一种水相体系中以氨水为氨源制备芳香伯胺的方法技术

本发明专利技术提供了一种水相体系中以氨水为氨源制备芳香伯胺的方法，以芳香卤代物和氨水为原料，以水为溶剂，于室温或普通油浴加热条件下，以碱金属或碱土金属的碳酸盐、氟化物、磷酸盐以及氢氧化物为碱，通过添加表面活性剂，以铜催化剂、草酰肼和酮构成的三元催化体系催化反应。本发明专利技术具有操作简单、底物适用范围广、产物简单易于分离、产率高、过程经济且环境友好等特点。反应条件灵活，可以根据实际需要相应的选择室温或加热的方式。此外，以水作为反应溶剂，有效的改善了反应的环境友好性，更加顺应于绿色化学发展的要求。尤其是底物适用范围广，在天然产物、药物及农药的制备方面具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化学
，尤其涉及水相体系中铜催化的芳香卤代物和氨水反应 制备芳香伯胺的方法。
技术介绍
芳香伯胺是一种重要的有机合成成中间体，也是农用化学品、染料、医药和其 他一些化工材料制造过程中的重要中间体，广泛应用于农药、医药和材料科学中((a) K. Weissermel, H. J. Arpe, Industry Organic Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 1997 ； (b) S· A· Lawrence，Amines :Synthesis Properties，and Application，Cambridge University Press, Cambridge, 2004.)。因此，如何更方便、快捷的制备芳香伯胺类化合物引起了人们 广泛的重视。目前，国内外工业上主要采用硝基芳烃催化加氢的方法制备芳香伯胺(US 3136818、EP 0696573)。也有专利公开了由苯和氨气在一种可还原金属氧化物作用下制 备苯胺的方法(US 3919155、US 4031106)。由于这些方法普遍需要高温、高压的剧烈反应 条件，因此存在设备要求高、操作不便等问题，并且高温高压条件限制了部分官能团的耐受 性。中国专利CN 1555921A公开了过渡金属催化的，以氨水为胺化剂，以过氧化氢为氧化剂 在常压和较低温度下由苯制备苯胺的方法，但苯的转化率不够理想。中国专利CN 1807397 公开了以可溶性钒盐为催化剂，在较温和条件下，使以苯和盐酸羟胺在醋酸介质中一步合 成苯胺的方法，反应过程易于操作、成本低，但苯胺的收率仍较低。氨水是一种价廉易得的氮源(D. M. Roundhill，Chem. Rev. 1992，92，1.)。利用芳香 卤代物和氨水反应可直接合成得到芳香伯胺类化合物。近年来，已有大量文献或专利报道 了钯或铜催化的芳香碳-氮偶联反应的研究成果((a) Ley, S. V. ；Thomas, Α. W. Angew. Chem. Int. Ed. 2003，42，5400 ； (b)D. S. Surry, S. L. Buchwald, Angew. Chem. Int. Ed. 2008，47，6338 ； (c)J. P. Corbet, Chem. Rev.，2006，106，2651 ； (d)J. F. Hartwig, Synlett,2006，1283.)，但 由于在芳香卤代物与氨水的C-N偶联反应过程中，反应生成的芳香伯胺会与氨水形成竞 争，可能导致大量的二级胺甚至三级胺类副产物的生成，从而降低芳香伯胺的产率，因此， 对于通过芳香卤代物与氨水的反应制备芳香伯胺的方法的研究，还存在着巨大的挑战((a) F. Lang, D. Zewge, I. N. Houpis, R. P. Volante, Tetrahedron Letter. 2001,42,3251 ； (b) Μ. C. Willis, Angew. Chem. Int. Fd. 2007，46，3402.)。近年来，通过添加合适的配体化合物， 采用过渡金属催化的卤代芳烃和氨水的偶联反应取得了一定的进展。目前，越来越多的文献报道了铜催化的由芳香卤代物制备芳香伯胺的方法((a) X. F. Wu, C. Darcel, Eur. J. Org. Chem. 2009,4753 ； (b)N. Xia,Μ. Tailiefer, Angew. Chem. Int. Ed. 2009，48，337 ; (c)H. Wu，C. Wolf, Chem. Commun. 2009,3035 ； (d)D. Wang, Q. Cai，K. Ding, Adv. Synth. Catal. 2009,351,1722 ； (e)C. T. Yang, Y. Fu, Y. B. Huang, J. Yi, Q. X. Guo, L. Liu, Angew. Chem. 2009，121,7534, Angew. Chem. Int. Ed. 2009，48，7398 ； (f) L. Jiang, X，Lu, H. Zhang, Y. Jiang, D. Ma, J. Org. Chem. 2009，74，4546)。但这些反应通常是在有机溶剂中进 行的，并且所采用的配体多数结构复杂，价格较高，难以得到。随着人类环保意识的日益提3高，以及绿色化学概念的提出，如何减少乃至消除化学工业中排放的有害物质的已成为人 类日益关注且亟待解决的问题。与有机溶剂相比，水具有价廉、安全、环境友好等特点。所以以水作为反应介质 应用于有机合成中，是最有希望实现工业化的绿色合成方法之一。水相有机合成反应已 经成为当前绿色化学研究的重要领域，水相体系中金属或有机小分子催化的有机反应也 已取得了一定的研究进展((a)D. Dallinger, C. 0. Kappe，Chem. Rev. 2007，107，2563 ； (b) Μ. Carri 1, R. SanMartin, Ε. Dominguez, Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 639 ； (c) X. Zhu, L. Su, Y. wan, et al. , Eur. J. Org. Chem. 2009,635 ； (d) J. Xie, X. Zhu, Y. Wan, et al. , Eur. J. Org. Chem. 2010,3219.)。水相体系中铜催化的芳香卤代物与氨水的偶联反应的报道还相对较 少，^iou等人报道了一种铜配合物催化的水相中的卤代芳烃与氨水的偶联方法(z.mi， Ζ. Jiang, X. Zhou, et at.，Eur. J. Org. Chem. 2010，1854.)，但反应温度相对较高、时间较长。 Wan等人报道了以N2，N2’ - 二异丙基草酰胼为配体的铜催化的卤代芳烃与氨水的偶联方法 (F. Meng, X. Zhu, Y. Wan, et al.，Eur. J. Org. Chem. 2010,6149.)，但在较低温度时反应时间 较长，并且存在着一定的底物局限性。本专利技术是在国家自然科学基金00802095,20872182)资助下，为提供一种经济、 温和、环境友好的芳香伯胺的制备方法而进行的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种简便、反应条件温和、底物适用范围广、环境友好、过 程经济的芳香伯胺的合成方法。本专利技术是，以芳香卤代物和氨 水为原料，以水作为溶剂，在室温或普通加热条件下，以碱金属或碱土金属的碳酸盐、氟化 物、磷酸盐及氢氧化物为碱，并添加表面活性剂，其特征在于以各种铜催化剂、草酰胼和酮 构成的三元催化体系催化芳香卤代物或含氮杂环类卤代物和氨水反应形成伯胺。本专利技术中所涉及到的反应可以采用以下反应式表示铜源/草酰肼/酮 Ar-X + NH3- H2O -- Ar-NH2碱，水 表面活性剂式中，X-选自碘或溴；Ar选自2-或3-或4-位带有取代基的芳香环，或带有二取代或多取代基的芳香 环；芳香环包括苯环、萘环和吡啶环，吡啶环的X-取代位置可以在2-或3-位；取代基可以 是氢、硝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水相体系中以氨水为氨源制备芳香伯胺的方法，包括以下步骤：（１）以芳基卤代物为底物，以氨水为氨源，将催化剂、配体、芳基卤代物、碱、表面活性剂、氨水及水依次加入反应管中，采用普通油浴加热或室温条件下搅拌反应的方式；（２）反应结束后，分离反应混合液并纯化，得到芳香伯胺产物；其特征在于：所述催化剂为铜催化剂，所述配体为草酰肼和酮的双配体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱新海，李莹，万一千，靳来玉，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]