本发明专利技术公开了一种氯代吡啶在无配体钯催化下制备氰基吡啶的方法，该方法是在有机溶剂中，以氯代吡啶和亚铁氰化钾为原料，以碳酸钾－醋酸钯为催化剂，在惰性气体保护下，在４０～２００℃反应２－２０小时后制备得到氰基吡啶。本发明专利技术的氯代吡啶在无配体钯催化下制备氰基吡啶的方法采用方便易得的亚铁氰化钾作为氰根的来源，避免使用了剧毒的氰化物，例如氰化钠，氰化钾等，减少废酸危害、操作危险和降低后处理负担，同时无需加入价格昂贵的膦配体。操作简单，适合规模化制备氰基吡啶类化合物。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化工领域，具体涉及。
技术介绍
芳腈是一种重要的中间体被用于制药，农业(除草剂，杀虫剂)，皮革，染料。例如， 默克索引13版中列出了22种含有该官能团的化合物。传统的制备芳腈的方法是罗森蒙德 -冯劳布恩反应，即溴代芳烃或碘代芳烃和氰化亚铜反应， 一般需要较高的温度，后处理也 很复杂。如Chem. Rev. 1948,42,189以及J. Org. Chem. 1961,26,2522. 1973年，Takagi首次 专利技术了金属催化的芳烃的氰化反应。(Chem Letters 1973,5,471 )该方法是以氰化钾和2mol% 的Pd(CN)2与溴代芳烃在高于140'C反应，转化率在64%到91%。此后，由于基于钯催化 的氰化反应有诸如官能团的高耐受性，对空气稳定以及高催化活性等优点而受到越来越多 的关注。这些反应一般用到的典型的氰化试剂有氰化钠，氰化钾，三甲基硅氰或氰化亚铜， 它们在反应中作为亲核试剂高度溶解，通过氧化插入形成了不能反应的氰化钯而阻碍了催 化的循环。为了摆脱这种限制，需要加入诸如醋酸锌，二胺，锌粉或三甲基氯化锡等添加 剂以增加反应转化率。也有通过限定氰根的量来控制CN的浓度，如加入不易溶的氰化试 剂氰化锌或亚铁氰化钾。Beller等研究了亚铁氰化钾作为氰源的优势(Chem. Commun. 2004,1388; J. Organoment. Chem. 2004,4576)，六个氰基都可以参与反应，而且该试剂价廉，易处理，无毒，可以代 替那些剧毒的氰化试剂。但是还需要加入膦配体提高催化活性和提供温和的反应条件。但 膦配体通常对空气或湿度敏感，而且比钯贵很多，在反应后处理中很难除去。由于溴代芳烃和碘代芳烃的活性较高，是被用于氰化研究的主要对象。而对于氯代芳 烃的氰化，往往需要更高活性的催化剂或必须加入适合的配体。Tetra. Lett. 2000,41,3271选 用双(二苯基膦)二茂铁(dppf)作为膦配体，并加入锌粉和氰化锌，而Tetra. Lett. 2007,48,10873选用的是带有两个金刚垸基的膦配体，Org. Lett. 2007,9,1711采用了三氟乙酸钯和带有联 萘基的配体，Synlett,2007,543合成了特殊的催化剂，其催化剂是包括钯，二茂铁和带有三 个环己烷基的膦配体的组合。对于氯代吡啶的氰化研究， 一般是通过甲基吡啶的氨氧化法将甲基转化为氰基，此种 方法受限于甲基吡啶的来源，同时氨氧化法需要高温高压和特殊设备。而通过氯代吡啶的 氰化引用氰基，可以得到种类更多的氰基吡啶类化合物。本专利技术所要解决的技术问题是提供一种氯代吡啶在无配体钯催化下制备氰基吡啶的 方法，该方法是一种温和、绿色、高效的氯代吡啶的氰化方法。 氰基吡啶是具有如下结构式的化合物本专利技术是通过以下方式实施的，该方法是在有机溶剂中，以氯 代吡啶和亚铁氰化钾为原料，以碳酸钾-醋酸钯为催化剂，在惰性气体保护下，在40~200 'C下，反应2-20小时后制备得到氰基吡啶。本专利技术中，氯代吡啶、亚铁氰化钾、碳酸钾和醋酸钯的用量摩尔比为1: O.l-l: 0.1~1: 0.001-0.01.，优选l: 0.2.. 0.2: 0.005。本专利技术所述的氯代吡啶为取代基为甲基，甲氧基，硝基或氨基的氯代吡啶。其中，所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、二甲基 砜、四氢呋喃、1，4-二氧六环、N-甲基吡咯烷酮或环丁砜。其中，所述的亚铁氰化钾为亚铁氰化钾或三水合亚铁氰化钾。 其中，所述的惰性气体为氮气或氩气。其中，反应温度为40-200'C，优选50 160'C,进一步优选60-120°C。
技术实现思路
N ( R = CH3,OCH3，N02,NH2 )本专利技术的制备方法可以用下述典型的反应式来表示:同类型反应都需要加入膦配体，而且膦配体并不能有效回收，增加了成本，不适用于 大规模生产，本专利技术在不需要加入膦配体的情况下，可以达到较高的收率。与现有技术比较本专利技术的有益效果本专利技术的氯代吡啶在无配体钯催化下制备氰基吡 啶的方法采用方便易得的亚铁氰化钾作为氰根的来源，避免使用了剧毒的氰化物，例如氰 化钠，氰化钾等，减少废酸危害、操作危险和降低后处理负担，同时在原料为氯代吡啶的 范围内，不使用价格昂贵的膦配体进行反应，收率和转化率高，大大降低成本和后处理过 程，操作简单，适合规模化制备氰基吡啶类化合物。具体实施例方式根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。然而，本领域的技术人员容易理解，实施 例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制 权利要求书所详细描述的本专利技术。 实施例l:三水合亚铁氰化钾(557 mg， 1.32mmoD， 3-氯吡啶(678 mg， 6mmo1)，碳酸钾(828 mg， 6mmo1)，醋酸钯(20mg， 0.03 mmol)溶于100mLN，N-二甲基乙酰胺中，氮气保护。 加热到12(TC,维持3小时。反应结束后，温度回到室温，用100mL乙酸乙酯稀释反应液。 过滤，滤液分别用80 mL水和5n/。的氨水各洗涤两次。有机相用无水硫酸镁干燥。旋转蒸 发除去易挥发物质，得到产物3-氰基吡啶524mg，收率84%。 3-氯吡啶的转化率是90%。 实施例2:亚铁氰化钾(736 mg， 2mmo1)， 2-氯-3-甲基吡啶(1276mg， lOmmol)，碳酸钾(276 mg， 2mmo1)，醋酸钯(33.5 mg， 0.05 mmol)溶于200 mL 1,4-二氧六环中，氩气保护。 加热到IO(TC，维持1小时。反应结束后，温度回到室温，用200mL三氯甲烷稀释反应液。 过滤，滤液分别用150mL水和5。/。的氨水各洗涤两次。有机相用硫酸钠干燥。旋转蒸发除 去易挥发物质，得到产物2-氰基-3-甲基吡啶932 mg，收率79%。 2-氯-3-甲基吡啶的转化 率是95%。 实施例3:亚铁氰化钾(3680mg， lOmmol)， 2-氯-3，5-二甲基吡啶(1416mg， lOmmol)，碳酸 钾(1380 mg， lOmmol)，醋酸钯(67.4 mg， 0.1 mmol)溶于300 mL 二甲基亚砜中，氮 气保护。加热到135'C,维持4小时。反应结束后，温度回到室温，用300mL乙酸乙酯稀 释反应液。过滤，滤液分别用200mL水和5。/。的氨水各洗涤两次。有机相用无水硫酸镁干燥。旋转蒸发除去易挥发物质，得到产物2-氰基-3,5-二甲基吡啶990 mg，收率75%， 2-氯-3，5-二甲基吡啶的转化率是82%。实施例4:亚铁氰化钾(3680mg， lOmmoI)， 2-氯-3-硝基吡啶(1580mg， lOmmol)，碳酸钾(1380 mg， lOmmol)，醋酸钯(67.4mg， 0.1 mmol)溶于280mL四氢呋喃中，氮气保护。加热 到67'C，维持20小时。反应结束后，温度回到室温，用260mL乙酸乙酯稀释反应液。过 滤，滤液分别用200mL水和5。/。的氨水各洗涤两次。有机相用无水硫酸镁干燥。旋转蒸发 除去易挥发物质，得到产物2'-氰基-3-硝基吡啶924 mg，收率62%， 2-氯-3-硝基吡啶的转 化率是77%本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氯代吡啶在无配体钯催化下制备氰基吡啶的方法，其特征在于该方法是在有机溶剂中，以氯代吡啶和亚铁氰化钾为原料，以碳酸钾－醋酸钯为催化剂，在惰性气体保护下，在４０～２００℃反应２－２０小时后制备得到氰基吡啶。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：芮忠南，李维思，王红明，葛九敢，周典海，
申请(专利权)人：南京第一农药集团有限公司，
类型：发明
国别省市：84[]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。