一种基于光催化异氰酸酯制备酰胺类化合物的方法技术

技术编号：40078235 阅读：9 留言：0更新日期：2024-01-17 01:57

本发明专利技术提一种基于光催化异氰酸酯制备酰胺类化合物的方法，所述方法包括：在惰性气体氛围、金属化合物和氧化剂的存在下，异氰酸酯化合物与作为溶剂的四氢呋喃发生反应，得到相应的酰胺类化合物；其中，异氰酸酯的摩尔浓度为0.1‑1M，反应如下式1所示：所述异氰酸酯的R取自氢原子、卤素、烷基、烷氧基等的一种或多种，所述取代基在苯环的邻位、间位或对位。此外，异氰酸酯化合物还可以具有式2所示的苯并杂环、萘环结构，其中，异氰酸酯官能团可以在萘环的α或β位。本方法弥补了现有光催化异氰酸酯体系制备酰胺化合物的底物适用性的不足，方法绿色高效，对有机合成有重要意义。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机合成，涉及一种基于光催化异氰酸的酰胺类化合物制备方法。

技术介绍

1、光催化的发展使得许多过去传统化学方法无法实现的有机化学转化及新的化学键构成成为可能。经典的光催化剂如钌、铱等有着强吸收、长的激发态寿命等优点，但价格高昂，限制了其反应的应用。而有像曙红、9-芴酮等机光催化剂也存在着易分解或毒害作用严重的问题。因此，开发更为绿色环保的光催化体系对有机合成尤为重要。

2、酰胺是一种重要的有机结构，在生物医药、功能材料等领域都有重要应用。但酰胺常用的制备方法存在多步制备、产率低、溶剂毒害等问题。光催化应用于酰胺制备也主要是采用苯甲酰胺作为酰胺源与烷烃加成，这限制了酰胺结构，因此发展c(sp3)-h的氨甲酰化对扩展酰胺结构十分重要。异氰酸酯因为其特殊的官能团结构，可以与活泼氢反应得到酰胺。近年来，其作为自由基受体参与加成光催化反应也被逐渐发展起来。但采用的光催化剂或者是贵金属ru或者是酮，收率低、底物适应性差。因此开发更适配的光催化异氰酸酯的酰胺类化合物的制备方法十分重要。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种基于光催化异氰酸酯制备酰胺类化合物的方法，以及利用该方法制备了一系列酰胺类化合物的方法。

2、为此，本专利技术提供了一种基于光催化异氰酸酯制备酰胺类化合物的方法，所述方法包括：在惰性气体氛围、金属化合物和氧化剂的存在下，异氰酸酯化合物与作为溶剂的四氢呋喃发生反应，得到相应的酰胺类化合物；其中，异氰酸酯化合物与四氢呋喃混合形成的混合

3、

4、所述异氰酸酯的r取自氢原子、卤素、c1-c18的烷基、c1-c18的烷氧基等的一种或多种，所述取代基在苯环的邻位、间位或对位。此外，异氰酸酯化合物还可以具有式2所示的苯并杂环、萘环结构，其中，异氰酸酯官能团可以在萘环的α或β位。

5、

6、进一步地，式1所示的金属化合物[m]包括且不限于金属盐或金属氧化物，所述金属盐为氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁、七水氯化铁和二茂铁中的一种或多种，所属金属氧化物为氧化铁、氧化亚铁、氧化铜和氧化亚铜中的一种或几种。金属化合物与异氰酸酯化合物的摩尔比为(1-10)：40。例如，金属化合物与异氰酸酯化合物的摩尔比为1：40、1.5：40、2：40、2.5：40、3：40、3.5：40、4：40、4.5：40、5：40、5.5：40、6：40、6.5：40、7：40、7.5：40、8：40、8.5：40、9：40、9.5：40或10：40。

7、进一步地，氧化剂包括且不限于过氧化物或过硫酸盐，所述过氧化物为二叔丁基过氧化物(dtbp)、过氧化氢、过氧化叔丁醇和过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或几种，所述过硫化物为过硫酸钾、过硫酸铵和过硫酸钠中的一种或几种。氧化剂与异氰酸酯化合物的摩尔比为(0.5-5)：1。例如，氧化剂与异氰酸酯化合物的摩尔比为0.5：1、0.6:1、0.7：1、0.8：1、0.9：1、1：1、1.5：1、2：1、2.5：1、3：1、3.5：1、4：1、4.5：1、4.6：1、4.7：1、4.8：1、4.9：1或5：1。

8、进一步地，光照的波长范围在365-475nm，光照强度为10-100w，光源距反应的距离为0.5-5cm。例如，光照的波长均为390nm，光源的功率为20w。

9、本专利技术提供的基于光催化异氰酸酯制备酰胺类化合物的方法对光催化异氰酸制备酰胺类化合物研究有重要意义，解决了现有反应条件严苛、反应收率低下、底物适应性差的一系列问题，对有机反应发展和应用有重要意义。

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【技术保护点】

1.一种基于光催化异氰酸酯制备酰胺类化合物的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，式1所示的金属化合物[M]为金属盐或金属氧化物，所述金属盐为氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁、七水氯化铁和二茂铁中的一种或多种，所属金属氧化物为氧化铁、氧化亚铁、氧化铜和氧化亚铜中的一种或几种，所述金属化合物与异氰酸酯化合物的摩尔比为(1-10)：40。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，氧化剂为过氧化物或过硫酸盐，所述过氧化物为二叔丁基过氧化物(DTBP)、过氧化氢、过氧化叔丁醇和过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或几种，所述过硫化物为过硫酸钾、过硫酸铵和过硫酸钠中的一种或几种，氧化剂与异氰酸酯化合物的摩尔比为(0.5-5)：1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，光照的波长范围在365-475nm，光照强度为10-100W，光源距反应的距离为0.5-5cm。

【技术特征摘要】

1.一种基于光催化异氰酸酯制备酰胺类化合物的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，式1所示的金属化合物[m]为金属盐或金属氧化物，所述金属盐为氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁、七水氯化铁和二茂铁中的一种或多种，所属金属氧化物为氧化铁、氧化亚铁、氧化铜和氧化亚铜中的一种或几种，所述金属化合物与异氰酸酯化合物的摩尔比为(1-10)：40。

3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐安武，戚鸣，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：

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