N-取代甲酰胺的制备方法技术

在有至少一种基于贵金属的氢化催化剂和钒或钼化合物作为辅助催化剂的情况下，用甲酸和／或甲酸铵作为氢供体和甲酰化剂，通过氢化相应的硝基芳烃或硝基杂芳烃制备Ｎ－芳基或Ｎ－杂芳基甲酰胺。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过还原性甲酰化从硝基芳烃或硝基杂芳烃制备N-芳基或N-杂芳基甲酰胺的方法。N-芳基或N-杂芳基甲酰胺是合成许多化合物的有用中间产品。例如，它们可以脱水生成异腈(US-A-3636036)。甲酰基也可作为氨基保护基团，其经强酸处理可裂解。N-芳基或N-杂芳基甲酰胺的其它应用还包括用作热记录材料(JP-A-09-193553)的显影剂或用作聚合作用催化剂(US-A-5153767)的助剂。已知的生产N-芳基或N-杂芳基甲酰胺的方法是基于对应的芳基和芳香胺与甲酸的反应。生产芳香胺的常用方法包括通过氢化或用铁作为还原剂使对应的硝基芳烃还原。WO-A-96/36597公开了在存在微量钒化合物的条件下使用贵金属催化剂以气体氢使硝基芳烃氢化成芳香胺。在一个实施例中，当反应混合物中存在乙酸钠时，芳香胺被原位乙酰化。使用加压(高达20bar)气体氢和高压釜是该方法的一个缺陷。本专利技术的一个目的是提供一种简便的、一步从硝基化合物生产N-芳基或N-杂芳基甲酰胺的方法。本专利技术的另一目的是提供一种从在相邻环碳原子上含有硝基氨基集团的芳烃生产苯并咪唑的一步式方法。取代的苯并咪唑是合成具有药物活性化合物的有用中间产品。人们业已发现，能够在有至少一种贵金属基氢化催化剂和一种作为辅助催化剂的钒或钼化合物的情况下，以甲酸和/或甲酸铵作为氢供体和甲酰化剂使对应的硝基芳烃或硝基杂芳烃氢化来生产N-芳基或N-杂芳基甲酰胺。这种方法的一个最大优点是可在环境压力下不使用气体氢就能进行反应。这里以及下面所使用的术语“芳烃”和“芳基”应分别理解为表示诸如苯、联苯、萘、茚满、蒽、菲、芴、芘和二萘嵌苯的所有的单环、双环和多环芳烃以及衍生自各个上述碳氢化合物的单价基团(比如苯基、联二苯基、萘基等)。相应地，这里以及下面所使用的术语“杂芳烃”和“杂芳基”应分别理解为表示所有的至少含有一个碳以外的环原子，特别是氮、氧或硫的单环、双环和多环芳烃及其所衍生的单价基团，杂芳烃的例子包括吡啶、嘧啶、芘嗪、哒嗪、吡咯、芘唑、咪唑、呋喃、噻吩、噻唑、吲哚、异吲哚、中氮茚、喹啉、异喹啉、喹喔啉、喹唑啉、邻二氮杂萘、萘啶、咔唑、氮杂蒽和吩嗪。这里以及下面所使用的术语“贵金属”应理解为尤其表示铂系金属，即铑、钌、钯、锇、铱和铂。在本专利技术的一个较佳实施例中，N-芳基或N-杂芳基甲酰胺具有下列结构式 其中，取代基R1和R5独立地选自氢、卤素、C1-6-烷基、C1-6-烷氧基、氰基、羧基、二(C1-6-烷基)氨基、C1-6-烷氧基羰基和芳基；R2到R4独立地选自氢、卤素、C1-6-烷基、C1-6-烷氧基、氰基、羧基、二(C1-6-烷基)氨基、C1-6-烷氧基羰基、芳基和-NHCHO；和/或R1到R5中的两个或多个与所述苯基部分一起形成一个双环或多环的稠合碳环或杂环体系；且对应的硝基芳烃或硝基杂芳烃具有下列结构式 其中，R1‘到R5’各自具有与结构式(I)中对应的取代基R1、R2、R3、R4和R5相同的含义，或者，如果所述对应的取代基是-NHCHO，则为-NO2或NH2。这里以及在下文中，术语“C1-6-烷基”应理解为表示具有1-6个碳原子的直链或支链烷基，诸如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、己基等。因此，术语“C1-6-烷氧基”、“C1-6-烷氧基羰基”、“二(C1-6-烷基)氨基”的含义应理解为分别表示由前述C1-6-烷基基团和氧、羰氧(-OC(＝O)-)或氮组成的任意部分。含有苯基部分的双环或多环稠合碳环或杂环环系是例如作为碳环的萘、茚满、四氢化萘、芴、蒽、菲、苊、芘和二萘嵌苯以及作为杂环的吲哚、苯并咪唑、硫杂茚、喹啉、喹喔啉、苯并二氢呋喃、色烯、咔唑和氮杂蒽。在本专利技术的另一个较佳实施例中，所形成的N-芳基或N-杂芳基甲酰胺在邻近具有硝基的碳原子那个碳上有一个氨基基团，它可原位与甲酰胺部分反发生应形成咪唑环，从而生成一个苯并咪唑体系。假若，例如，使用邻-硝基苯胺作为反应物，则产物将是苯并咪唑。在本专利技术的一个更优选的实施例中，最终形成的N-杂芳基甲酰胺是具有下述结构式的苯并咪唑 其中，取代基R1、R4和R5如上述定义，而对应的硝基芳烃具有下述结构式 其中，R2‘和R3’中的一个是-NO2，另一个是-NH2；而R1、R4和R5如上面结构式(Ia)中的定义。特别优选的硝基芳烃(IIa)是那些其中R2‘为-NO2和R3’为-NH2的，尤其是哪些其中R1为甲基和R4为氰基的。对应的苯并咪唑(Ia)的甲酰氨基可以水解生成对应的胺，这种胺便是合成α-肾上腺素受体激动剂(WO-A-99/26942)的中间体。苯并咪唑(Ia)可以以两种互变异构体形式(1H和3H型)之一存在或以这两种形式的混合物存在。为了简便起见，在此仅介绍其中一种形式。较佳地，基于贵金属的氢化催化剂是铂，尤其是以诸如活性炭等为载体的铂。更佳选地，铂是“中毒的”，尤其是经过硫化的。为了获得高产率的理想的甲酰胺或苯并咪唑，而较少地生成副产品或未能完全还原的产物，比如羟胺或邻-甲酰基羟胺，必须加入诸如钒或钼化合物的辅助催化剂。而且这种钒或钼化合物最好是选自氧化钒(V2O5)、偏钒酸铵(NH4VO3)和诸如钼酸钠(Na2MoO4)的钼酸盐。较佳地，氢化反应在环境压力下进行。本专利技术将结合具体实施例进行详细说明。然而，必须注意，本专利技术决非仅限于此。实施例1甲酰苯胺(N-苯基甲酰胺)在氩气氛下将硝基苯(12.31g，100mmol)、甲酸(80％；278mL，328.0g)、硫化的铂催化剂(活性炭载体上5％的铂，Engelhard号43045，批号08544；干重1.55g)和氧化钒(57mg)加入一个带有温度控制的0.3L的双壁搅拌容器中。停止氩气流，浆料加温到91-94℃，持续2小时。反应混合物HPLC分析表明甲酰苯胺得率为79.9％，并伴有18.3％苯胺生成。实施例2(比较例)甲酰苯胺(N-苯基甲酰胺)重复实施例1的步骤，但不加氧化钒。反应3小时后，甲酰胺得率为55％，并有30.6％的N-甲酸基苯胺和10.2％的苯胺副产品生成。实施例31-氯-2，4-双(甲酰氨基)苯用1-氯-2，4-二硝基苯(100mmol，20.26g)作为起始化合物，重复实施例1的步骤。反应温度为91-95℃，1-氯-2，4-双(甲酰氨基)苯得率为77.0％。部分还原的化合物1-氯-2(4)-甲酰氨基-4(2)-硝基苯的得率为20.5％。实施例41-氯-2，4-双(甲酰氨基)苯在氩气氛下将1-氯-2，4-二硝基苯(4mmol，0.81g)、甲酸水溶液(80％；11mL，13g)、硫化的铂催化剂(活性炭载体上5％的铂，Engelhard号43045，批号08544；干重62mg)和钼酸钠二水合物(2.3mg)加入一个小型搅拌容器中。停止氩气流，浆料加温到90-95℃，持续2.5小时。1-氯-2，4-双(甲酰氨基)苯得率为76.1％，部分还原的化合物1-氯-2(4)-甲酰氨基-4(2)-硝基苯的得率为20.5％。实施例51-氯-2，4-双(甲酰氨基)苯用偏钒酸铵(2mg)代替钼酸钠二水合物重复实施例4的步骤。在90-95℃温度下反应2.5小时后，1-氯2，4双(甲酰氨基)苯的得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备Ｎ－芳基或Ｎ－杂芳基甲酰胺的方法，它包括在至少一种基于贵金属的氢化催化剂和钒或钼化合物为辅助催化剂的条件下，以甲酸和／或甲酸铵为氢供体和甲酰化剂，氢化相应的硝基芳烃或硝基杂芳烃。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：U肯普芬，JL兰德尔，D勒博格，D韦吉尼，
申请(专利权)人：隆萨股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]