一种铜（II）催化芳基甲基酮氧化酰胺化合成脒类化合物的方法技术

本发明专利技术公开了一种铜(II)催化芳基甲基酮氧化酰胺化合成脒类化合物的方法。该方法是在含氧气氛中，以及有机羧酸盐/DMSO混合体系中；芳基甲基酮与芳基伯胺在二价铜盐催化下反应，或者，芳基甲基酮与芳基伯胺和仲胺在二价铜盐催化下反应；得到脒类化合物。该方法以芳基甲基酮与胺类化合物为原料一步反应生成脒类化合物，具有步骤简单、低成本等特点，有利于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种铜(II)催化芳基甲基酮氧化酰胺化合成脒类化合物的方法
本专利技术涉及一种脒类化合物的合成方法，特别涉及一种以芳基甲基酮与胺类化合物为原料在铜(II)催化下一步反应生成脒类化合物的方法，属于有机中间体合成领域。
技术介绍
脒是同一碳原子上同时连接有氨基和亚氨基的结构，主要包括环脒或非环脒两类。脒是许多天然产物和生物活性分子中的重要结构基团，包含脒结构的化合物在不同领域中具有广泛应用，如药物化学、合成中间体、催化剂设计、材料科学、超分子化学和配位化学等等。现有技术中合成含脒结构化合物的方法，原始的方法是以亚胺氯与氨缩合得到，该方法对基团修饰困难，且亚胺氯原料成本高，反应不易控制，该方法逐渐淘汰。目前，含脒结构化合物的方法主要是以异腈和有机叠氮化合物作为原料，在过渡金属催化作用下进行酰胺化反应，可以得到含咪唑结构的化合物，该方法被认为是现有构建环状脒和无环脒重要途径。最近有报道通过C-H键与胺直接通过脱氢偶联脒化，C-H主要包括sp2杂化的C-H或sp3杂化的C-H键。Jiao团队已经开发芳基乙醛和芳基胺(反应1)的铜催化氧化脱氢偶联，主要是伯胺与芳基乙醛进行缩合反应后，余下的sp2杂化的C-H进行脱氢与胺进行偶联反应(Zhang,C.；Zhang,L.；Jiao,N.Adv.Synth.Catal.2012,354,1293-1300.)。艾哈迈德和休姆报道了采用苯基乙醛酮与伯胺及仲胺(反应2)在不使用金属催化剂的作用下先进行缩合，再进行sp2杂化的C-H脱氢与胺偶联，得到含脒结构化合物(A.Kumar,N.Battini,R.R.Kumar,S.Athimoolam,Q.N.Ahmed,Eur.J.Org.Chem.2016,3344-3348.)(G.Martinez-Ariza,N.McConnell,C.Hulme,Org.Lett.2016,18,1864-1867.)。最近，Huang团队报道了α-氨基羰基化合物的次级SP3-H在铜催化下与胺进行氧化交叉偶联，也可以得到α氧代乙脒(反应3)(X.-X.Liu,Z.-Y.Wu,Y.-Q.He,X.-Q.Zhou,T.Hu,C.-W.Ma,G.-S.Huang,Adv.Synth.Catal.2016,358,2385-2391.)。这些报道主要以芳基醛类为原料，其成本高，稳定性差，不利于大规模生产。而芳基甲基酮稳定性好，成本较低，但是到目前为止，并未见到芳基甲基酮的三个SP3-H与胺一步反应直接脒化的相关报道。反应1：反应2：反应3：
技术实现思路
针对现有技术中芳基甲基酮难以直接与胺反应获得脒类结构化合物的缺陷，本专利技术的目的是在于提供一种以芳基甲基酮与胺类化合物为原料在铜(II)催化下一步氧化和酰胺化反应生成脒类化合物的方法，该方法步骤简单、低成本，有利于工业化生产。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种铜(II)催化芳基甲基酮氧化酰胺化合成脒类化合物的方法，在含氧气氛中，以及有机羧酸盐/DMSO混合体系中；芳基甲基酮与芳基伯胺在二价铜盐催化下反应，或者，芳基甲基酮与芳基伯胺和仲胺在二价铜盐催化下反应；得到脒类化合物。优选的方案，所述芳基甲基酮具有式1结构：其中，Ar选自苯基、含取代基的苯基、萘基或含取代基的萘基。优选的含取代基的苯基为烷基苯基、烷氧基苯基、卤代苯基、三氟甲基苯基或烷氧酰基苯基。含取代基的苯基更优选为2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、4-叔丁基苯基、4-氟苯基、4-氯苯基、4-溴苯基、4-碘苯基、3-氯苯基、3-溴苯基、4-甲氧基苯基、4-三氟甲基苯基或4-甲氧酰基苯基。所述含取代基的萘基为烷基萘基、烷氧基萘基或卤代萘基。优选的方案，所述芳基伯胺具有式2结构：其中，R和R1独立选自氢、烷基、烷氧基、卤代基、三氟甲基或烷氧酰基。所述芳基伯胺包含的芳基为苯基或含间位或对位取代基的苯基，如4-甲基苯基、4-异丙基苯基、3-甲氧基苯基、4-氟苯基、4-氯苯基、4-溴苯基、4-碘苯基、3-氯苯基、3-溴苯基或3-碘苯基。优选的方案，所述仲胺具有式3结构：其中，R2为C4～C8的烷烃链或含杂原子烷烃链。更优选的仲胺为环戊亚胺、环丁亚胺或1-氮-4-氧六环。优选的方案，所述脒类化合物具有式4或式5结构：其中，Ar选自苯基、含取代基的苯基、萘基或含取代基的萘基；R和R1独立选自氢、烷基、烷氧基、卤代基、三氟甲基或烷氧酰基；R2为C4～C8的烷烃链或含杂原子烷烃链。较优选的方案，所述含取代基的苯基为烷基苯基、烷氧基苯基、卤代苯基、三氟甲基苯基或烷氧酰基苯基。较优选的方案，所述含取代基的萘基为烷基萘基、烷氧基萘基或卤代萘基。优选的方案，所述有机羧酸盐为醋酸盐和/或苯甲酸盐。较优选的有机羧酸盐为苯甲酸盐；最优选为苯甲酸钠。优选的方案，所述二价铜盐为氯化铜和/或溴化铜；较优选为氯化铜。优选的方案，所述反应的条件为：温度为70～100℃，时间为10～30h，氧气分压1atm以上。较优选的反应条件为：温度为80～90℃，时间为20～30h，氧气分压1atm以上。本专利技术的技术方案中芳基甲基酮与芳基伯胺反应时，两者的理论反应摩尔比为1:2，实际反应过程中芳基伯胺稍微过量，一般反应摩尔比为1:2～2.5；最佳为1:2.2。二价铜盐催化剂的加入量为芳基甲基酮摩尔量的5～30％；最佳为芳基甲基酮摩尔量的20％。醋酸盐的用量一般为芳基甲基酮摩尔量的0.2～1倍，一般用量为芳基甲基酮摩尔量的0.5倍。本专利技术的技术方案中芳基甲基酮与芳基伯胺和仲胺反应时，三者者的理论反应摩尔比为1:1:1，实际反应过程中芳基伯胺和仲胺稍微过量，一般反应摩尔比为1:1～1.2:1～1.2；最佳为1:1.1:1.1。二价铜盐催化剂的加入量为芳基甲基酮摩尔量的5～30％；最佳为芳基甲基酮摩尔量的20％。醋酸盐的用量一般为芳基甲基酮摩尔量的0.2～1倍，最佳用量为芳基甲基酮摩尔量的0.5倍。相对现有技术，本专利技术的技术方案带来的有益技术效果：1)本专利技术首次将芳基甲基酮的三个SP3-H成功直接脒化，填补了现有技术中的空白。2)本专利技术以芳基甲基酮为原料相对现有的芳基醛类原料具有成本低、稳定性好的优点。3)本专利技术的脒类化合物收率高，根据引入基团的不同，最高收率可达91％。4)本专利技术的合成方法步骤简单，通过一锅反应实现，反应条件温和，有利于工业化生产。5)本专利技术的合成方法具有普适性，有利于引入不同的功能基团，可以根据需要设计不同的有机中间体。附图说明【图1】为实施例1制备的咪唑类化合物的核磁氢谱图；【图2】为实施例1制备的咪唑类化合物的核磁碳谱图；【图3】为实施例2制备的咪唑类化合物的核磁氢谱图；【图4】为实施例2制备的咪唑类化合物的核磁碳谱图。具体实施方式以下实施例旨在进一步说明本
技术实现思路
，而不是限制本专利技术权利要求的保护范围。以下实施例中涉及的底物原料，以及溶剂等均为市售商业产品(分析纯试剂)，并且没有进一步纯化。产品分离采用色谱法，色谱柱硅胶(300-400目)。1HNMR(400MHz/500MHz)，13CNMR(100MHz)，以DMSO为溶剂，以TMS为内标。多重性定义如下：s(单峰)；d(二重峰)；t(三重峰)；q(四重峰)和m(多重峰)。偶合常数J(赫兹)。实施例1～19本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜(II)催化芳基甲基酮氧化酰胺化合成脒类化合物的方法，其特征在于：在含氧气氛中，以及有机羧酸盐/DMSO混合体系中；芳基甲基酮与芳基伯胺在二价铜盐催化下反应，或者，芳基甲基酮与芳基伯胺和仲胺在二价铜盐催化下反应；得到脒类化合物。

【技术特征摘要】
1.一种铜(II)催化芳基甲基酮氧化酰胺化合成脒类化合物的方法，其特征在于：在含氧气氛中，以及有机羧酸盐/DMSO混合体系中；芳基甲基酮与芳基伯胺在二价铜盐催化下反应，或者，芳基甲基酮与芳基伯胺和仲胺在二价铜盐催化下反应；得到脒类化合物。2.根据权利要求1所述的一种铜(II)催化芳基甲基酮氧化酰胺化合成脒类化合物的方法，其特征在于：所述芳基甲基酮具有式1结构：所述芳基伯胺具有式2结构：所述仲胺具有式3结构：其中，Ar选自苯基、含取代基的苯基、萘基或含取代基的萘基；R和R1独立选自氢、烷基、烷氧基、卤代基、三氟甲基或烷氧酰基；R2为C4～C8的烷烃链或含杂原子烷烃链。3.根据权利要求2所述的一种铜(II)催化芳基甲基酮氧化酰胺化合成脒类化合物的方法，其特征在于：所述含取代基的苯基为烷基苯基、烷氧基苯基、卤代苯基、三氟甲基苯基或烷氧酰基苯基；所述含取代基的萘基为烷基萘基、烷氧基萘基或卤代萘基。4.根据权利要求1所述的一种铜(II)催化芳基甲基酮氧化酰胺化合成脒类化合物的方法，其特征在于：所述脒类化合物具有式4或式5结构：其中，Ar选自苯基、含取代基的苯基、萘基或含取代基的萘基；R和R1独立选自氢、烷基、烷氧基、卤代...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘强，谢典科，郭欣，郭灿城，
申请(专利权)人：沅江华龙催化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43