一种N-(4-甲基苯基)甲酰胺及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种N

【技术实现步骤摘要】
一种N
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甲基苯基)甲酰胺及其制备方法


[0001]本专利技术涉及二氧化碳合成酰胺
，具体为一种N
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甲基苯基)甲酰胺及其制备方法。

技术介绍

[0002]二氧化碳是一种廉价、无毒、丰富和可回收的C1构件，与实验室和工业中广泛使用的危险有毒的一氧化碳相比，二氧化碳可能代表一种更方便的羰基来源。将二氧化碳转化为化学品既绿色环保，减少碳排放，同时也可以提供C1构件，有令人信服的经济或环境效益。将二氧化碳与芳胺化合物催化转化为各种有价值的功能化胺衍生物，如甲胺、胺和酰胺已成为学术和工业领域探索最广泛的二氧化碳转化之一。
[0003]酰胺结构广泛存在于各种染料、高分子化合物、药物和天然产物中，尤其在药物化学里，酰胺类药物占据着举足轻重的地位。例如可治疗细菌感染的内酰胺类药物青霉素、头孢等，用于局部麻醉的酰胺类药物利多卡因。现有的酰胺合成方法有酰氯法、缩合法等，酰氯在反应过程中有较高活泼性，有时候会和原料中的其他基团发生反应，导致反应选择性差，产物难分离；而且酰氯化试剂大部分毒性较强，使用危险性高，会对环境和使用者造成伤害。而缩合法虽然比酰氯法反应更温和高效，也一样有着缩合剂价格昂贵，副产物有毒等问题。综上所述，这些方法原子利用率低，而且会使用一些有污染和毒性的物质，成本高昂，不利于工业上应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种N
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甲基苯基)甲酰胺及其制备方法，以解决现有技术中酰氯反应选择性差，产物难分离，原子利用率低的问题，避免使用一些有污染和毒性的物质，降低成本。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种N
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甲基苯基)甲酰胺的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0006]步骤一、将锌盐与载体溶解在乙醇中得到混合物，对所述混合物加热，在空气气氛下搅拌，待所述混合物自然冷却到室温；
[0007]步骤二、将步骤一中的混合物在真空烘箱里干燥得到固体物质，并研磨成细固体粉末；
[0008]步骤三、将步骤二中的细固体粉末放入管式炉进行煅烧，得到催化剂；
[0009]步骤四、向真空条件下的Schlenk管中加入对甲苯胺、步骤三中的催化剂、氢硅烷和溶剂，再向其中通入二氧化碳进行反应，反应完毕后，得到反应液；其中，所述氢硅烷与反应物的量比为1
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3:1；
[0010]步骤五、将步骤四中的反应液离心分离，下层固体催化剂采用乙酸乙酯洗涤回收利用，上层清液导入分液漏斗中先用乙酸乙酯稀释，后用饱和食盐水和乙酸乙酯洗去溶剂，将所得有机相通过旋转蒸发仪除去有机相，最后重结晶得到所述N
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甲基苯基)甲酰胺。
[0011]进一步的，步骤一中所述锌盐与载体负载方式为湿法浸渍和焙烧，具体方式为：先在乙醇中混合，再在马弗炉中以500℃
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700℃的温度焙烧，焙烧气氛为空气、氮气、氩气中的一种或几种。
[0012]进一步的，步骤一中所述载体为炭黑、白炭黑、三聚氰胺中的一种或几种。
[0013]进一步的，步骤一中所述锌盐为乙酸锌，其负载量为1％
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20％。
[0014]进一步的，部分所述载体焙烧非均相催化剂时加入氮供体，所述氮供体包括新亚铜、联吡啶、邻菲啰啉。
[0015]进一步的，所述步骤一中所述加热温度为20℃
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100℃。
[0016]进一步的，所述步骤一中所述加热温度为30℃
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60℃。
[0017]进一步的，所述二氧化碳压力为0.1MPa
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0.5MPa。
[0018]进一步的，所述反应溶剂包括二甲醚、二甲基亚砜、乙腈、N,N
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二甲基乙酰胺、N,N
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二甲基甲酰胺、甲苯或N
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甲基吡咯烷酮中的一种。
[0019]本专利技术还提供了一种采用如前所述的N
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甲基苯基)甲酰胺的制备方法制得的N
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甲基苯基)甲酰胺的。
[0020]有益效果：与现有技术相比，本专利技术提供以对甲苯胺为原料，资源化利用二氧化碳高选择性合成N
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甲基苯基)甲酰胺的方法；使用二氧化碳作为碳源，绿色环保且有高的原子利用率；使用的催化剂不是贵金属且可回收，具备极大的经济效益；制备方法简单，一步合成，利用廉价高效的催化剂将对甲苯胺转化为N
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甲基苯基)甲酰胺，具有极高的工业应用前景。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例一制备的N
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甲基苯基)甲酰胺的1H NMR谱图；
[0022]图2为本专利技术实施例一制备的N
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甲基苯基)甲酰胺的
13
C NMR谱图。
具体实施方式
[0023]为了便于理解本专利技术，下面将参照附图对本专利技术进行更加全面的描述。本专利技术可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例。相反的，提供实施例是为了使对本专利技术公开的内容更加透彻全面。
[0024]一种N
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(4
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甲基苯基)甲酰胺的制备方法，包括以下步骤：
[0025]将乙酸锌与载体溶解在乙醇中，将混合物加热到60℃，在空气气氛下搅拌3小时，接着让反应混合物自然冷却到室温；再在真空烘箱里干燥得到固体物质，并研磨成细固体粉末。然后，将研磨的粉末放入管式炉进行煅烧，得到最终催化剂。
[0026]向真空条件下的Schlenk管中加入对甲苯胺、催化剂、硅烷和溶剂，再向其中通入二氧化碳进行反应，反应完毕后，得到反应液。
[0027]将反应液离心分离，下层固体催化剂用乙酸乙酯洗涤回收利用，上层清液导入分液漏斗中先用乙酸乙酯稀释，后用饱和食盐水和乙酸乙酯洗去溶剂，将所得有机相通过旋转蒸发仪除去有机相，得到淡黄色粘稠液体(粗产品)，后重结晶得N
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甲基苯基)甲酰胺。
[0028]本专利技术以对甲苯胺为底物，过渡金属为催化剂，二氧化碳为碳源，研究它们的催化甲酰化反应，发现能绿色环保的高效合成N
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甲基苯基)甲酰胺，其他取代芳胺也能相应
的发生甲酰化反应。
[0029]实施例1
[0030]将乙酸锌(0.026g)与炭黑(0.500g)及邻菲啰啉溶解在乙醇中，将反应混合物加热到60℃，在空气气氛下搅拌3小时，接着让反应混合物自然冷却到室温。于烘箱里干燥得到固体物质，并研磨成细固体粉末。然后，将研磨的粉末放入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种N
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甲基苯基)甲酰胺的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将锌盐与载体溶解在乙醇中得到混合物，对所述混合物加热，在空气气氛下搅拌，待所述混合物自然冷却到室温；步骤二、将步骤一中的混合物在真空烘箱里干燥得到固体物质，并研磨成细固体粉末；步骤三、将步骤二中的细固体粉末放入管式炉进行煅烧，得到催化剂；步骤四、向真空条件下的Schlenk管中加入对甲苯胺、步骤三中的催化剂、氢硅烷和溶剂，再向其中通入二氧化碳进行反应，反应完毕后，得到反应液；其中，所述氢硅烷与反应物的量比为1
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3:1；步骤五、将步骤四中的反应液离心分离，下层固体催化剂采用乙酸乙酯洗涤回收利用，上层清液导入分液漏斗中先用乙酸乙酯稀释，后用饱和食盐水和乙酸乙酯洗去溶剂，将所得有机相通过旋转蒸发仪除去有机相，最后重结晶得到所述N
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甲基苯基)甲酰胺。2.根据权利要求1所述的一种N
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甲基苯基)甲酰胺的制备方法，其特征是：步骤一中所述锌盐与载体负载方式为湿法浸渍和焙烧，具体方式为：先在乙醇中混合，再在马弗炉中以500℃
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700℃的温度焙烧，焙烧气氛为空气、氮气、氩气中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的一种N
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甲基苯基)甲酰胺的制备方法，其特征是：步骤一中所述载体为炭黑、白炭黑、三聚氰胺中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种N
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甲基苯基)甲酰胺的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭新华，王雅雅，张成燕，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：