一种氢转移选择性还原腈类制备伯胺的方法技术

本发明专利技术公开了一种氢转移选择性还原腈类制备伯胺的方法。该方法在温和的条件下，以腈类化合物为原料，以噁唑硼烷为氢转移试剂，加入了廉价的铜、铁等金属盐或廉价易得的碘单质为添加剂，进一步促进了氢转移反应的发生，分别在不同的条件下能够选择性合成一系列对应的伯胺。反应具有高收率和高选择性。其中，噁唑硼烷是由氨基醇与硼烷的四氢呋喃络合物反应得到的。另外，此方法反应条件温和，操作简单，无需高压设备，绿色环保，原料普遍适用性强，反应所需试剂均廉价易得，还原产物仅为伯胺，选择性好，重现性强。因此，本发明专利技术为今后具有类似结构的其他高附价值化合物的工业化生产提供了一种有效的方案。

A Method of Hydrogen Transfer Selective Reduction of Nitriles to Prepare Primary Amines

The invention discloses a method for preparing primary amine by selective reduction of nitriles by hydrogen transfer. Under mild conditions, the method takes nitrile compounds as raw materials, oxazoborane as hydrogen transfer reagent, cheap copper, iron and other metal salts or cheap and readily available iodine as additives, further promotes the occurrence of hydrogen transfer reaction, and can selectively synthesize a series of corresponding primary amines under different conditions. The reaction has high yield and selectivity. Among them, oxazoborane is obtained by the reaction of amino alcohol with tetrahydrofuran complex of borane. In addition, this method has mild reaction conditions, simple operation, no need of high-pressure equipment, environmental protection, strong universal applicability of raw materials, cheap and easy reagents needed for the reaction, the reduction product is only primary amine, good selectivity and reproducibility. Therefore, the present invention provides an effective scheme for the industrialized production of other high value-added compounds with similar structures in the future.

【技术实现步骤摘要】
一种氢转移选择性还原腈类制备伯胺的方法
：本专利技术属于有机合成包括医药中间体的合成及相关化学
，涉及一种氢转移选择性还原腈类制备伯胺的方法。
技术介绍
：伯胺是合成农药、医药、染料等精细化学品的重要原料。氰基化合物还原成胺类化合物是有机合成中制备胺类常用的方法之一，但是在还原产物中通常是伯胺和仲胺的混合产物，如何选择性还原氰基制备伯胺，将是一个很大的挑战。对于氰基化合物的催化还原反应，前人己做了不少研究工作。一般采用贵金属催化剂，如铱、钯、铂和钌等，不仅价格比较昂贵，而且具有一定毒性。催化氢化法通常使用氢气作为氢源，反应的操作要求较高或者具有危险性，此外，一些催化剂合成较复杂[MukherjeeA,SrimaniD,ChakrabortyS,etal.SelectiveHydrogenationofNitrilestoPrimaryAminesCatalyzedbyaCobaltPincerComplex[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,2015,137(28):8888-8891.ChakrabortyS,LeitusG,MilsteinD.Selectivehydrogenationofnitrilestoprimaryaminescatalyzedbyanovelironcomplex[J].ChemicalCommunications,2016,52(9):1812-1815.]，故其普遍应用受到限制。因此，人们开始寻找一种廉价且结构简单的过渡金属催化剂催化的对操作要求较低的腈类氢转移还原制备胺类化合物的方法[ShaoZ,FuS,WeiM,etal.MildandSelectiveCobalt-CatalyzedChemodivergentTransferHydrogenationofNitriles[J].AngewandteChemieInternationalEdition,2016,55(47):14653-14657.]。催化转移氢化反应使用氢转移试剂作为氢源，使得该反应具有不少独特之处，一些加压反应可在常压下进行，近来受到了人们的普遍关注。本专利技术选用铜作为反应添加剂，廉价易得，用有机硼化合物作为氢转移试剂，这类氢供体有比较好的供氢能力，与腈类化合物在温和的条件下即可反应，可以选择性还原得到伯胺产物，产率高，应用范围较广。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种新型的氢转移选择性还原腈类制备伯胺的方法。该方法以廉价易得的金属盐或廉价易得的碘单质作为反应的添加剂，用简单且高活性的噁唑硼烷作为氢转移试剂，与腈类化合物进行氢转移还原反应，可以选择性还原腈类得到伯胺产物。该方法的反应原料和试剂廉价易得，反应条件温和，收率高，重现性好，应用范围广。本专利技术的具体技术方案概述如下：一种氢转移选择性还原腈类制备伯胺的方法，包括如下步骤：(1)向氨基醇中加入硼烷的四氢呋喃络合物，反应后可得到噁唑硼烷，除去有机溶剂后直接用于下一步反应；合成路线为：或者(2)向噁唑硼烷中加入腈类化合物，溶剂，添加剂；反应过程中用薄层色谱法进行跟踪来决定具体的反应时间；合成路线为：(3)反应结束后，将步骤(2)中有机溶剂旋干，用硅胶或碱性氧化铝进行纯化得到氢转移还原产物伯胺，洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶液。其中：反应温度与时间：步骤(1)反应温度为0℃～50℃，反应时间为0.5h～24h；步骤(2)反应温度为0℃～100℃，反应时间为0.5h～36h。其中：本专利技术所述腈类包括芳香腈，链状或环状结构的脂肪腈等。其中：n为0，1，2，3，4，5，6。其中：R1和R2选自氢、C1～C6烷基、羟基取代C1～C6烷基、苄基、苯基、取代的苯基、羟基、氨基的一种；R1和R2相同或不同；R3为C1～C6烷基、C1～C6烷氧基；Ar为苯基、取代苯基、萘基、杂芳基；所述取代苯基中，取代基的取代位置为邻位、间位和对位中的任意一个或两个，取代基为甲基、甲氧基、三氟甲基、氟原子、氯原子、或溴原子；所述芳杂基指的是包含一个或多个N、O、S等杂原子的芳香环，如呋喃基或吡啶基等。其中：腈类化合物在溶剂中的摩尔浓度为0.01～10mmol/mL。其中：反应溶剂为四氢呋喃、二氯甲烷、乙酸乙酯、环己烷、甲苯、1,4-二氧六环、乙醚等有机溶剂中的一种或一种以上混合。其中：添加剂为廉价的金属盐或者廉价易得的碘单质，包括氢氧化铜、三氟甲磺酸铜，醋酸铜、碘化亚铜、氯化亚铜、氯化铜、五水合硫酸铜等铜盐、四水合氯化亚铁、六水合高氯酸钴、碘化钠、碘单质等，添加剂的用量为0～50％。其中：反应中氢转移试剂为噁唑硼烷，制备方法为氨基醇(包括乙醇胺及乙醇胺类衍生物)与硼烷的四氢呋喃络合物反应生成噁唑硼烷，氨基醇与硼烷的摩尔比为1～1:4；噁唑硼烷进一步参与反应，腈类化合物与噁唑硼烷的摩尔比为1～1:5。处理及纯化方法：先将反应后的溶剂旋干，进一步用柱层析法纯化分离；柱层析可以选择碱性氧化铝或200～300目碱化过的硅胶作为固定相，展开剂一般选择石油醚和乙酸乙酯的混合体系，体积比例为1:2～20:1。本专利技术的优点是：反应条件简单、温和，只需腈类与氢转移试剂即可实现还原反应，且还原产物仅为伯胺，选择性好，产率高，氢转移试剂和添加剂均廉价易得，绿色环保，操作安全，重现性强。具体实施方式：本专利技术所运用的方法，制备出的伯胺收率高，反应条件简单、温和，原料普遍适用性好，添加剂和氢转移试剂廉价易得，扩大量反应仍然能表现出好的重现性。因此，本专利技术为今后包含此结构的其他高价值化合物的工业化生产提供了一种有效的方案。下面结合具体实施方式对本专利技术的技术方案进一步的说明和描述。在本领域内的技术人员对本专利技术所做的简单替换或改进均属于本专利技术所保护的技术方案之内。实施例1：苄胺的制备称取乙醇胺(61.08mg，1.0mmol)加入史莱克管中，在惰性气体保护下，冷却至0℃，加入硼烷的四氢呋喃络合物(1M，2.0mmol)，室温搅拌反应24h，将溶剂真空下抽干得到的噁唑硼烷直接用于下一步。在装有噁唑硼烷的史莱克管中仍然在惰性气体保护下加入苯甲腈(51.6mg，0.5mmol)，四氢呋喃(1.0mL)，碘化亚铜(1mg，0.01equiv)。室温搅拌反应24h。所得反应物用硅胶柱(石油醚/乙酸乙酯＝20:1～1:1)纯化得到苄胺(46.4mg)产率87％。苄胺1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.36–7.21(m,5H),3.84(s,2H),1.40(s,2H).13CNMR(101MHz,CDCl3)δ143.2,128.3,126.9,126.5,46.3.实施例2：苄胺的制备称取乙醇胺(61.08mg，1.0mmol)加入史莱克管中，在惰性气体保护下，冷却至0℃，加入硼烷的四氢呋喃络合物(1M，2.0mmol)，室温搅拌反应24h，将溶剂真空下抽干得到的噁唑硼烷直接用于下一步。在装有噁唑硼烷的史莱克管中仍然在惰性气体保护下加入苯甲腈(51.6mg，0.5mmol)，1,4-二氧六环(1.0mL)，碘化亚铜(1mg，0.01equiv)。室温搅拌反应24h。所得反应物用硅胶柱(石油醚/乙酸乙酯＝20:1～1:1)纯化得到苄胺(39.2mg本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢转移选择性还原腈类制备伯胺的方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)向氨基醇中加入硼烷的四氢呋喃络合物，反应后可得到噁唑硼烷，除去有机溶剂后直接用于下一步反应；合成路线为：

【技术特征摘要】
1.一种氢转移选择性还原腈类制备伯胺的方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)向氨基醇中加入硼烷的四氢呋喃络合物，反应后可得到噁唑硼烷，除去有机溶剂后直接用于下一步反应；合成路线为：(2)向噁唑硼烷中加入腈类化合物，溶剂，添加剂；反应过程中用薄层色谱法进行跟踪来决定具体的反应时间；合成路线为：(3)反应结束后，将步骤(2)中有机溶剂旋干，用硅胶或碱性氧化铝进行纯化得到氢转移还原产物伯胺，洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶液。2.如权利要求1所述的一种氢转移选择性还原腈类制备伯胺的方法，其特征在于：反应温度与时间：步骤(1)反应温度为0℃～50℃，反应时间为0.5h～24h，步骤(2)反应温度为0℃～100℃，反应时间为0.5h～36h。3.如权利要求1所述的一种氢转移选择性还原腈类制备伯胺的方法，其特征在于：本发明所述腈类包括芳香腈，链状或环状结构的脂肪腈等。4.如权利要求1所述的一种氢转移选择性还原腈类制备伯胺的方法，其特征在于：n为0，1，2，3，4，5，6。5.如权利要求1所述的一种氢转移选择性还原腈类制备伯胺的方法，其特征在于：R1和R2选自氢、C1～C6烷基、羟基取代C1～C6烷基、苄基、苯基、取代的苯基、羟基、氨基的一种；R1和R2相同或不同；R3为C1～C6烷基、C1～C6烷氧基；Ar为苯基、取代苯基、萘基、杂芳基；所述取代苯基中，取代基的取代位置为邻位、间位和对位中的任意一个或两个，取代基为甲基、甲氧基、三氟甲基、氟原子、氯原子...

【专利技术属性】
技术研发人员：周太刚，张灼华，钟远海，肖瑶，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51