无溶剂法制备二苯基羟基丙腈制造技术

本发明专利技术公开了一种在碘化亚铜催化下使用金属钐促进二苯甲酮和乙腈在无溶剂条件下偶联反应制备3,3‑二苯基‑3‑羟基丙腈的方法。搅拌下将二苯甲酮在少量乙腈中混合溶解，然后依次加入金属钐粉、催化量碘、催化量碘化亚铜粉末。反应体系在无水的条件下进行。反应温度可以为室温或回流。搅拌下直至反应完全。所得到的反应混合液经后处理得粗产物，经柱色谱分离得到3,3‑二苯基‑3‑羟基丙腈，重结晶得纯品，产率90‑99％。

Solvent free synthesis of two phenyl hydroxypropane

The invention discloses a method for preparing 3,3_diphenyl_3_hydroxypropionitrile by coupling benzophenone with acetonitrile catalyzed by cuprous iodide and promoted by metallic samarium under solvent-free conditions. Benzophenone was mixed and dissolved in a small amount of acetonitrile under stirring. Then metal samarium powder, catalytic iodine and catalytic copper iodide powder were added in turn. The reaction system was carried out under anhydrous conditions. The reaction temperature can be room temperature or reflux. Stir until the reaction is complete. The crude product was obtained by post-treatment of the reaction mixture, and 3,3_diphenyl_3_hydroxypropionitrile was separated by column chromatography. The pure product was recrystallized and the yield was 90_99%.

【技术实现步骤摘要】
无溶剂法制备二苯基羟基丙腈
本专利技术属于有机化学合成领域，具体涉及一种在无溶剂条件下用金属钐促进的制备二苯基羟基丙腈的方法。
技术介绍
二苯基羟基丙腈全称为3,3-二苯基-3-羟基丙腈，其化学结构如下：二苯基羟基丙腈因其分子结构中在1,3-位同时具有氰基、羟基官能团，常可用于合成具有多种生物活性的含氮杂环类化合物[文献1.Itami,Kenichiroetal,PCTInt.Appl.,2014122811,2014.文献2.Meng,Lingkuietal,AngewandteChemie,InternationalEdition,52(38),10048-10051；2013]；此外，二苯基羟基丙腈类化合物可以通过羟基消除反应生成二苯基丙烯腈，氰基也可以通过水解生成羧酸或还原为胺类化合物，它的这些衍生物都是用途广泛有机合成中间体。二苯基羟基丙腈类化合物的合成方法比较单一，一般比较常见的是使用二苯甲酮和乙腈通过缩合反应来制备。不过，这类合成方法往往需要用到过量的丁基锂、LDA、KOH等不易操作的试剂，且多存在反应路线冗长、反应条件苛刻、产率低下等问题[文献3.Arseniyadis,Simeonetal,OrganicReactions(Hoboken,NJ,UnitedStates),31；1984]。这些问题在大规模制备时可能引发严重的环境问题。传统化学反应及其相关的化学工业是当今世界严重污染的主要来源，污染的很大部分来自于反应过程中使用的大量的易挥发性有机溶剂，如苯、氯代烷烃、醇、酮、醚类等。针对有机溶剂的污染，寻找绿色替代方法便是重要研究内容。其中，无溶剂有机反应是目前绿色替代技术中一种重要方法。本专利技术公开了一种在少量乙腈中，碘化亚铜催化下使用金属钐促进二苯基甲酮和乙腈发生偶联反应制备二苯基羟基丙腈的方法，该方法尚未见有国内外文献报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无溶剂条件下二苯基甲酮和乙腈在简单常规的反应条件下偶联来制备二苯基羟基丙腈的简便方法。本专利技术的技术方案如下：在催化量的碘、催化量碘化亚铜存在下，使用金属钐将二苯甲酮和乙腈直接偶联为二苯基羟基丙腈，其反应通式如下式所示：具体技术方案为：搅拌下将二苯甲酮在少量乙腈中混合溶解，然后依次加入金属钐粉、碘、碘化亚铜粉末。其中，乙腈用量为二苯甲酮用量的质量比1-3倍；钐粉用量为二苯甲酮用量的摩尔比0.1-0.5倍；碘的用量为钐粉用量的摩尔比0.01-0.05倍；碘化亚铜用量为钐粉用量的摩尔比0.01-0.05倍；反应体系在无水的条件下进行。反应温度范围可以是室温到回流温度。搅拌下直至反应完全。所得到的反应混合液经后处理后，色谱柱分离得到二苯基羟基丙腈纯品，产率90-99％。本专利技术的优点和积极效果：本专利技术合成路线简单高效，只需通过一步反应即可得到二苯基羟基丙腈，操作步骤少，避免使用大量强碱，无需分离中间体，后处理过程简单，产品易于分离，极大地简化了操作要求；本专利技术反应条件易于实现，不需要苛刻条件如低温、高温、光照、压力、强酸强碱等条件，避免了生物催化、贵金属催化等特殊要求；本专利技术中所用金属钐表现出优良的反应性，使二苯甲酮与乙腈顺利偶联为二苯基羟基丙腈，相比之下金属镁、锌等其他金属在相似条件下难以实现该类转化，由于钐为稀土金属，我国的稀土资源占世界的90％以上，因此有效开发利用稀土金属对我国具有重大意义；本专利技术中直接用少量乙腈进行反应，避免了使用其他溶剂，这既使绿色化了工艺过程，并由此使反应成本进一步下降，且提高了反应体系的浓度从而增强反应效果。具体实施方式下列合成实例用来进一步说明本专利技术，但不意味着限制本专利技术。实例1向干燥的反应容器中依次加入3.6g二苯甲酮、4.1mL预先除水干燥的乙腈，搅拌溶解后，继续加入0.9g新制的金属钐粉、5mg碘和2.6mg碘化亚铜，磁力搅拌。反应在轻微回流状态下进行，反应0.5h。反应液用乙酸乙酯萃取，经后处理得二苯基羟基丙腈粗产物。然后进一步柱色谱分离并通过重结晶纯化，得到二苯基羟基丙腈，产率92％。3-羟基-3,3-二苯基丙腈,白色固体，熔点141-142℃.1HNMR(500MHz,CDCl3)δppm2.67-2.71(s,1H),3.24-3.28(s,2H),7.14-7.43(m,9H).实例2按实例1方法，使用1.5g新制的钐粉，其他条件不变，得到二苯基羟基丙腈，产率97％。实例3按实例1方法，反应温度为室温条件，其他条件不变，得到二苯基羟基丙腈，产率73％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成3,3‑二苯基‑3‑羟基丙腈的方法，其特征在于在少量碘和碘化亚铜催化下，在少量乙腈中使用金属钐促进二苯甲酮和乙腈一步偶联反应制备3,3‑二苯基‑3‑羟基丙腈，其制备过程包括如下步骤：搅拌下将二苯甲酮在乙腈中混合溶解，然后依次加入金属钐粉、碘、碘化亚铜粉末；反应体系在无水的条件下进行，搅拌下直至反应完全；所得到的反应混合液经后处理后，柱色谱分离得到3,3‑二苯基‑3‑羟基丙腈纯品。

【技术特征摘要】
1.一种合成3,3-二苯基-3-羟基丙腈的方法，其特征在于在少量碘和碘化亚铜催化下，在少量乙腈中使用金属钐促进二苯甲酮和乙腈一步偶联反应制备3,3-二苯基-3-羟基丙腈，其制备过程包括如下步骤：搅拌下将二苯甲酮在乙腈中混合溶解，然后依次加入金属钐粉、碘、碘化亚铜粉末；反应体系在无水的条件下进行，搅拌下直至反应完全；所得到的反应混合液经后处理后，柱色谱分离得到3,3-二苯基-3-羟基丙腈纯品。2.根据权利要求1所述的一种合成3,3-二苯基-3-羟基丙腈的方法，其特征在于所采用的乙腈用量为二苯甲酮用量的质量比1-3倍；钐粉用量为二苯甲酮用量的摩尔...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永军，刘晨，齐燕，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37