一种光催化醛合成酰胺的方法技术

本发明专利技术涉及有机合成技术领域，具体涉及一种光催化醛合成酰胺的方法。将醛与溶剂混合后，先后加入仲胺类化合物、催化剂和碱，在含氧氛围和光照条件下搅拌反应后经分离得到酰胺类化合物；本发明专利技术采用光照条件在空气氛围和室温常压下反应，反应条件温和，原料来源广，操作简便，成本低，具有较高的原子经济性和环境友好性，易于大规模生产。易于大规模生产。易于大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种光催化醛合成酰胺的方法


[0001]本专利技术涉及有机合成
，特别涉及一种光催化醛合成酰胺的方法。

技术介绍

[0002]酰胺是常见的工业原料和合成中间体，在生物，医药，有机合成和材料制备等领域有着广泛的研究与应用。酰胺的主要合成方法有：缩合法、酰卤法、混合酸酐法以及酰基迭氮法。这些方法在实际生产中面临一些问题，如偶联剂使用使后续分离提纯不便，副产物难以分离；酰卤法会造成设备腐蚀以及污染环境，限制后续反应、原子经济经济性差、不利于工业化大批量生产。专利CN 106279013A公开了一种以金属氧化剂为催化剂，催化羧酸与胺合成酰胺的方法，通过加热反应体系脱除副产物水。专利CN 104418762A公开了一种采用金属铱络化合物催化剂，催化醛和胺反应合成酰胺的方法，该方法通过催化醛胺反应生成肟，反应混合物需在120℃下反应生成酰胺。以醛为原料，经过渡金属催化有卡宾催化发生氧化胺解，形成酰胺，该方法存在底物的适应性，反应时间较长、且副产物分离复杂等问题(Bode J W,Sohn SS.N
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heterocyclic carbene
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catalyzed redox amidations ofalpha
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functionalized aldehydes with amines.Journal oftheAmerican Chemical Society,2007,129(45):13798
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13799.)。热催化醛胺偶联存在：1)催化剂与产物难分离，后处理复杂，负载含有污染环境严重的膦配体；2)催化反应大部分需要在较高的温度条件下进行(反应温度一般110℃以上)。有文献报道醛在过渡金属及氧化剂(叔丁基过氧化氢)的作用，可与胺形成酰胺，此方法反应条件相对温和，但反应过程中使用了过量的叔丁基过氧化氢，且采用过渡金属盐不利于后续地分离(Ghosh S C,Ngiam J,Seayad A M,et al.Copper
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Catalyzed Oxidative Amidation of Aldehydes with Amine Salts:Synthesis of Primary,Secondary,and Tertiary Amides.Journal of Organic Chemistry,2012,77(18):8007
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8015)。有文献指出采用苯乙醛酸(10mol％)在石油醚中作为光催化剂及偶氮二羧酸二异丙酯(DIAD)、可使醛胺偶联制备酰胺，但此反应对底物的适用性有限，不适用于芳香胺(Papadopoulos G N,Kokotos C G.One
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PotAmide Bond Formation fromAldehydes andAmines via a Photoorganocatalytic Activation of Aldehydes.The Journal of Organic Chemistry,2016,81(16):7023.)。
[0003]综上所述，由醛和胺反应合成酰胺的现有方法存在如转化率低，反应时间较长，反应温度高，能耗大，副产物难以分离，环境污染等问题。因此，开发绿色、经济、高效的酰胺合成方法一直是亟待解决的难题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种光催化醛合成酰胺的方法，其目的是为了解决酰胺合成过程原料转化率低、副产物分离困难、反应时间长、能耗高等技术问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术的实施例提供了一种光催化醛合成酰胺的方法，具有产品收率高，操作过程简单、安全，原子利用率高、环境友好等优点。
[0006]本专利技术提供了一种光催化醛合成酰胺的方法，包括如下步骤：
[0007]将如式I的醛与有机溶剂混合后，加入如式II的胺类化合物和光催化剂，在含氧氛围和光照条件下，搅拌进行催化反应后经分离得到如式III结构的酰胺化合物；
[0008]其中，
[0009][0010][0011]所述R1为C4～C
20
芳香基和杂环芳香基、C1～C
10
烷基、C2～C
10
烯烃基；
[0012]所述R2和R3各自独立地为C1～C
20
烷基、C3～C
20
环烷基、C2～C
20
烯烃基、C2～C
20
炔烃基、C6～C
20
芳香基；
[0013]所述烷基、环烷基可以进一步被卤素、烷氧基单取代或相同或不同的多取代。
[0014]进一步的，所述光催化剂为金属氧化物。
[0015]更进一步的，所述金属氧化物为Mn3O4、CuO、Ag2O、PdO、Fe3O4、Ru2O3、Ni2O3、TiO2、Au2O3、FeO、CoO、NiO中的一种或几种。
[0016]进一步的，所述有机溶剂为甲苯、环已烷、二甲苯、二氯甲烷、苯、乙醚、1,4
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二氧六环、四氢呋喃、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、石油醚和正已烷中的一种或几种。
[0017]进一步的，所述催化反应在碱存在或不存在的条件下进行；
[0018]更进一步的，所述碱为叔丁醇钾、叔丁基醇钠、氢化钠、氢化钾、甲醇钠、乙醇钠、氢氧化钾、氢氧化钡、碳酸铯和碳酸钾中的一种或几种。
[0019]进一步的，所述式I的醛和式II的胺类化合物的摩尔比为1:0.9～3.0。
[0020]进一步的，所述光照条件具体为：采用发光二极管、氙灯、汞灯、金卤灯中的一种或一种以上为光发生装置进行光照。
[0021]进一步的，合成方法的具体过程如下:
[0022](1)将醛、胺类化合物、光催化剂、碱和有机溶剂投入至反应瓶中；
[0023](2)15～100W的光源下不断搅拌反应，得到酰胺化合物。
[0024]更进一步的，所述步骤(2)中反应温度为室温，反应时间为60～600min。
[0025]本专利技术的上述方案有如下的有益效果：
[0026]1)本专利技术光催化醛合成酰胺的方法采用光照条件替代传统的加热以及高压条件，在空气氛围和室温及常压下反应，反应条件温和，节约能耗，降低了反应成本，减少了环境污染。
[0027]2)本专利技术酰胺化合物的合成方法采用醛和仲胺化合物为原料，原料来源广，成本低，有利于大规模生产，采用的光催化剂为四氧化三锰、四氧化三铁、氧化镍等过渡金属氧化物，且易于分离，可循环使用，催化剂成本低，避免了产生大量废弃物，具有较高的原子经济性和环境友好性。
[0028]3)本专利技术酰胺化合物的合成方法具有很好的底物适用性，而且工艺条件温和，绿色环保，工艺简单，操作简单易行，有利于推广应用。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光催化醛合成酰胺的方法，其特征在于，包括如下步骤：将如式I的醛与有机溶剂混合后，加入如式II的胺类化合物和光催化剂，在含氧氛围和光照条件下，搅拌进行催化反应后经分离得到如式III结构的酰胺化合物；其中，所述R1为C4～C
20
芳香基和杂环芳香基、C1～C
10
烷基、C2～C
10
烯烃基；所述R2和R3各自独立地为C1～C
20
烷基、C3～C
20
环烷基、C2～C
20
烯烃基、C2～C
20
炔烃基、C6～C
20
芳香基；所述烷基、环烷基可以进一步被卤素、烷氧基单取代或相同或不同的多取代。2.根据权利要求1所述的光催化醛合成酰胺的方法，其特征在于，所述光催化剂为金属氧化物；所述金属氧化物为Mn3O4、CuO、Ag2O、PdO、Fe3O4、Ru2O3、Ni2O3、TiO2、Au2O3、FeO、CoO、NiO中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的光催化醛合成酰胺的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘汝宽，邓兰青，刘思思，朱良娣，李刘泽木，肖志红，肖梦武，
申请(专利权)人：湖南中医药大学，
类型：发明
国别省市：