烟草秸秆基固体碱催化合成喹唑啉类衍生物

周健齐，张顺鹏，潘红虎，张中华，唐芹，赵昆红，柏松

（贵州理工学院 化学工程学院，贵州 贵阳 550003）

0 引言

贵州作为中国重要的烤烟及烟叶的生产基地[1]，每年都会产生数量庞大的农业废弃物——烟草秸秆，这些废弃的秸秆通常的处置方法基本上是烧掉或者随意丢弃，这样做造成了严重的大气污染[2]，另一方面也让烟草秸秆没有得到充分的利用。由于农业废弃物是一种可再生能源和低成本材料，所以被认为是一种非常重要的制备活性炭的原材料[3]，采用烟草秸秆制备的改性活性炭固体催化剂，具有来源广泛、价格便宜等优势。所以本课题提出综合利用烟草秸秆资源来制备催化性能较高、需求量大、应用广泛的改性活性炭固体催化剂[4-7]。喹唑啉衍生物具有广泛的生物活性，如抗肿瘤、杀虫、除草、抗病毒等[8-11]，近二十年来，国外一些公司开发大量含喹唑啉结构的药物。为考察烟草秸秆基固体碱的催化效果，本课题组以烟草秸秆基固体碱为催化剂，催化合成了系列6，8-二氯-4-巯基-喹唑啉类化合物。与之前报道过的方法相比，本方法具有产率较高，催化剂可回收重复使用等优点。

图1 目标化合物的合成路线

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

SHA-C恒温振荡器；GZXGF-9023A型电热恒温鼓风干燥箱；SHZ-III循环水真空泵；管式电阻炉；JEOL-ECX500型500 MHz核磁共振仪（TMS为内标，日本电子）；标准筛；RE-2 000旋转蒸发仪；ZF-I型三用紫外分析仪；X-4型数字显微熔点测定仪（温度未校正）；HZT-A200电子天平；烟草秸秆基固体碱由废弃烟草秸秆制备；目标化合物合成方法根据文献[12]所述方法合成；其余所使用试剂均为市售分析纯。

1.2 烟草秸秆基固体碱的制备

把烟草秸秆用蒸馏水洗净、用烘箱烘干之后再用粉碎机将其粉碎，在氮气的保护下于一定的温度条件下碳化2 h，静置冷却到室温后，再经过研磨、筛选，留下粒径为50目范围以下的颗粒，然后放置于氢氧化钠饱和溶液中常温条件下浸泡活化48 h后，过滤、干燥到恒重。随后将经过活化剂浸泡并干燥过的炭化料放入燃烧舟中，放置在管式电阻炉内。在氮气的保护下，用10°C/min的速度升温到活性化温度活化4 h，活化完成后冷却至室温取出，即得烟草秸秆基固体碱，备用。

1.3 合成方法[2]

6，8-二氯-4-巯基喹唑啉（Ta～k）的合成在50 mL 三口瓶中加入0.241g （1 mmol）6，8-二氯-4-巯基-喹唑啉、1.0g烟草秸秆基固体碱、卤代烃1 mmol、乙腈5 mL加热至回流。用TLC跟踪反应进程，至原料点消失，反应结束后，减压蒸馏除去乙腈，残渣过滤水洗，最后得到的固体用无水乙醇重结晶。得到8个硫醚类喹唑啉。所有化合物均为已知化合物，其熔点、1H NMR、13C NMR数据与文献[12]报道一致。

Ta： 产率93.5%；淡 黄 色 固 体；m.p.97-99 °C[12]； IR，-V/cm-1：3067.5 （ArH）， 1 544.6，1 532.7， 1 507.2， 1 455.4；1H NMR （CDCL3）， δ：9.12（s，1H，2-quinazoline-H），7.98（d，J=2.3 Hz，1H，7-quinazoline-H），7.93（d，J=1.7 HZ，1H， 5-quinazoline-H）， 7.46 （d，J=8.45 HZ，1H，benzene-H），7.38-7.28（m，4H，benzene-H）， 4.67 （s， 2H， CH2）13C NMR （CDCL3），δ：171.2，154.3，143.9，136.3，134.3，132.7，129.5，128.6， 127.9， 124.5， 122.2， 33.5，

Tb：收率93%；黄色固体；m.p.116-118°C[12]；IR，-V/cm-1：3 042.5 （ArH）， 2 922.3（CH3）， 1 545.7， 1 528.2， 1 455.4；1H NMR（CDCL3），δ：9.09（s，1H，2-quinazoline-H），7.94（d，J=1.7 Hz， 1H， 7-quinazoline-H）， 7.86（d，J=2.3 HZ，1H，5-quinazoline-H）， 7.35 （d，J=8.45 HZ， 1H， benzene-H）， 7.15 （d，J=7.4 HZ，1H， benzene-H）， 4.57 （s， 2H， C2）13C NMR （CDCL3）， δ： 171.0， 154.3， 143.2， 137.0，134.7， 134.5， 133.1， 132.7， 129.4， 129.2，124.8，122.3，33.6，21.8.

Tc：收率91.5%；淡黄色固体；m.p.118-119 °C[12]； IR，-V/cm-1：3 063.5 （ArH）， 1 534.5，1 457.9， 1 408.4；1H NMR （CDCL3）， δ： 9.13（s，1H，2-quinazoline-H），7.99（d，J=2.25 Hz，1H，7-quinazoline-H），7.93（d，J=2.3 HZ，1H，5-quinazoline-H），7.45（d，J=7.4 HZ，1H，benzene-H），7.12（d，J=8.6 HZ，1H，benzene-H），4.63 （s， 2H， CH2）13C NMR （CDCL3）， 170.8，163.2，161.5，153.8，143.5，134.7，134.2，132.9，132.2， 130.8， 130.4， 124.7， 121.6，115.7， 115.3，33.2；19F NMR （CDCL3， 125 MZ） δ： -114.1（1F）.

Td：收率89.5%；黄色固体；m.p.119-121°C[12]； IR，-V/cm-1：3 067.5 （ArH）， 1 544.8， 1 530.1， 1 505.9， 1 457.31H NMR （CDCL3）， δ： 9.10（s，1H，2-quinazoline-H），7.97（d，J=2.25 Hz，1H，7-quinazoline-H）， 7.91 （d，J=2.3 HZ，1H，5-quinazoline-H），7.55-7.50（m，1H，benzene-H），7.28-7.20（m，1H，benzene-H），7.11-7.05（m，2H，benzene-H），4.65（s，2H，CH2）13C NMR （CDCL3）， δ：170.7，162.6，160.5，153.2， 143.3， 134.7， 132.9， 131.5， 131.5， 129.8，129.7， 124.2， 124.2，121.4， 115.8，115.7， 115.4，33.8；19F NMR（CDCL3）， δ：-116.3 （1F）.

Te：收率94.5%；淡黄色固体； m.p.112-114 °C[12]； IR，-V/cm-1：3 065.1 （ArH）， 2 978.3（CH3）， 1 530.9， 1 457.4；1H NMR （CDCL3），δ：9.15（s，1H，2-quinazoline-H），7.94（d，J=2.25 Hz，1H，7-quinazoline-H），7.90 （d，J=1.75 HZ，1H，5-quinazoline-H），7.27-7.24（m，1H，benzene-H），7.05-7.01（m，2H，benzene-H），6.86-6.82 （m，1H，benzene-H），4.61 （s，2H，CH2）， 3.83 （s， 3H， OCH3），13C NMR（CDCL3）， δ： 171.9， 159.1， 154.5， 143.1， 137.9，134.5， 132.8， 129.0，124.5， 122.6，121.3， 114.5，113.2， 55.6， 34.7.

Tf：收率95.5%；黄色固体；m.p.170-172°C[12]； IR，-V/cm-1： 3 013.5ArH）， 2 947.1（CH3）， 1 544.1， 1 528.3， 1 455.9；1H NMR（CDCL3），δ：9.04（s，1H，2-quinazoline-H），7.97（d，J=1.75 Hz，1H，7-quinazoline-H），7.91（d，J=2.3 Hz， 1H， 5-quinazoline-H）， 2.73 （s，3H， SCH3）13C NMR （CDCL3）， δ： 172.2， 154.5，154.1， 143.7， 134.7，134.5， 134.5，132.9， 125.8，121.8，13.3；

Tg：收率93.5%；黄色固体；m.p.83-85°C[12]； IR，-V/cm-1：3 059.1ArH）， 1 532.9， 1 459.7；1H NMR （CDCL3）， δ： 9.07（s， 1H， 2-quinazoline-H）， 7.97 （d，J=1.85 Hz， 1H， 7-quinazoline-H）， 7.92 （d，J=1.85 Hz，1H， 5-quinazoline-H）， 3.39 （q，J=7.45HZ， 2H，SCH2）， 1.47 （t，J=7.45 HZ， 3H，CH3）13C NMR（CDCL3）， δ： 171.0， 154.5， 143.1， 134.6， 134.2，132.6， 125.1， 122.4， 24.6， 14.7

Th：收率93.5%；黄色固体；m.p.69-71°C[12]； IR，-V/cm-1：3 057.3（ArH），1 532.7， 1 457.21H NMR （CDCL3）， δ： 9.06 （s， 1H， 2-quinazoline-H）， 7.99 （d，J=2.3 Hz， 1H， 7-quinazoline-H）， 7.98 （d，J=2.3 Hz， 1H， 5-quinazoline-H），5.98-5.95（M，1H，-CH=），5.43（d，J=10.1 HZ，2H，SCH2-C=），5.20 （d，J=12.8HZ， 2H， C=CH2）13C NMR （CDCL3）， δ：171.7，153.7， 143.8， 137.1， 134.2， 134.0， 132.6，132.1， 125.7， 121.7， 119.6， 32.8.

2 结果与讨论

2.1 两种催化剂对合成化合物Ta产率的影响

以化合物Ta的合成为模板反应，考查碳酸钾和烟草秸秆基改性活性炭为催化剂的催化效果。由表1的对照试验结果可以看出，烟草秸秆基所发挥的催化能力明显超过K2CO3，这说明烟草秸秆基拥有良好的催化能力。

表1 两种催化剂对合成Ta产率的影响

2.2 烟草秸秆基固体碱的重复利用

以合成化合物Ta为例，研究了烟草秸秆基固体碱的重复使用率。合成目标化合物后用二氯甲烷溶解体系，过滤，回收的催化剂直接用于下一次反应，重复3次，从表2中可以看出到烟草秸秆基固体碱重复使用三次，仍具有较好催化效果。

表2 烟草秸秆基固体碱的重复利用性

3 结论

本文以废弃的烟草秸秆为原料，制备了烟草秸秆基固体碱。并将烟草秸秆基固体碱用于催化剂合成了8个6，8-二氯-4-巯基-喹唑啉类化合物。实验结果表明该方法具有催化效果好，催化剂可多次重复使用等优点，为废弃烟草秸秆的利用以及该类化合物的合成提供了一条便捷、高效的方法。