羧酸和异氰基化合物[3+2]环化合成噁唑的方法

本发明属于化合物合成，具体涉及羧酸和异氰基化合物[3+2]环化合成噁唑的方法。

背景技术：

1、羧酸是一种自然界储备丰富的可再生原料化学品，已被广泛用于各种分子结构单元的构建。传统的极性化学中，常将亲核性的羧酸作为起始原料预合成为亲电性的酰氯，并与胺等亲核性试剂反应构建碳-杂键。制备的过程需要剧毒气体二氯亚砜(socl2)的使用并伴有二氧化硫(so2)的排放，不稳定和有毒试剂的制备及储存，以及危险气体的回收，带来了巨大的经济和环境成本，限制了其工业合成的应用。

2、自由基化学中，最常见的活化方式是对羧酸氧化脱羧来使其作为烷基的前驱体进行反应。除此之外，三价膦介导的脱羟基作用是羧酸活化的另外一种重要方式。这种方法是通过将三价膦氧化使其与亲核性的羧酸根阴离子结合为中间体，并最终使羧酸进行脱掉羟基的反应。经典的mitsunobu反应已被广泛用于合成，然而，有毒且具有潜在爆炸性氧化剂(例如偶氮二甲酸二乙酯，dead)的化学量的使用严重偏离了原子经济和绿色化学的原则。

3、光化学通过单电子转移(set)氧化三价膦的反应也得到了很好的发展。光催化产生的三价膦自由基阳离子与羧酸根阴离子缩合后，一般会发生β-选择性c-o键断裂并提供酰基自由基参与反应，但是底物范围仅限于较稳定的芳香羧酸。

4、因此，针对上述技术问题，有必要提供羧酸和异氰基化合物[3+2]环化合成噁唑的方法。

5、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供羧酸和异氰基化合物[3+2]环化合成噁唑的方法，其能够解决上述背景技术中的问题。

2、为了实现上述目的，本发明一具体实施例提供的技术方案如下：

3、羧酸和异氰基化合物[3+2]环化合成噁唑的方法，包括以下步骤：

4、s1、在手套箱中，将底物羧酸、三苯基膦、磷酸氢二钾、四丁基碘化铵、无水乙腈及1，4-二氧六环，依次加入25ml三口烧瓶中进行搅拌；

5、s2、用微量注射器向三口烧瓶中加入异氰基乙酸乙酯；

6、s3、在三口烧瓶的两侧端口分别安装石墨棒阳极和铂片电极，两者之间的距离为1.0cm；

7、s4、向三口烧瓶中通入氩气，在室温、密封环境下通入10ma的恒定电流电解5h；

8、s5、反应完成后，通过真空浓缩除去反应混合液中的溶剂，所得的混合物经硅胶柱层析分离色谱法纯化得到噁唑产物。

9、在本发明的一个或多个实施例中，在s1中，所述手套箱包括手套箱主体，所述手套箱主体上安装有实验腔，实验腔用于放置三口烧瓶，并在真空状态向三口烧瓶中添加底物羧酸、三苯基膦、磷酸氢二钾、四丁基碘化铵、无水乙腈及1，4-二氧六环；

10、所述实验腔上设有换气管，换气管用于实现实验腔与外界气体的流动，以便快速排出实验腔内的异味，所述换气管上安装有控制阀，用于控制换气管的通断。

11、在本发明的一个或多个实施例中，所述实验腔侧壁安装有净气机构，净气机构用于快速去除实验腔内的异味气体，避免异味气体污染环境；

12、所述净气机构包括净化箱，所述净化箱内设有第一隔板，所述第一隔板与净化箱内壁之间形成有吸附腔和处理腔；

13、所述处理腔内安装有一对第二隔板，所述第二隔板与处理腔内壁之间形成有净化腔、流动腔和出气腔，所述净化箱上设有出气口，所述出气口与出气腔相连通，经过净化后的气体最后通过出气口排出净化箱。

14、在本发明的一个或多个实施例中，所述吸附腔内设有抽气泵，所述抽气泵吸气端设于所述实验腔内，所述抽气泵出气端上连接有第一直管，所述第一直管上安装有若干均匀分布的第一喷头，所述第一直管设于所述净化腔内，所述净化腔内设有净化液和若干净化粒子。

15、在本发明的一个或多个实施例中，一对所述第二隔板上均设有通孔，一对所述通孔相互错位，通孔用于气体的流动；

16、所述流动腔内安装有干燥棉，干燥棉用于干燥气体；

17、其中一个所述第二隔板上连接有集气罩，所述集气罩上连接有第二直管，所述第二直管上安装有若干均匀分布的第二喷头，所述第二直管设于所述出气腔内，经过干燥棉干燥后的气体被集气罩收集并进入到第二直管内，通过第二喷头向出气腔喷射。

18、在本发明的一个或多个实施例中，所述出气腔内设有第一网架和第二网架，所述第一网架上设有活性炭球，所述第二网架上设有香熏球，出气腔内的气体经过活性炭球进行再次净化，经过第二网架改变气味后通过出气口排出，进而可以改善手套箱主体附近的空气环境，保证工作人员在使用手套箱主体进行实验时的效果。

19、在本发明的一个或多个实施例中，所述底物羧酸、三苯基膦、磷酸氢二钾、四丁基碘化铵的浓度均为0.4mmol，所述异氰基乙酸乙酯的浓度为0.8mmol。

20、在本发明的一个或多个实施例中，在s3中，所述石墨棒阳极直径为6mm，且石墨棒阳极液面以下距离为10mm，所述铂片电极尺寸为10×10×0.2mm。

21、在本发明的一个或多个实施例中，在s5中，所述硅胶柱层析分离色谱法的淋洗液为乙酸乙酯或石油醚中的一种。

22、在本发明的一个或多个实施例中，在s5中，所述噁唑产物的结构式为：

23、

24、与现有技术相比，本发明的羧酸和异氰基化合物[3+2]环化合成噁唑的方法，在三苯基膦存在下，经过两次氧化使羧酸脱羟基活化提供关键的酰基氧膦物种，它可以被看做是酰基正离子的供体，与异氰基化合物的亲核性中心进行亲核取代和环加成反应，生成最终的噁唑产物，这种电化学驱动的氧化自由基-极性偶联策略将达到从羧酸一步合成噁唑的目标，并避免有毒试剂和过渡金属的使用。

技术特征：

1.羧酸和异氰基化合物[3+2]环化合成噁唑的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的羧酸和异氰基化合物[3+2]环化合成噁唑的方法，其特征在于，在s1中，所述手套箱包括手套箱主体，所述手套箱主体上安装有实验腔，所述实验腔上设有换气管，所述换气管上安装有控制阀。

3.根据权利要求2所述的羧酸和异氰基化合物[3+2]环化合成噁唑的方法，其特征在于，所述实验腔侧壁安装有净气机构，所述净气机构包括净化箱，所述净化箱内设有第一隔板，所述第一隔板与净化箱内壁之间形成有吸附腔和处理腔，所述处理腔内安装有一对第二隔板，所述第二隔板与处理腔内壁之间形成有净化腔、流动腔和出气腔，所述净化箱上设有出气口，所述出气口与出气腔相连通。

4.根据权利要求3所述的羧酸和异氰基化合物[3+2]环化合成噁唑的方法，其特征在于，所述吸附腔内设有抽气泵，所述抽气泵吸气端设于所述实验腔内，所述抽气泵出气端上连接有第一直管，所述第一直管上安装有若干均匀分布的第一喷头，所述第一直管设于所述净化腔内，所述净化腔内设有净化液和若干净化粒子。

5.根据权利要求4所述的羧酸和异氰基化合物[3+2]环化合成噁唑的方法，其特征在于，一对所述第二隔板上均设有通孔，一对所述通孔相互错位，所述流动腔内安装有干燥棉，其中一个所述第二隔板上连接有集气罩，所述集气罩上连接有第二直管，所述第二直管上安装有若干均匀分布的第二喷头，所述第二直管设于所述出气腔内。

6.根据权利要求5所述的羧酸和异氰基化合物[3+2]环化合成噁唑的方法，其特征在于，所述出气腔内设有第一网架和第二网架，所述第一网架上设有活性炭球，所述第二网架上设有香熏球。

7.根据权利要求1所述的羧酸和异氰基化合物[3+2]环化合成噁唑的方法，其特征在于，所述底物羧酸、三苯基膦、磷酸氢二钾、四丁基碘化铵的浓度均为0.4mmol，所述异氰基乙酸乙酯的浓度为0.8mmol。

8.根据权利要求1所述的羧酸和异氰基化合物[3+2]环化合成噁唑的方法，其特征在于，在s3中，所述石墨棒阳极直径为6mm，且石墨棒阳极液面以下距离为10mm，所述铂片电极尺寸为10×10×0.2mm。

9.根据权利要求1所述的羧酸和异氰基化合物[3+2]环化合成噁唑的方法，其特征在于，在s5中，所述硅胶柱层析分离色谱法的淋洗液为乙酸乙酯或石油醚中的一种。

10.根据权利要求9所述的羧酸和异氰基化合物[3+2]环化合成噁唑的方法，其特征在于，在s5中，所述噁唑产物的结构式为：

技术总结本发明属于化合物合成技术领域，具体涉及羧酸和异氰基化合物[3+2]环化合成噁唑的方法，包括以下步骤：S1、在手套箱中，将底物羧酸、三苯基膦、磷酸氢二钾、四丁基碘化铵、无水乙腈及1，4‑二氧六环，依次加入25mL三口烧瓶中进行搅拌；S2、用微量注射器向三口烧瓶中加入异氰基乙酸乙酯；S3、在三口烧瓶的两侧端口分别安装石墨棒阳极和铂片阴极。本发明在三苯基膦存在下，经过两次氧化使羧酸脱羟基活化提供关键的酰基氧膦物种，它可以被看做是酰基正离子的供体，与异氰基化合物的亲核性中心进行亲核取代和环加成反应，生成最终的噁唑产物，这种电化学驱动的氧化自由基‑极性偶联策略将达到从羧酸一步合成噁唑的目标，并避免有毒试剂和过渡金属的使用。技术研发人员：张晓,杨玉环,张文轩,尚孝飞,唐佳乐,徐小涵受保护的技术使用者：济宁学院技术研发日：技术公布日：2024/11/14