素、三光气、氯甲酸酯类和羰基二咪唑（cdi）反应合成喹唑啉二酮类衍生物；(5) 以2-（3-甲基脲基）苯甲酸甲酯及其衍生物为底物, 在碳酸钾等的作用下缩合成喹唑啉二酮衍生物
2、针对以上所存在的问题，目前已开发出可替代的环境友好型合成喹唑啉二酮类化合物的路线，即以2-氨基苯腈及其衍生物为底物，与co2通过羧环化反应进行合成目标化合物。该过程可取代传统工艺，满足绿色化学的要求。报道了多种催化制备方法，如在dmf 溶剂中氧化镁/氧化锆固体碱催化反应体系、离子液体（如[bmim]oh、[tbp]arg、[hdbu][tfe]等）、超强碱 1,1,3,3-四甲基胍（tmg）或dbu、镧镁混合氧化物(la-mg mo)和其它催化反应体系（chemsuschem 2018, 11, 4219-4225; tetrahedron 2010, 66, 4063-4067;organic chemistry frontiers 2016, 3, 823-835; canadian journal of chemistry2019, 97, 212-218; new journal of chemistry 2019, 43, 16164-16168; angewandtechemie international edition 2017, 56, 10559-10563; chemical communications2018, 54, 2106-2109; acs sustainable chemistry&engineering 2020, 8, 2910-2918），然而，上述方法或多或少还存在反应条件苛刻，催化剂可回收性差，腐蚀设备，生产成本高，环境污染等问题。因此，研究开发新型、操作简单、绿色高效的催化制备喹唑啉二酮类化合物的反应体系具有重要的意义。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种磁性负载型咪唑啉酮离子液体催化合成喹唑啉二酮类化合物的方法，具有操作简单、条件温和、环境友好等特点。
2、本专利技术为解决其技术问题所采用的技术解决方案为：磁性负载型咪唑啉酮离子液体催化制备喹唑啉二酮类化合物的方法，即以2-氨基苯腈及其衍生物为原料，磁性负载型咪唑啉酮离子液体为催化剂，以dmf-水为溶剂，与二氧化碳发生羧环化反应来制备目标物。反应完成后，通过外磁场即可方便分离回收催化剂相，回收的磁性催化剂可不经过处理即可实现方便的进行循环使用，按照比例投料进行下一批次催化反应。产物有机相冷却会有固体析出，过滤、甲基叔丁基醚洗涤、干燥即可得到目标产物。
3、本专利技术的催化反应原理如下：
4、
5、所述催化剂为磁性负载型咪唑啉酮离子液体。
6、本专利技术所用的磁性负载型咪唑啉酮离子液体催化剂的制备方法的化学反应原理和结构如下：
7、
8、其中阴离子anion可以是ch3coo、ntf2、eto或hmds中的任意一种。通式fe3o4@sio2@ilanion负载型催化剂的制备反应过程包括以下步骤：
9、（1）1,3-二乙基-2-咪唑烷酮与3-氯丙基三乙氧基硅烷在甲苯溶剂中90-100℃反应30-36h后（在一些实施例中通常在100℃反应36h），回收溶剂、干燥得中间体1；
10、（2）中间体1在乙腈溶剂中与乙酸钠（ch3coona）、双三氟甲磺酰亚胺锂（lintf2）、乙醇钠（etona）或双(三甲基硅烷基)氨基钠（nahmds）在50-60℃反应20-24h后（在一些实施例中通常在60℃下反应24h），回收溶剂、干燥得离子液体2；
11、（3）离子液体2继续在甲苯溶剂中与磁性二氧化硅载体在100-110℃反应24-36h后过滤（在一些实施例中通常在100℃下反应30h），干燥，得到磁性负载型咪唑啉酮离子液体3。
12、采用上述制备得到的催化剂具体包括fe3o4@sio2@ilch3coo、fe3o4@sio2@ilntf2、fe3o4@sio2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种喹唑啉二酮类化合物的制备方法，其特征在于，以2-氨基苯腈及其衍生物为原料，磁性负载型咪唑啉酮离子液体为催化剂，以DMF-水为溶剂，通入二氧化碳，在40~90oC温度及压力条件下搅拌反应，反应完成后，分离有机相和催化剂相，产物有机相冷却析出固体，过滤、洗涤、干燥即可得到目标产物。
2.根据权利要求1所述的喹唑啉二酮类化合物的制备方法，其特征在于，磁性负载型咪唑啉酮离子液体的结构如下：
3.根据权利要求2所述的喹唑啉二酮类化合物的制备方法，其特征在于，所述催化剂的制备方法包括如下步骤：
4.根据权利要求2或3所述的喹唑啉二酮类化合物的制备方法，其特征在于，步骤（1）、（2）、（3）中的溶剂为甲苯、乙腈，在反应过程中，所添加的溶剂均过量；
5.根据权利要求4所述的喹唑啉二酮类化合物的制备方法，其特征在于，磁性负载型催化剂包括Fe3O4@SiO2@ILCH3COO、Fe3O4@SiO2@ILNTf2、Fe3O4@SiO2@ILEtO或Fe3O4@SiO2@ILHMDS中的任意一种，优选催化剂为Fe3O4@SiO2@ILHMDS。p>
6.根据权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所用催化剂用量为2-氨基苯腈及其衍生物物料质量的2~35%，优选5~25%；所述2-氨基苯腈衍生物选自2-氨基-4-氯苯甲腈、2-氨基-5-氯苯甲腈、2-氨基-5-氟苯甲腈、2-氨基-5-溴苯甲腈、2-氨基-4,5-二甲氧基苯甲腈、2-氨基-5-甲氧基苯甲腈、2-氨基-5-甲基苯甲腈、2-氨基-4-硝基苯甲腈中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的喹唑啉二酮类化合物的制备方法，其特征在于，反应温度为40~90℃，反应时间为2~9小时。
8.根据权利要求7所述的喹唑啉二酮类化合物的制备方法，其特征在于，反应温度为45~70℃，反应时间为3~8小时。
9. 根据权利要求1所述的喹唑啉二酮类化合物的制备方法，其特征在于，二氧化碳压力控制在0.1~0.8 MPa，优选0.1~0.5 MPa。
10.根据权利要求1所述的喹唑啉二酮类化合物的制备方法，其特征在于，反应完毕后通过外磁场分离回收催化剂，回收的磁性催化剂直接进行回收循环利用，按照摩尔比投料进行下一批次催化反应。
...【技术特征摘要】
1.一种喹唑啉二酮类化合物的制备方法，其特征在于，以2-氨基苯腈及其衍生物为原料，磁性负载型咪唑啉酮离子液体为催化剂，以dmf-水为溶剂，通入二氧化碳，在40~90oc温度及压力条件下搅拌反应，反应完成后，分离有机相和催化剂相，产物有机相冷却析出固体，过滤、洗涤、干燥即可得到目标产物。
2.根据权利要求1所述的喹唑啉二酮类化合物的制备方法，其特征在于，磁性负载型咪唑啉酮离子液体的结构如下：
3.根据权利要求2所述的喹唑啉二酮类化合物的制备方法，其特征在于，所述催化剂的制备方法包括如下步骤：
4.根据权利要求2或3所述的喹唑啉二酮类化合物的制备方法，其特征在于，步骤（1）、（2）、（3）中的溶剂为甲苯、乙腈，在反应过程中，所添加的溶剂均过量；
5.根据权利要求4所述的喹唑啉二酮类化合物的制备方法，其特征在于，磁性负载型催化剂包括fe3o4@sio2@ilch3coo、fe3o4@sio2@ilntf2、fe3o4@sio2@ileto或fe3o4@sio2@ilhmds中的任意一种，优选催化剂为fe3o4@sio2@ilhmds。...
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