一种可磁性回收的GO/Fe3O4-CuI催化剂及其制备方法和应用技术领域
本发明属于工业催化和有机化合物合成领域，涉及的是一种新型磁性催化剂
的应用，尤其是涉及了一种可磁性回收的GO/Fe3O4-CuI催化剂及其制备方法和该催
化剂在催化合成喹唑啉酮类化合物的应用。
背景技术
喹唑啉酮作为骨架结构广泛存在于天然产物中。如Luotonin存在于骆驼蒿中，
2-melthyl-4(3H)-quinazolinone存在于蜡状芽孢杆菌中，
2-(4-hydroxybutyl)-quinazolin-4-one存在于草本植物常山中，Bouchardatine存在于
芸香科植物中喹唑啉酮类化合物具有生物活性和药用价值，如它们可用于催眠药、
镇静药、镇痛药、镇咳药、抗炎药、抗菌药、抗肿瘤药、抗糖尿病药以及抗惊厥剂
等。此外以喹唑啉酮为骨架结构的药物已经在临床实验中用于治疗癌症。
目前合成喹唑啉酮类化合物的方法很多，其中用亚铜盐或二价铜盐作为该类化
合物合成反应的催化剂的相关报道近些年比较热门，作为均相催化剂的铜盐活性中
心性质比较单一，催化效率较高，副反应较少，并且催化反应的机理一般较为简单，
但是尽管如此，对于均相催化剂的使用和工业化推广，依然存在很多问题，其中催
化剂难回收是目前科学领域面临的一大难题。但如果将铜盐负载在催化剂载体上制
备成非均相催化剂，去催化合成喹唑啉酮类化合物，反应结束后，催化剂就较容易
与反应体系分离，实现催化剂回收再利用，符合绿色化学对化学反应的要求。
近年来关于氧化石墨烯的研究十分火热，由于氧化石墨烯具有比表面积大，
优越的导电性能以及表面含有丰富的含氧基团，如羟基，羧基，醚等，这些含氧基
团的存在为氧化石墨烯表面的改性提供了可能，目前在锂电池制备领域中经常将负
载固态二氧化钛的氧化石墨烯作为光催化剂使用，增强电流密度，在电化学方面取
得了很大的成就。基于前辈们的科研成果可以发现，氧化石墨烯的表面不仅可以负
载固态的氧化物颗粒，还能将氧化石墨烯的表面丰富的含氧基团通过配位作用，可
以对氧化石墨烯表层配位上各种具有催化活性的金属盐。如今许多的化学家更希望
能将氧化石墨烯这些特异功能发挥在有机化学合成反应中，将其改造成可回收的环
境友好型的负载型氧化石墨烯催化剂，是绿色化学发展的一个重要方向。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种催化剂易回
收再利用，且保持高效的催化性能的可磁性回收的GO/Fe3O4-CuI催化剂及其制备
方法和应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种可磁性回收的
GO/Fe3O4-CuI催化剂，其特征在于，该催化剂是CuI掺杂Fe3O4后负载在氧化石墨
烯上，其中Cu+的负载量为10wt％～11wt％。
一种可磁性回收的GO/Fe3O4-CuI催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包
括以下步骤：
(1)将氧化石墨烯粉末加入到2-吡咯烷酮，在氮气气氛下超声处理2～4h得
到混合物；
(2)加热混合物，并在机械搅拌下滴加三乙酰丙酮铁溶液，搅拌回流，反应，
得到黑色沉淀GO/Fe3O4；
(3)将黑色沉淀GO/Fe3O4磁性回收、洗涤、干燥后，得到GO/Fe3O4产品；
(4)将GO/Fe3O4产品与CuI加入无水乙醇中，在氮气气氛下磁性搅拌回流，
通过磁性回收黑色固体，再洗涤、干燥后，即得到催化剂GO/Fe3O4-CuI。
步骤(1)中所述的氧化石墨烯与2-吡咯烷酮的质量体积比为(1～2)g：300mL。
步骤(2)中所述的三乙酰丙酮铁溶液为三乙酰丙酮铁溶解在2-吡咯烷酮中的
溶液，其浓度为0.06～0.2mol/L；Fe3+与氧化石墨烯的投料比为20mmol：1g；
三乙酰丙酮铁溶液与氧化石墨烯的的反应温度为185～195℃，反应时间为
8～12h。
步骤(4)中所述的GO/Fe3O4与CuI的添加量质量比为2:1，反应温度为
75～85℃，反应时间为8～10h；
步骤(3)和步骤(4)中所述的洗涤为采用无水乙醇洗涤多次，干燥为在40～50℃
下真空干燥。
一种可磁性回收的GO/Fe3O4-CuI催化剂在合成喹唑啉酮类化合物上的应用，
其特征在于，包括以下步骤：
(a)将GO/Fe3O4-CuI、氨基酸、碳酸铯、邻卤苯甲酰胺和乙二醇/二甲亚砜，
在110～130℃下，混合搅拌回流5～7h；
(b)将反应后的混合溶液磁性回收得到黑色固体，洗涤干燥后，得到回收的
GO/Fe3O4-CuI催化剂；
(c)将步骤(b)中磁性回收后的剩余混合液用体积比1:1的乙酸乙酯和水的
萃取剂进行萃取，分离有机相用柱色谱分离得到喹唑啉酮类化合物。
步骤(a)中，所述的邻卤苯甲酰胺的结构式如下：
其中，R1选自H、F或CH3中的一种，R2为H或F；
所述的氨基酸的结构式如下：
其中，R3选自CH2CH2CH3，CH(CH3)2，CH2CH(CH3)2，CH2(Ph)或Ph中的一
种。
步骤(a)中所述的邻卤苯甲酰胺，氨基酸、碳酸铯的摩尔比为1:(2～3):(2～
3)，所述的乙二醇/二甲亚砜为体积比1:60的乙二醇与二甲亚砜的混合物，其用量
依据每1mmol邻卤苯甲酰胺的添加10～15mL；所述GO/Fe3O4-CuI的用量依据每
1mmol邻卤苯甲酰胺的添加0.0150g～0.0200g。
作为最佳条件，步骤(a)中所述的邻卤苯甲酰胺，氨基酸、碳酸铯的摩尔比为
1:3:3，乙二醇/二甲亚砜的用量依据每1mmol邻卤苯甲酰胺的添加10mL；所述
GO/Fe3O4-CuI的用量依据每1mmol邻卤苯甲酰胺的添加0.0200g。
步骤(b)中所述洗涤干燥为用无水乙醇并洗涤数次，45℃真空干燥回收。
GO/Fe3O4-CuI催化合成氨基酸与邻卤苯甲酰胺合成喹唑啉酮类化合物的反应
式为：
上述反应式中，R1选自H，F，CH3中的一种，R2选自H，F中的一种，R3
选自(CH3)2,CH2CH2CH3,CH2CH(CH3)2,CH2(Ph),Ph中的一种。
与现有技术相比，本发明催化剂GO/Fe3O4-CuI的制备简单，在GO/Fe3O4-CuI
催化合成喹唑啉酮类化合物的方法中，具有有效地催化性能，催化剂可易被永久磁
铁吸附回收，并且再利用仍保持着高效的催化性能。
附图说明
图1为本发明的实施例1中的催化剂GO/Fe3O4-CuI的红外光谱分析图(IR)；
图2为本发明的实施例1中的催化剂GO/Fe3O4-CuI的X射线衍射图(XRD)；
图3为本发明的实施例1中的催化剂GO/Fe3O4-CuI的扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
磁性GO/Fe3O4-CuI催化剂的制备
(1)将氧化石墨烯粉末1g加入300ml的2-吡咯烷酮中，在氮气气氛下超声4
小时；
(2)超声后，将步骤(1)中的混合物加热至190℃，机械搅拌下滴加入浓度为
0.1mol/L三乙酰丙酮铁的2-吡咯烷酮溶液，使Fe3+与氧化石墨烯的投料比为
20mmol：1g，搅拌回流10h；
(3)将步骤(2)中的反应后的黑色沉淀GO/Fe3O4磁性回收，用无水乙醇洗涤多
次，45℃真空干燥；
(4)将干燥的GO/Fe3O4与CuI以投料比为质量比2:1，加入无水乙醇中，在氮
气气氛下80℃磁性搅拌回流8h，黑色固体GO/Fe3O4-CuI磁性回收，用无水乙醇洗
涤数次，45℃真空干燥，得到的GO/Fe3O4-CuI催化剂用ICP-AES测试，得到Cu+
的负载量为10.1％(质量比)。
并对制得的催化剂进行检测，结果具体如下。
图1显示了上述实施例1制得的催化剂GO/Fe3O4-CuI以及单纯的氧化石墨烯
GO、GO/Fe3O4的红外光谱分析，可以看出峰值在3370cm-1,1730cm-1是COOH
中O-H,C＝O的伸缩振动.1622cm-1,1230cm-1和1056cm-1处为芳香环上C＝C,
羰基的C-O和烷氧基C-O的键振动。580cm-1处有明显的Fe-O的振动，说明Fe3O4
已经负载到氧化石墨烯上。由800cm-1到1000cm-1之间的红外吸收的变化可以判
断CuI负载到了氧化石墨上。
图2显示了上述实施例1制得的催化剂GO/Fe3O4-CuI以及单独的GO、Fe3O4、
CuI的XRD光谱，通过进行CuI负载前后氧化石墨烯上的XRD谱图的变化，可以
发现在25.4°,41.6°,49.2°出现了CuI的特征峰，可以证明CuI已经负载了GO/Fe3O4
上。
图3中，a、b分别显示了100μm和5μm下的催化剂GO/Fe3O4-CuI的扫描
电镜图，c和d分别显示了GO/Fe3O4和GO的扫描电镜图，可以看出CuI颗粒均
匀地分布在GO/Fe3O4表面，可以证明CuI已经负载了GO/Fe3O4上。
实施例2
将实施例1中制得的催化剂GO/Fe3O4-CuI催化2-碘苯甲酰胺和缬氨酸合成喹
唑啉酮类化合物，具体步骤为：
(a)将0.006gGO/Fe3O4-CuI、0.9mmol缬氨酸、0.9mmol碳酸铯、0.3mmol2-
碘苯甲酰胺和3ml乙二醇/二甲亚砜加入50ml圆底烧瓶中，乙二醇/二甲亚砜中，
乙二醇与二甲亚砜的体积比为1:60，在120℃下混合搅拌回流反应7h；
(b)将反应后的混合溶液用磁性吸附回收得到黑色固体，再洗涤干燥后，得
到回收的GO/Fe3O4-CuI催化剂；
(c)将步骤(b)中磁性回收后的剩余混合液用乙酸乙酯/水(体积比为1：1)
进行萃取，有机相用柱色谱分离得到喹唑啉酮类化合物，产物的结构式为：
产率为72％，将上述反应的催化剂GO/Fe3O4-CuI磁性回收后，再在相同的反
应条件下反应，如此，重复两次，所制得的喹唑啉酮类化合物的产率分别为73％，
70％，从催化剂循环使用的结果上可以得出，该催化剂可以实现重回收利用，减少
了催化剂的浪费和对环境的污染。
得到的反应产物经使用核磁共振仪收集该产物的氢谱和碳谱进行定分析，再使
用高分辨对该物质进行质量分析，得到以下数据：
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ11.35(s,1H),8.37–8.25(m,1H),7.86–7.69(m,
2H),7.53–7.44(m,1H),3.06(dp,J＝13.5,6.8Hz,1H),1.47(d,J＝7.0Hz,6H).13C
NMR(101MHz,DMSO-d6)δ162.40,162.03,149.35,134.72,127.44,126.42,126.13,
121.40,33.77,20.85.HRMS-ESI:m/zcalcdforC11H12N2O[M+H]+:189.0950,found
189.1019。
实施例3
将实施例1中制得的催化剂GO/Fe3O4-CuI催化2-碘苯甲酰胺和正缬氨酸合成
喹唑啉酮类化合物，具体步骤为：
(a)将0.006gGO/Fe3O4-CuI、0.9mmol正缬氨酸、0.9mmol碳酸铯、0.3mmol
2-碘苯甲酰胺和3ml乙二醇/二甲亚砜加入50ml圆底烧瓶中，乙二醇/二甲亚砜中，
乙二醇和二甲亚砜的体积比为1:60，在120℃下混合搅拌回流反应7h；
(b)将反应后的混合溶液磁性回收得到黑色固体，再洗涤干燥后，得到回收
的GO/Fe3O4-CuI催化剂；
(c)将步骤(b)中磁性回收后的剩余混合液用乙酸乙酯/水(体积比为1：1)
进行萃取，有机相用柱色谱分离得到喹唑啉酮类化合物，其结构式为：
合成的喹唑啉酮类化合物的产率为74％，得到的反应产物经使用核磁共振仪
收集该产物的氢谱和碳谱进行定分析，再使用高分辨对该物质进行质量分析，得到
以下数据：
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ12.06(s,1H),8.40–8.27(m,1H),7.84–7.78(m,
1H),7.77–7.73(m,1H),7.57–7.44(m,1H),2.82(dd,J＝16.0,8.1Hz,2H),1.96(dt,
J＝14.5,7.3Hz,2H),1.12(t,J＝7.4Hz,3H)..13CNMR(101MHz,CDCl3)δ164.33,
156.81,149.48,134.81,127.21,126.32(d,J＝10.9Hz),126.24–126.16(m),120.52,
37.76,21.04,13.96(d,J＝39.2Hz).HRMS-ESI:m/zcalcdforC11H12N2O[M+H]+:
189.0950,found189.1009。
实施例4
将实施例1中制得的催化剂GO/Fe3O4-CuI催化2-碘苯甲酰胺和亮氨酸合成喹
唑啉酮类化合物，具体步骤为：
(a)将0.006gGO/Fe3O4-CuI、0.9mmol亮氨酸、0.9mmol碳酸铯、0.3mmol2-
碘苯甲酰胺和3ml乙二醇/二甲亚砜加入50ml圆底烧瓶中，乙二醇/二甲亚砜中，
乙二醇和二甲亚砜的体积比为1:60，在120℃下混合搅拌回流反应7h；
(b)将反应后的混合溶液磁性回收得到黑色固体，再洗涤干燥后，得到回收
的GO/Fe3O4-CuI催化剂；
(c)将步骤(b)中磁性回收后的剩余混合液用乙酸乙酯/水(体积比为1：1)
进行萃取，有机相用柱色谱分离得到喹唑啉酮类化合物，其结构式为：
合成的喹唑啉酮类化合物的产率为90％，得到的反应产物经使用核磁共振仪
收集该产物的氢谱和碳谱进行定分析，再使用高分辨对该物质进行质量分析，得到
以下数据：
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ11.95(d,J＝57.7Hz,1H),8.30(d,J＝8.0Hz,1H),
7.82–7.69(m,1H),7.53–7.43(m,1H),2.68(d,J＝7.4Hz,2H),2.41–2.28(m,1H),
1.12–1.03(m,6H).13CNMR(101MHz,CDCl3)δ164.34,156.26,149.47,134.84,
127.27,126.23,120.44,44.81,29.56(d,J＝33.7Hz),28.03,22.40.HRMS-ESI:m/z
calcdforC12H14N2O[M+H]+:203.1106,found203.1166。
实施例5
将实施例1中制得的催化剂GO/Fe3O4-CuI催化2-碘苯甲酰胺和2-氨基-2-苯基
乙酸合成喹唑啉酮类化合物，具体步骤为：
(a)将0.006gGO/Fe3O4-CuI、0.9mmol2-氨基-2-苯基乙酸、0.9mmol碳酸铯、
0.3mmol2-碘苯甲酰胺和3ml乙二醇/二甲亚砜加入50ml圆底烧瓶中，乙二醇/二甲
亚砜中，乙二醇和二甲亚砜的体积比为1:60，在120℃下混合搅拌回流反应7h；
(b)将反应后的混合溶液磁性回收得到黑色固体，再洗涤干燥后，得到回收
的GO/Fe3O4-CuI催化剂；
(c)将步骤(b)中磁性回收后的剩余混合液用乙酸乙酯/水(体积比为1：1)
进行萃取，有机相用柱色谱分离得到喹唑啉酮类化合物，其结构式为：
合成的喹唑啉酮类化合物的产率为61％，得到的反应产物经使用核磁共振仪
收集该产物的氢谱和碳谱进行定分析，再使用高分辨对该物质进行质量分析，得到
以下数据：
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ11.87(s,1H),8.35(t,J＝8.3Hz,1H),8.30(dt,J＝
7.1,3.6Hz,2H),7.91–7.78(m,2H),7.67–7.57(m,3H),7.57–7.50(m,1H).13C
NMR(101MHz,DMSO-d6)δ162.69,152.77,149.21,135.08,133.18,131.86,129.07,
128.22–128.08(m),127.95–127.81(m),127.06,126.32,121.46.HRMS-ESI:m/z
calcdforC14H10N2O[M+H]+:223.0793,found223.0850。
实施例6
将实施例1中制得的催化剂GO/Fe3O4-CuI催化2-碘苯甲酰胺和苯丙氨酸合成
喹唑啉酮类化合物，具体步骤为：
(a)将0.006gGO/Fe3O4-CuI、0.9mmol苯丙氨酸、0.9mmol碳酸铯、0.3mmol
2-碘苯甲酰胺和3ml乙二醇/二甲亚砜加入50ml圆底烧瓶中，乙二醇/二甲亚砜中，
乙二醇和二甲亚砜的体积比为1:60，在120℃下混合搅拌回流反应7h；
(b)将反应后的混合溶液磁性回收得到黑色固体，再洗涤干燥后，得到回收
的GO/Fe3O4-CuI催化剂；
(c)将步骤(b)中磁性回收后的剩余混合液用乙酸乙酯/水(体积比为1：1)
进行萃取，有机相用柱色谱分离得到喹唑啉酮类化合物，其结构式为：
合成的喹唑啉酮类化合物的产率为79％，得到的反应产物经使用核磁共振仪
收集该产物的氢谱和碳谱进行定分析，再使用高分辨对该物质进行质量分析，得到
以下数据：
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ11.87(s,1H),8.35(t,J＝8.3Hz,1H),8.30(dt,J＝
7.1,3.6Hz,2H),7.91–7.78(m,2H),7.67–7.57(m,3H),7.57–7.50(m,1H).13C
NMR(101MHz,DMSO-d6)δ162.69,152.77,149.21,135.08,133.18,131.86,129.07,
128.22–128.08(m),127.95–127.81(m),127.06,126.32,121.46.HRMS-ESI:m/z
calcdforC14H10N2O[M+H]+:223.0793,found223.0850。
实施例7
将实施例1中制得的催化剂GO/Fe3O4-CuI催化4-氟-2-碘苯甲酰胺和缬氨酸合
成喹唑啉酮类化合物，具体步骤为：
(a)将0.006gGO/Fe3O4-CuI、0.9mmol缬氨酸、0.9mmol碳酸铯、0.3mmol4-
氟-2-碘苯甲酰胺和3ml乙二醇/二甲亚砜加入50ml圆底烧瓶中，乙二醇/二甲亚砜
中，乙二醇和二甲亚砜的体积比为1:60，在120℃下混合搅拌回流反应7h；
(b)将反应后的混合溶液磁性回收得到黑色固体，再洗涤干燥后，得到回收
的GO/Fe3O4-CuI催化剂；
(c)将步骤(b)中磁性回收后的剩余混合液用乙酸乙酯/水(体积比为1：1)
进行萃取，有机相用柱色谱分离得到喹唑啉酮类化合物，其结构式为：
合成的喹唑啉酮类化合物的产率为79％，得到的反应产物经使用核磁共振仪
收集该产物的氢谱和碳谱进行定分析，再使用高分辨对该物质进行质量分析，得到
以下数据：
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ11.73(s,1H),8.36(ddd,J＝15.0,11.7,7.7Hz,1H),
7.44–7.35(m,1H),7.21(tt,J＝16.8,8.4Hz,1H),3.15–3.00(m,1H),1.46(t,J＝
12.4Hz,6H).13CNMR(101MHz,CDCl3)δ165.56–165.35(m),163.52,162.20,
151.77(d,J＝13.2Hz),128.95(d,J＝10.7Hz),117.42,115.19(d,J＝23.6Hz),112.78
(d,J＝21.7Hz),34.94,29.73,20.39.HRMS-ESI:m/zcalcdforC11H11FN2O[M+H]+:
207.0855,found207.0912(同上)。
实施例8
将实施例1中制得的催化剂GO/Fe3O4-CuI催化4-氟-2-碘苯甲酰胺和亮氨酸合
成喹唑啉酮类化合物，具体步骤为：
(a)将0.006gGO/Fe3O4-CuI、0.9mmol亮氨酸、0.9mmol碳酸铯、0.3mmol4-
氟-2-碘苯甲酰胺和3ml乙二醇/二甲亚砜加入50ml圆底烧瓶中，乙二醇/二甲亚砜
中，乙二醇和二甲亚砜的体积比为1:60，在120℃下混合搅拌回流反应7h；
(b)将反应后的混合溶液磁性回收得到黑色固体，再洗涤干燥后，得到回收
的GO/Fe3O4-CuI催化剂；
(c)将步骤(b)中磁性回收后的剩余混合液用乙酸乙酯/水(体积比为1：1)
进行萃取，有机相用柱色谱分离得到喹唑啉酮类化合物，其结构式为：
合成的喹唑啉酮类化合物的产率为86％，得到的反应产物经使用核磁共振仪
收集该产物的氢谱和碳谱进行定分析，再使用高分辨对该物质进行质量分析，得到
以下数据：
1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ12.30(s,1H),8.33–8.01(m,1H),7.55–7.18
(m,1H),2.48(d,J＝7.3Hz,2H),2.18(dt,J＝13.7,6.7Hz,1H),0.93(d,J＝6.6Hz,
6H).13CNMR(101MHz,DMSO-d6)δ167.66–166.98(m),161.58,158.89,152.00–
151.02(m),129.27(d,J＝11.0Hz),119.03–117.07(m),114.98(d,J＝23.6Hz),
112.32(d,J＝21.4Hz),43.79,27.53,22.58.HRMS-ESI:m/zcalcdforC12H13FN2O[M
+H]+:221.1012,found221.1069。
实施例9
将实施例1中制得的催化剂GO/Fe3O4-CuI催化5-甲基-2-碘苯甲酰胺和缬氨酸
合成喹唑啉酮类化合物，具体步骤为：
(a)将0.006gGO/Fe3O4-CuI、0.9mmol缬氨酸、0.9mmol碳酸铯、0.3mmol5-
甲基-2-碘苯甲酰胺和3ml乙二醇/二甲亚砜加入50ml圆底烧瓶中，乙二醇/二甲亚
砜中，乙二醇和二甲亚砜的体积比为1:60，在120℃下混合搅拌回流反应7h；
(b)将反应后的混合溶液磁性回收得到黑色固体，再洗涤干燥后，得到回收
的GO/Fe3O4-CuI催化剂；
(c)将步骤(b)中磁性回收后的剩余混合液用乙酸乙酯/水(体积比为1：1)
进行萃取，有机相用柱色谱分离得到喹唑啉酮类化合物，其结构式为：
合成的喹唑啉酮类化合物的产率为40％，得到的反应产物经使用核磁共振仪
收集该产物的氢谱和碳谱进行定分析，再使用高分辨对该物质进行质量分析，得到
以下数据：
1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ12.06(s,1H),7.88(s,1H),7.60(dd,J＝8.3,1.6
Hz,1H),7.51(d,J＝8.3Hz,1H),2.87(dp,J＝13.5,6.6Hz,2H),2.16(s,3H),1.25(t,J
＝5.4Hz,6H).13CNMR(101MHz,DMSO-d6)δ162.34,161.09,147.34,135.97,
135.93,127.30,125.50,121.14,33.68,21.22,20.85.HRMS-ESI:m/zcalcdfor
C12H14N2O[M+H]+:203.1106,found203.1155。
实施例10
将实施例1中制得的催化剂GO/Fe3O4-CuI催化5-甲基-2-碘苯甲酰胺和正缬氨
酸合成喹唑啉酮类化合物，具体步骤为：
(a)将0.006gGO/Fe3O4-CuI、0.9mmol正缬氨酸、0.9mmol碳酸铯、0.3mmol
5-甲基-2-碘苯甲酰胺和3ml乙二醇/二甲亚砜加入50ml圆底烧瓶中，乙二醇/二甲
亚砜中，乙二醇和二甲亚砜的体积比为1:60，在120℃下混合搅拌回流反应7h；
(b)将反应后的混合溶液磁性回收得到黑色固体，再洗涤干燥后，得到回收
的GO/Fe3O4-CuI催化剂；
(c)将步骤(b)中磁性回收后的剩余混合液用乙酸乙酯/水(体积比为1：1)
进行萃取，有机相用柱色谱分离得到喹唑啉酮类化合物，其结构式为：
合成的喹唑啉酮类化合物的产率为53％，得到的反应产物经使用核磁共振仪
收集该产物的氢谱和碳谱进行定分析，再使用高分辨对该物质进行质量分析，得到
以下数据：
1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ12.09(s,1H),7.87(s,1H),7.59(dd,J＝8.3,1.5
Hz,1H),7.50(d,J＝8.3Hz,1H),2.55(dd,J＝17.2,9.5Hz,2H),2.42(s,3H),1.80–
1.67(m,2H),0.93(t,J＝7.4Hz,3H).13CNMR(101MHz,DMSO-d6)δ162.21,156.82,
147.42,135.97,135.89,127.13,125.50,121.00,36.75,21.21,20.66,13.97.HRMS-ESI:
m/zcalcdforC12H14N2O[M+H]+:203.1106,found203.1147。
实施例11
将实施例1中制得的催化剂GO/Fe3O4-CuI催化5-甲基-2-碘苯甲酰胺和亮氨酸
合成喹唑啉酮类化合物，具体步骤为：
(a)将0.006gGO/Fe3O4-CuI、0.9mmol亮氨酸、0.9mmol碳酸铯、0.3mmol5-
甲基-2-碘苯甲酰胺和3ml乙二醇/二甲亚砜加入50ml圆底烧瓶中，乙二醇/二甲亚
砜中，乙二醇和二甲亚砜的体积比为1:60，在120℃下混合搅拌回流反应7h；
(b)将反应后的混合溶液磁性回收得到黑色固体，再洗涤干燥后，得到回收
的GO/Fe3O4-CuI催化剂；
(c)将步骤(b)中磁性回收后的剩余混合液用乙酸乙酯/水(体积比为1：1)
进行萃取，有机相用柱色谱分离得到喹唑啉酮类化合物，其结构式为：
合成的喹唑啉酮类化合物的产率为49％，得到的反应产物经使用核磁共振仪
收集该产物的氢谱和碳谱进行定分析，再使用高分辨对该物质进行质量分析，得到
以下数据：
1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ11.64(s,1H),7.90(s,1H),7.62(dd,J＝8.4,1.7
Hz,1H),7.53(d,J＝8.2Hz,1H),2.47(dd,J＝17.6,9.8Hz,2H),2.40(s,3H),1.75–
1.66(m,1H),0.12(t,J＝7.6Hz,6H).13CNMR(101MHz,DMSO-d6)δ163.21,157.72,
148.12,136.24,135.87,128.43,126.40,121.90,38.55,22.21,21.66,14.56.HRMS-ESI:
m/zcalcdforC13H16N2O[M+H]+:217.1263,found217.1318。
实施例12
将实施例1中制得的催化剂GO/Fe3O4-CuI催化5-甲基-2-碘苯甲酰胺和2-氨基
-2-苯基乙酸合成喹唑啉酮类化合物，具体步骤为：
(a)将0.006gGO/Fe3O4-CuI、0.9mmol2-氨基-2-苯基乙酸、0.9mmol碳酸铯、
0.3mmol5-甲基-2-碘苯甲酰胺和3ml乙二醇/二甲亚砜加入50ml圆底烧瓶中，乙二
醇/二甲亚砜中，乙二醇和二甲亚砜的体积比为1:60，在120℃下混合搅拌回流反
应7h；
(b)将反应后的混合溶液磁性回收得到黑色固体，再洗涤干燥后，得到回收
的GO/Fe3O4-CuI催化剂；
(c)将步骤(b)中磁性回收后的剩余混合液用乙酸乙酯/水(体积比为1：1)
进行萃取，有机相用柱色谱分离得到喹唑啉酮类化合物，其结构式为：
合成的喹唑啉酮类化合物的产率为49％，得到的反应产物经使用核磁共振仪
收集该产物的氢谱和碳谱进行定分析，再使用高分辨对该物质进行质量分析，得到
以下数据：
1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ11.64(s,1H),7.90(s,1H),7.62(dd,J＝8.4,1.7
Hz,1H),7.53(d,J＝8.2Hz,1H),2.47(dd,J＝17.6,9.8Hz,2H),2.40(s,3H),1.75–
1.66(m,1H),0.12(t,J＝7.6Hz,6H).13CNMR(101MHz,DMSO-d6)δ163.21,157.72,
148.12,136.24,135.87,128.43,126.40,121.90,38.55,22.21,21.66,14.56.HRMS-ESI:
m/zcalcdforC13H16N2O[M+H]+:217.1263,found217.1318。
实施例13
将实施例1中制得的催化剂GO/Fe3O4-CuI催化5-氟-2-碘苯甲酰胺和缬氨酸合
成喹唑啉酮类化合物，具体步骤为：
(a)将0.006gGO/Fe3O4-CuI、0.9mmol缬氨酸、0.9mmol碳酸铯、0.3mmol5-
氟-2-碘苯甲酰胺和3ml乙二醇/二甲亚砜加入50ml圆底烧瓶中，乙二醇/二甲亚砜
中，乙二醇和二甲亚砜的体积比为1:60，在120℃下混合搅拌回流反应7h；
(b)将反应后的混合溶液磁性回收得到黑色固体，再洗涤干燥后，得到回收
的GO/Fe3O4-CuI催化剂；
(c)将步骤(b)中磁性回收后的剩余混合液用乙酸乙酯/水(体积比为1：1)
进行萃取，有机相用柱色谱分离得到喹唑啉酮类化合物，其结构式为：
合成的喹唑啉酮类化合物的产率为49％，得到的反应产物经使用核磁共振仪
收集该产物的氢谱和碳谱进行定分析，再使用高分辨对该物质进行质量分析，得到
以下数据：
1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ11.64(s,1H),7.90(s,1H),7.62(dd,J＝8.4,1.7
Hz,1H),7.53(d,J＝8.2Hz,1H),2.47(dd,J＝17.6,9.8Hz,2H),2.40(s,3H),1.75–
1.66(m,1H),0.12(t,J＝7.6Hz,6H).13CNMR(101MHz,DMSO-d6)δ163.21,157.72,
148.12,136.24,135.87,128.43,126.40,121.90,38.55,22.21,21.66,14.56.HRMS-ESI:
m/zcalcdforC13H16N2O[M+H]+:217.1263,found217.1318。
实施例14
将实施例1中制得的催化剂GO/Fe3O4-CuI催化5-氟-2-碘苯甲酰胺和亮氨酸合
成喹唑啉酮类化合物，具体步骤为：
(a)将0.006gGO/Fe3O4-CuI、0.9mmol亮氨酸、0.9mmol碳酸铯、0.3mmol5-
氟-2-碘苯甲酰胺和3ml乙二醇/二甲亚砜加入50ml圆底烧瓶中，乙二醇/二甲亚砜
中，乙二醇和二甲亚砜的体积比为1:60，在120℃下混合搅拌回流反应7h；
(b)将反应后的混合溶液磁性回收得到黑色固体，再洗涤干燥后，得到回收
的GO/Fe3O4-CuI催化剂；
(c)将步骤(b)中磁性回收后的剩余混合液用乙酸乙酯/水(体积比为1：1)
进行萃取，有机相用柱色谱分离得到喹唑啉酮类化合物，其结构式为：
合成的喹唑啉酮类化合物的产率为43％，得到的反应产物经使用核磁共振仪
收集该产物的氢谱和碳谱进行定分析，再使用高分辨对该物质进行质量分析，得到
以下数据：
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ11.77(s,1H),7.91(dd,J＝8.3,3.0Hz,1H),7.73
(dd,J＝9.0,4.8Hz,1H),7.54–7.47(m,1H),2.66(d,J＝7.4Hz,2H),2.35–2.29(m,
1H),1.07(dd,J＝6.6,3.1Hz,6H).13CNMR(101MHz,CDCl3)δ162.17–161.39(m),
155.33,136.34,129.67(d,J＝8.0Hz),127.08,125.60,123.41(d,J＝24.2Hz),111.04
(d,J＝23.3Hz),44.77(d,J＝9.9Hz),27.95,21.84(d,J＝108.4Hz).HRMS-ESI:m/z
calcdforC12H13FN2O[M+H]+:221.1012,found221.1072。
实施例15
GO/Fe3O4-CuI催化剂的制备：
(1)将氧化石墨烯粉末加入到2-吡咯烷酮，其中，氧化石墨烯与2-吡咯烷酮
的质量体积比为1g：300mL，在氮气气氛下超声处理2h得到混合物；
(2)加热混合物至185℃，并在机械搅拌下滴加浓度为0.06mol/L的三乙酰丙
酮铁溶液，使Fe3+与氧化石墨烯的摩尔质量比为20mmol：1g，搅拌回流，反应8h，
得到黑色沉淀GO/Fe3O4；
(3)将黑色沉淀GO/Fe3O4磁性回收，用无水乙醇洗涤多次、40℃真空干燥后，
得到GO/Fe3O4产品；
(4)将GO/Fe3O4产品与CuI以质量比2:1加入无水乙醇中，在氮气气氛下，
于75℃下磁性搅拌回流9h，通过磁性回收黑色固体，再用无水乙醇洗涤多次、40℃
真空干燥后，即得到催化剂GO/Fe3O4-CuI，用ICP-AES测试，得到催化剂中Cu+
的负载量为10wt％。
将上述制得的催化剂GO/Fe3O4-CuI用于催化4-氟-2-碘苯甲酰胺和亮氨酸合成
喹唑啉酮类化合物，具体步骤为：
(a)将0.015gGO/Fe3O4-CuI、2mmol亮氨酸、2mmol碳酸铯、1mmol4-氟-2-
碘苯甲酰胺和12ml乙二醇/二甲亚砜加入圆底烧瓶中，乙二醇/二甲亚砜中，乙二
醇和二甲亚砜的体积比为1:60，在110℃下混合搅拌回流反应5h；
(b)将反应后的混合溶液磁性回收得到黑色固体，再洗涤干燥后，得到回收
的GO/Fe3O4-CuI催化剂；
(c)将步骤(b)中磁性回收后的剩余混合液用乙酸乙酯/水(体积比为1：1)
进行萃取，有机相用柱色谱分离得到喹唑啉酮类化合物，其结构式为：
合成的喹唑啉酮类化合物的产率为88％。
实施例16
一种可磁性回收的GO/Fe3O4-CuI催化剂，Cu+的负载量为11wt％，其制备方法
包括以下步骤：
(1)将氧化石墨烯粉末加入到2-吡咯烷酮，其中，氧化石墨烯与2-吡咯烷酮
的质量体积比为2g：300mL，在氮气气氛下超声处理3h得到混合物；
(2)加热混合物至195℃，并在机械搅拌下滴加浓度为0.1mol/L的三乙酰丙
酮铁溶液，使Fe3+与氧化石墨烯的摩尔质量比为20mmol：1g，搅拌回流反应12h，
得到黑色沉淀GO/Fe3O4；
(3)将黑色沉淀GO/Fe3O4磁性回收，用无水乙醇洗涤多次、50℃真空干燥后，
得到GO/Fe3O4产品；
(4)将GO/Fe3O4产品与CuI以质量比2:1加入无水乙醇中，在氮气气氛下，
于85℃下磁性搅拌回流10h，通过磁性回收黑色固体，再用无水乙醇洗涤多次、50℃
真空干燥后，即得到催化剂GO/Fe3O4-CuI，用ICP-AES测试，得到催化剂中Cu+
的负载量为11wt％。
将上述制得的催化剂GO/Fe3O4-CuI用于催化4-氟-2-碘苯甲酰胺和亮氨酸合成
喹唑啉酮类化合物，具体步骤为：
(a)将0.018gGO/Fe3O4-CuI、2.5mmol亮氨酸、2.5mmol碳酸铯、1mmol4-
氟-2-碘苯甲酰胺和15ml乙二醇/二甲亚砜加入圆底烧瓶中，乙二醇/二甲亚砜中，
乙二醇和二甲亚砜的体积比为1:60，在130℃下混合搅拌回流反应6h；
(b)将反应后的混合溶液磁性回收得到黑色固体，再洗涤干燥后，得到回收
的GO/Fe3O4-CuI催化剂；
(c)将步骤(b)中磁性回收后的剩余混合液用乙酸乙酯/水(体积比为1：1)
进行萃取，有机相用柱色谱分离得到喹唑啉酮类化合物，其结构式为：
合成的喹唑啉酮类化合物的产率为90％。
实施例17
一种可磁性回收的GO/Fe3O4-CuI催化剂，Cu+的负载量为10.5wt％，其制备方
法包括以下步骤：
(1)将氧化石墨烯粉末加入到2-吡咯烷酮，其中，氧化石墨烯与2-吡咯烷酮
的添加量之比为1g：300mL，在氮气气氛下超声处理3.5h得到混合物；
(2)加热混合物至192℃，并在机械搅拌下滴加浓度为0.2mol/L的三乙酰丙
酮铁溶液，使Fe3+与氧化石墨烯的摩尔质量比为20mmol：1g，搅拌回流反应11h，
得到黑色沉淀GO/Fe3O4；
(3)将黑色沉淀GO/Fe3O4磁性回收，用无水乙醇洗涤多次、46℃真空干燥后，
得到GO/Fe3O4产品；
(4)将GO/Fe3O4产品与CuI以质量比2:1加入无水乙醇中，在氮气气氛下，
于82℃下磁性搅拌回流8.5h，通过磁性回收黑色固体，再用无水乙醇洗涤多次、
45℃真空干燥后，即得到催化剂GO/Fe3O4-CuI，用ICP-AES测试，得到催化剂中
Cu+的负载量为10.5wt％。
将上述制得的催化剂GO/Fe3O4-CuI用于催化4-氟-2-碘苯甲酰胺和亮氨酸合成
喹唑啉酮类化合物，具体步骤为：
(a)将0.02gGO/Fe3O4-CuI、2.7mmol亮氨酸、3mmol碳酸铯、1mmol4-氟
-2-碘苯甲酰胺和11ml乙二醇/二甲亚砜加入圆底烧瓶中，乙二醇/二甲亚砜中，乙
二醇和二甲亚砜的体积比为1:60，在122℃下混合搅拌回流反应6h；
(b)将反应后的混合溶液磁性回收得到黑色固体，再洗涤干燥后，得到回收
的GO/Fe3O4-CuI催化剂；
(c)将步骤(b)中磁性回收后的剩余混合液用乙酸乙酯/水(体积比为1：1)
进行萃取，有机相用柱色谱分离得到喹唑啉酮类化合物，其结构式为：
合成的喹唑啉酮类化合物的产率为87％。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发
明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此
说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限
于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改
进和修改都应该在本发明的保护范围之内。