本发明专利技术一种由果糖制备2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物的方法属化学合成领域。以果糖为起始反应物，有加氢功能的金属配合物为催化剂，一锅两步法与胺反应合成2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物。所述一锅两步法为：第一步，果糖在酸催化下转化为5-羟甲基糠醛；第二步，由5-羟甲基糠醛与胺反应制备2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物。本发明专利技术的有益效果为：以碳水化合物果糖为反应起始物，原料来源丰富、无毒性；钌配合物为催化剂，氢气为还原剂，还原剂成本低；一锅两步法操作简单，无需分离中间产物，降低分离成本和能耗。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属化学合成领域，具体涉及一种由果糖制备2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物的方法。
技术介绍
随着化石资源消耗的增长及储量的日益枯竭，可再生资源的开发利用备受关注。生物质是一类储量大、分布广、成本低的可再生资源，以生物质为原料生产化学品将在一定程度上缓解社会发展对化石资源的严重依赖(Chem.Rev.2007,107,2411–2502)。木质纤维素是生物质主要成分，由纤维素(35～50％)、半纤维素(20～35％)和木质素(10～25％)组成。与结构复杂、性质稳定的木质素相比，纤维素、半纤维素易于水解产生葡萄糖为主的碳水化合物。5-羟甲基糠醛(5-HMF)是近年来备受关注的化学品之一，可由葡萄糖或果糖经脱水反应制得(Science2006,312,1933–1937；Science2007,316,1597–1600)。以5-HMF为平台化合物，经氧化、还原、缩合等反应可制备多种更具附加值的化工产品(Chem.Rev.2011,111,397–417)。2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物通常具有生物活性，其做为药物分子的研究一直受到人们广泛关注，如做为抗组胺(USPat.19814279911)、谷氨酸调节(WOPat.2008145616)、甘氨酸拮抗剂(WOPat.2008065500)、毒蕈碱兴奋剂(J.Med.Chem.1994,37,4278–4287)、稻瘟病菌抑制剂(中国药物化学杂志，2007年第3期，129–134)、钙通道阻滞剂等使用(USPat.19885017586)。因此，2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物合成研究具有重要意义(图9)。2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物可由呋喃、甲醛、胺的曼尼希反应制备(J.Chem.Soc.1958,4728–4731)。曼尼希反应使用的呋喃类化合物由生物质基化学品5-HMF或糠醛(furfural)转化得到，同时伯胺反应活性低。而还原胺化反应直接以生物质基化学品5-HMF为原料，缩短了合成路线，同曼尼希反应相比，更具有发展前景，符合绿色化学要求(图10)。仲胺与5-HMF及其衍生物的还原胺化反应需要使用Na(OAc)3BH(WOPat.2007142584；Bioorg.Med.Chem.2012,20,5893–5900)做为还原剂；伯胺与5-HMF及其衍生物反应通过两步反应实现(Eur.J.Med.Chem.2012,55,243–254)：酸催化醛、胺缩合制席夫碱；NaBH4还原席夫碱。Stevens等人(GreenChem.2010,12,1201–1206)报道了一锅两步法、NaBH4做为还原剂，5-HMF与伯胺的还原胺化反应。该反应无需使用催化剂，溶剂为水和醇，但需要微波加热、芳胺反应活性低、使用过量NaBH4为还原剂等因素限制了该方法的广泛应用。综上，直接以果糖为原料制备2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物的研究未见报道。
技术实现思路
本专利技术目的是针对现有的2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物合成方法存在的问题，以果糖为起始反应物，钌配合物为催化剂，一锅两步法合成2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物。本专利技术一种合成2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物的方法，以果糖为起始反应物，有加氢功能的金属配合物为催化剂，一锅两步法与胺反应合成2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物。所述一锅两步法为：第一步，果糖在酸催化下转化为5-羟甲基糠醛；第二步，由5-羟甲基糠醛与胺反应制备2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物，具体为：称取果糖，酸溶于溶剂，进行果糖脱水制备5-羟甲基糠醛，反应温度为100～150℃，反应时间0.5～7h；然后称量胺底物、金属催化剂，以氢气为还原剂，进行还原胺化反应，氢气压力为0.5-5.0Mpa，反应温度为30-150℃，反应时间为0.5-36h，制得2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物；所述果糖浓度为50-500gL-1，酸与果糖物质的量的比为0.01-0.20，胺底物与果糖的物质的量的比为0.5-2.0，金属催化剂与果糖物质的量的比为0.001-0.01。所述胺底物为伯胺或仲胺。所述伯胺结构式为：其中R1＝邻位，间位和对位的取代基，包含H、F、Cl、Br、Me、OMe、OH、COMe、CN、NO2、CO2Me、CO2Et或NH2。所述仲胺结构式为：其中,R2＝邻位，间位和对位的取代基，H、F、Cl、Br、Me、OMe、OH、COMe、CN、NO2、CO2Me、CO2Et或NH2；R3＝Me、Et、n-Pr、i-Pr或n-Bu；X＝CH2、O、NH或NR3；N＝0～10,m＝0～10。所述金属配合物为钌配合物,其配体为联吡啶型双齿配体、邻菲啰啉型双齿配体或芳烃类配体。所述金属钌配合物结构式为：所合成2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物的结构式为：其中,R1＝邻位，间位和对位的取代基，H、F、Cl、Br、Me、OMe、OH、COMe、CN、NO2、CO2Me、CO2Et或NH2。R2＝Me、Et、n-Pr、i-Pr或n-Bu；X＝CH2、O、NH或NR3；N＝0～10,m＝0～10。所述溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、水、苯、甲苯、二氯甲烷、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、四氢呋喃、乙腈或氯仿。所述酸为盐酸、硫酸、甲酸、乙酸、三氟甲磺酸或三氟乙酸。本专利技术的有益效果为：以碳水化合物果糖为反应起始物，原料来源丰富、无毒性；钌配合物为催化剂，氢气为还原剂，还原剂成本低；一锅两步法操作简单，无需分离中间产物，降低分离成本和能耗。附图说明图1(5-((phenylamino)methyl)furan-2-yl)methanol的1HNMR谱图；图2(5-((phenylamino)methyl)furan-2-yl)methanol的13CNMR谱图；图3(5-(morpholinomethyl)furan-2-yl)methanol的1HNMR谱图；图4(5-(morpholinomethyl)furan-2-yl)methanol的13CNMR谱图；图5(5-(((4-methoxyphenyl)amino)methyl)furan-2-yl)methanol的1HNMR谱图；图6(5-(((4-methoxyphenyl)amino)methyl)furan-2-yl)methanol的13CNMR谱图；图7(5-((benzyl(methyl)amino)methyl)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种由果糖制备2‑羟甲基‑5‑胺甲基呋喃类化合物的方法，其特征在于：以果糖为起始反应物，有加氢功能的金属配合物为催化剂，一锅两步法与胺反应合成2‑羟甲基‑5‑胺甲基呋喃类化合物。
【技术特征摘要】
1.一种由果糖制备2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物的方法，其特征在于：以果
糖为起始反应物，有加氢功能的金属配合物为催化剂，一锅两步法与胺反应合
成2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物。
2.按照权利要求1所述的由果糖制备2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物的方法，
其特征在于：所述一锅两步法为：第一步，果糖在酸催化下转化为5-羟甲基糠
醛；第二步，由5-羟甲基糠醛与胺反应制备2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物，
具体为：
称取果糖，酸溶于溶剂，进行果糖脱水制备5-羟甲基糠醛，反应温度为
100～150℃，反应时间0.5～7h；然后称量胺底物、金属配合物催化剂，以氢气为
还原剂，进行还原胺化反应；氢气压力为0.5-5.0Mpa，反应温度为30-150℃，
反应时间为0.5-36h；制得2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物；
所述果糖浓度为50-500gL-1，酸与果糖物质的量的比为0.01-0.20，胺底物
与果糖的物质的量的比为0.5-2.0，金属催化剂与果糖物质的量的比为
0.001-0.01。
3.按照权利要求2所述的由果糖制备2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物的方法，
其特征在于所述胺底物为伯胺或仲胺。
4.按照权利要求3所述的由果糖制备2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物的方法，
其特征在于，所述伯胺结构式为：
其中R1＝邻位，间位和对位的取代基，包含H、F、Cl、Br、Me、OMe、OH、COMe、
CN、NO2、CO2Me、CO2Et或NH2。
5.按照权利要求3所述的由果糖制备2-羟甲基-5-胺甲基呋喃类化合物的新方法，
其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：张宗超，许占威，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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