烷烃胺的N-芳基化方法技术

本发明专利技术公开了一种烷烃胺的N-芳基化方法，属于化学合成技术领域。该方法以2-吡啶酮肟化合物为添加剂，以CuI作为催化剂，在碱和溶剂的存在下，使烷烃胺与芳香化合物Ar-X反应，使烷烃胺的N芳基化。该方法能很好地促进N-芳基化反应的进行，使烷烃胺类化合物与碘代芳香化合物在水溶液中的氮芳基化反应得以在室温下进行，溴代芳香化合物的氮芳基化反应在65℃进行；同时，该2-吡啶酮肟类化合物可以促使许多含有各种官能团的化合物发生乌尔曼偶联反应，尤其是能在室温下水溶液中高效合成N-甲基苯胺及N’N-二甲基苯胺类化合物，有很宽的底物适用范围，有很好的应用前景。

Method for N- aromatization of alkane amines

The invention discloses a N- aromatization method for alkane amines, belonging to the technical field of chemical synthesis. The method uses 2- pyridine oxime compound as an additive and CuI as a catalyst to react with aromatic compound Ar-X in the presence of alkali and solvent so as to make the N of the alkyl amine aromatic. This method can effectively promote the N- arylation of the alkane amine with iodo aromatic compounds and nitrogen arylation reaction in aqueous solution can be carried out at room temperature, nitrogen arylation of brominated aromatic compounds at 65 DEG C; at the same time, the 2- pyridine ketone oxime compounds you can make many functional groups containing various compounds Ullman coupling reaction, especially in aqueous solution at room temperature for efficient synthesis of N- methyl aniline and N 'N- two methyl aniline compounds, has a broad substrate scope, has good application prospects.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化学合成
，特别是涉及一种烷烃胺的N-芳基化方法。
技术介绍
经过很长时间的发展，乌尔曼偶联反应(Ullmann)已经实现了工业化生产。但传统的乌尔曼偶联反应需要在高温，高极性溶剂的条件下进行，而且需要当量或过量的铜试剂。因此，乌尔曼反应的应用受到了很大的限制(Lindley,J.Tetrahedron1984,40,1433)。近年来使用钯催化剂((a)Yang,B.H.;Buchwald,S.L.J.Organomet.Chem.1999,576(1-2),125-146.(b)Hartwig,J.F.Angew.Chem.,Int.Ed.Engl.1998,37,2046-2067)，使该反应得以在较温和的条件下进行。但是，使用钯催化剂仍然存在着很多限制，比如含有某些特定官能团的底物很难反应，钯试剂及其共催化的配体价格昂贵等，同时，使用钯催化该反应需要在有机溶剂中进行，不利于工业化的应用。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种烷烃胺的N-芳基化方法，使用该方法能够以廉价的CuI为催化剂，并通过添加配体来促使反应在比较温和的条件下进行。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种烷烃胺的N-芳基化方法，在催化剂CuI、配体、碱和溶剂的存在下，使烷烃胺与芳香化合物Ar-X反应，使烷烃胺的N芳基化，反应通式I如下：其中：配体选自2-吡啶酮肟类化合物；<br>Ar选自：2-位R3取代的、3-位R3取代的、4-位R3取代的、3,5-位R3二取代的、或3,4,5-位R3三取代的苯，2-位R3取代的、3-位R3取代的、4-位R3取代的、或3,5-位R3二取代的含氮、氧或硫原子的芳香杂环；R3任选自：H,-NO2，-NH2，-CN，-OH，-COOH，-COOR'，乙酰基，卤素，C1-C6烷基，C1-C6烷氧基，或苯基；R’选自C1-C6烷基；X选自卤素；R1R2NH选自：R4取代的脂肪族伯胺或仲胺，R4取代的五至七元环状仲胺，R4取代的六元含氮或氧环状仲胺，R4取代的哌嗪或吗啉；R4选自：C1-C10直链或支链烷基，C3-C6环烷基，苄基，R5取代苄基，羟基取代的C1-C10直链烷基、苯基、R6取代苯基、2-取代吡啶；R5选自：C1-C6烷基，C1-C6烷氧基；R6选自：C1-C6烷基，C1-C6烷氧基。在其中一些实施例中，所述配体选自式II所示化合物：其中：R7选自：C1-C6烷基，苯基，吡啶，或与R8成六元环状烷烃；R8选自：氢或与R7成六元环状烷烃。在其中一些实施例中，所述配体选自：6,7-二氢喹啉-8(5H)-酮肟，甲基-2-吡啶基酮肟，苯基-2-吡啶基酮肟，二(2-吡啶)酮肟。在其中一些实施例中，X选自碘或溴；R1R2NH选自：R4取代的脂肪族伯胺或仲胺，R4取代的五至六元环状仲胺；R4选自：C1-C6直链或支链烷基，C1-C6环烷基，苄基，R5取代苄基。在其中一些实施例中，所述反应通式I中，CuI的用量为Ar-X用量的1mol%-25mol%，配体与CuI的摩尔比为1:1-2:1，R1R2NH与Ar-X的摩尔比为1.2:1-30:1；N-芳基化反应的温度为25-125℃。在其中一些实施例中，CuI的用量为Ar-X用量的3mol%-20mol%，配体与CuI的摩尔比为1:1-2.5:1，R1R2NH与Ar-X的摩尔比为1.5:1-30:1。在其中一些实施例中，N-芳基化反应的温度为20-110℃。在其中一些实施例中，所述碱选自：KOH，CsOH，NaOH，K2CO3，Cs2CO3，K3PO4，或Na2CO3，所述碱的用量为Ar-X用量的150mol%-1500mol%。在其中一些实施例中，所述溶剂选自：水，乙腈，C1-C4醇，二甲基亚砜，N’N-二甲基甲酰胺，N’N-二甲基乙酰胺，或N-甲基吡咯烷酮。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的烷烃胺N-芳基化方法，使用2-吡啶酮肟类化合物作为配体添加剂，能很好地促进N-芳基化反应的进行，特别是能在水溶液中反应。且该N-芳基化反应所使用的催化剂为CuI，该催化剂具有价格便宜，易得的优势；并且作为配体的2-吡啶酮肟类化合物在空气中稳定、易得，也降低了反应的难度和成本。本专利技术的烷烃胺N-芳基化方法使烷烃胺类化合物与碘代芳香化合物在水溶液中的氮芳基化反应得以在室温下进行，溴代芳香化合物的氮芳基化反应在65℃进行，与文献中报道的同类型反应相比，碘代化合物在水溶液中氮芳基化反应的温度平均可以降低约60℃，溴代化合物在水溶液中氮芳基化反应的温度平均可以降低约50℃。同时，以2-吡啶酮肟类化合物作为配体可以促使许多含有各种官能团的化合物发生乌尔曼偶联反应，尤其是能在室温下水溶液中高效合成N-甲基苯胺及N’N-二甲基苯胺类化合物，有很宽的底物适用范围，有很好的应用前景。具体实施方式通过下述具体实施例将有助于理解本专利技术，但并不限制本专利技术的内容。实施例1N-甲基-4-甲氧基苯胺的制备。在一个一端密封的反应管内，加入234mg对甲氧基碘苯(MW=234,1.0mmol)，然后加入168mgKOH(MW=56,3mmol)，16.1mg6,7-二氢喹啉-8(5H)-酮肟(即配体L)(MW=161,0.1mmol)，9.5mgCuI(MW=190,0.05mmol)，1.0ml30%甲胺水溶液（MW=31,9.6mmol），在氩气或氮气保护下，于室温（20～25℃）搅拌反应18h，用25毫升乙酸乙酯分三次萃取反应混合液，萃取液合并干燥，减压蒸馏，过硅胶柱分离(淋洗液石油醚:乙酸乙酯=8:1)，得到133mg产物N-甲基-对甲氧苯胺，产率97%。该产物N-甲基-对甲氧苯胺的表征数据为：1HNMR(CDCl3,400MHz):δ=6.81(d,J=8.4Hz,2H),6.63(d,J=8.8Hz,2H),3.75(s,3H),2.81(s,3H);13CNMR(CDCl3,75MHz):δ=152.4,143.3,114.9,113.9,55.9,31.8。实施例2N-甲基-4-甲氧基苯胺的制备。采用K2CO3420mg做碱，按照实施例1所述的方法，4-甲氧基碘苯(234mg,1.0mmol)与1.0ml30%甲胺水溶液（MW=31,9.6mmol）在室温下搅拌18h。粗产物经柱层析(20:1石油醚：乙酸乙酯)提纯，产率：47%。该产物N-甲基-对甲氧苯胺的表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烷烃胺的N-芳基化方法，其特征在于：在催化剂CuI、配体、碱和溶剂的存在下，使烷烃胺与芳香化合物Ar-X反应，使烷烃胺的N芳基化，反应通式I如下：其中：配体选自2-吡啶酮肟类化合物；Ar选自：2-位R3取代的、3-位R3取代的、4-位R3取代的、3,5-位R3二取代的、或3,4,5-位R3三取代的苯，2-位R3取代的、3-位R3取代的、4-位R3取代的、或3,5-位R3二取代的含氮、氧或硫原子的芳香杂环；R3任选自：H,-NO2，-NH2，-CN，-OH，-COOH，-COOR'，乙酰基，卤素，C1-C6烷基，C1-C6烷氧基，或苯基；R’选自C1-C6烷基；X选自卤素；R1R2NH选自：R4取代的脂肪族伯胺或仲胺，R4取代的五至七元环状仲胺，R4取代的六元含氮或氧环状仲胺，R4取代的哌嗪或吗啉；R4选自：C1-C10直链或支链烷基，C3-C6环烷基，苄基，R5取代苄基，羟基取代的C1-C10直链烷基、苯基、R6取代苯基、2-取代吡啶；R5选自：C1-C6烷基，C1-C6烷氧基；R6选自：C1-C6烷基，C1-C6烷氧基。

【技术特征摘要】
1.一种烷烃胺的N-芳基化方法，其特征在于：在催化剂CuI、配体、碱和
溶剂的存在下，使烷烃胺与芳香化合物Ar-X反应，使烷烃胺的N芳基化，反应
通式I如下：
其中：配体选自2-吡啶酮肟类化合物；
Ar选自：2-位R3取代的、3-位R3取代的、4-位R3取代的、3,5-位
R3二取代的、或3,4,5-位R3三取代的苯，2-位R3取代的、3-位R3取代的、
4-位R3取代的、或3,5-位R3二取代的含氮、氧或硫原子的芳香杂环；
R3任选自：H,-NO2，-NH2，-CN，-OH，-COOH，-COOR'，乙酰
基，卤素，C1-C6烷基，C1-C6烷氧基，或苯基；
R’选自C1-C6烷基；
X选自卤素；
R1R2NH选自：R4取代的脂肪族伯胺或仲胺，R4取代的五至七元环
状仲胺，R4取代的六元含氮或氧环状仲胺，R4取代的哌嗪或吗啉；
R4选自：C1-C10直链或支链烷基，C3-C6环烷基，苄基，R5取代苄
基，羟基取代的C1-C10直链烷基、苯基、R6取代苯基、2-取代吡啶；
R5选自：C1-C6烷基，C1-C6烷氧基；
R6选自：C1-C6烷基，C1-C6烷氧基。
2.根据权利要求1所述的烷烃胺的N-芳基化方法，其特征在于，所述配体
选自式II所示化合物：
其中：R7选自：C1-C6烷基，苯基，吡啶，或与R8成六元环状烷烃；
R8选自：氢或与R7成六元环状烷烃。
3.根据权利要求2所述的烷烃胺的N-芳基化方法，其特征在于，所述配体
选自：6,7-二氢喹啉-8(5H)-酮肟，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德平，邝代治，张复兴，
申请(专利权)人：衡阳师范学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43