CN101648909B - 一种氯代吡啶在无配体钯催化下制备氰基吡啶的方法 - Google Patents

一种氯代吡啶在无配体钯催化下制备氰基吡啶的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101648909B
CN101648909B CN2009100350165A CN200910035016A CN101648909B CN 101648909 B CN101648909 B CN 101648909B CN 2009100350165 A CN2009100350165 A CN 2009100350165A CN 200910035016 A CN200910035016 A CN 200910035016A CN 101648909 B CN101648909 B CN 101648909B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cyanopyridine
chloro
palladium
ligand
pyridine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2009100350165A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101648909A (zh
Inventor
芮忠南
李维思
王红明
葛九敢
周典海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NANJING RED SUN CO Ltd
Nanjing Redsun Biochemistry Co ltd
Original Assignee
NANJING FIRST PESTICIDE GROUP CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NANJING FIRST PESTICIDE GROUP CO Ltd filed Critical NANJING FIRST PESTICIDE GROUP CO Ltd
Priority to CN2009100350165A priority Critical patent/CN101648909B/zh
Publication of CN101648909A publication Critical patent/CN101648909A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101648909B publication Critical patent/CN101648909B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Pyridine Compounds (AREA)

Abstract

本发明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。

Description

一种氯代吡啶在无配体钯催化下制备氰基吡啶的方法
技术领域
本发明属于化工领域,具体涉及一种氯代吡啶在无配体钯催化下制备氰基吡啶的方法。
背景技术
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首次发明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℃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.2007,48,1087选用的是带有两个金刚烷基的膦配体,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。
发明内容
本发明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:
Figure G2009100350165D00021
(R=CH3,OCH3,NO2,NH2)
本发明的制备方法可以用下述典型的反应式来表示:
Figure G2009100350165D00022
本发明是通过以下方式实施的:
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℃下,反应2-20小时后制备得到氰基吡啶。
本发明中,氯代吡啶、亚铁氰化钾、碳酸钾和醋酸钯的用量摩尔比为1∶0.1~1∶0.1~1∶0.001~0.01.,优选1∶0.2∶0.2∶0.005。
本发明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℃,优选50~160℃,进一步优选60~120℃。
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,本发明在不需要加入膦配体的情况下,可以达到较高的收率。
与现有技术比较本发明的有益效果:本发明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。
具体实施方式:
根据下述实施例,可以更好地理解本发明。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发明,而不应当也不会限制权利要求书所详细描述的本发明。
实施例1:
三水合亚铁氰化钾(557mg,1.32mmol),3-氯吡啶(678mg,6mmol),碳酸钾(828mg,6mmol),醋酸钯(20mg,0.03mmol)溶于100mLN,N-二甲基乙酰胺中,氮气保护。加热到120℃,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80mL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(736mg,2mmol),2-氯-3-甲基吡啶(1276mg,10mmol),碳酸钾(276mg,2mmol),醋酸钯(33.5mg,0.05mmol)溶于200mL 1,4-二氧六环中,氩气保护。加热到100℃,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932mg,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,10mmol),2-氯-3,5-二甲基吡啶(1416mg,10mmol),碳酸钾(1380mg,10mmol),醋酸钯(67.4mg,0.1mmol)溶于300mL二甲基亚砜中,氮气保护。加热到135℃,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990mg,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,10mmol),2-氯-3-硝基吡啶(1580mg,10mmol),碳酸钾(1380mg,10mmol),醋酸钯(67.4mg,0.1mmol)溶于280mL四氢呋喃中,氮气保护。加热到67℃,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924mg,收率62%,2-氯-3-硝基吡啶的转化率是77%。
实施例5:
亚铁氰化钾(2576mg,7mmol),2-氯-3-氨基吡啶(1280mg,10mmol),碳酸钾(966mg,7mmol),醋酸钯(67.4mg,0.1mmol)溶于250mLN-甲基吡咯烷酮中,氮气保护。加热到185℃,维持6小时。反应结束后,温度回到室温,用320mL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928mg,收率78%,2-氯-3-氨基吡啶的转化率是89%。
实施例6:
亚铁氰化钾(1840mg,5mmol),2-氯-3-甲氧基吡啶(1430mg,10mmol),碳酸钾(690mg,5mmol),醋酸钯(33.7mg,0.05mmol)溶于350mL环丁砜中,氮气保护。加热到185℃,维持6小时。反应结束后,温度回到室温,用280mL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-甲氧基吡啶911mg,收率68%,2-氯-3-甲氧基吡啶的转化率是76%。

Claims (5)

1.一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,在氮气或氩气保护下,在40~200℃下,反应2-20小时后制备得到氰基吡啶;氰基吡啶为
Figure FSB00000525653400011
氯代吡啶为其中,R为CH3、OCH3、NO2或NH2
2.根据权利要求1所述的氯代吡啶在无配体钯催化下制备氰基吡啶的方法,其特征在于所述的氯代吡啶、亚铁氰化钾、碳酸钾和醋酸钯的用量摩尔比为1∶0.1~1∶0.1~1∶0.001~0.01。
3.根据权利要求2所述的氯代吡啶在无配体钯催化下制备氰基吡啶的方法,其特征在于所述的氯代吡啶、亚铁氰化钾、碳酸钾和醋酸钯的用量摩尔比为1∶0.2∶0.2∶0.005。
4.根据权利要求1所述的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。
5.根据权利要求1所述的氯代吡啶在无配体钯催化下制备氰基吡啶的方法,其特征在于所述的反应温度为50~160℃。
CN2009100350165A 2009-09-14 2009-09-14 一种氯代吡啶在无配体钯催化下制备氰基吡啶的方法 Expired - Fee Related CN101648909B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100350165A CN101648909B (zh) 2009-09-14 2009-09-14 一种氯代吡啶在无配体钯催化下制备氰基吡啶的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100350165A CN101648909B (zh) 2009-09-14 2009-09-14 一种氯代吡啶在无配体钯催化下制备氰基吡啶的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101648909A CN101648909A (zh) 2010-02-17
CN101648909B true CN101648909B (zh) 2011-10-05

Family

ID=41671260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009100350165A Expired - Fee Related CN101648909B (zh) 2009-09-14 2009-09-14 一种氯代吡啶在无配体钯催化下制备氰基吡啶的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101648909B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102452957A (zh) * 2010-10-29 2012-05-16 海洋王照明科技股份有限公司 一种2,6-二氟苯甲腈的合成方法
CN102491974B (zh) * 2011-12-12 2013-08-07 南京药石药物研发有限公司 1-(2-氟苄基)-1H-吡唑并[3,4-b]吡啶-3-甲脒盐酸盐的合成方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Fuqiang Jin,et al.Palladium-catalyzed cyanation reactions of aryl chlorides.《Tetrahedron Letters》.2000,第41卷3271-3273. *
Thomas Schareina,et al.A new palladium catalyst system for the cyanation of aryl chlorides with K4[Fe(CN)6].《Tetrahedron Letters》.2007,第48卷1087-1090. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101648909A (zh) 2010-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101198581B (zh) 使羧酸与碳亲电子试剂脱羧形成c-c键的方法
CN104174421B (zh) 一种用于芳硝基化合物选择性加氢反应的多相催化剂及其应用
Singh et al. A binuclear Mn (II) complex as an efficient catalyst for transamidation of carboxamides with amines
Guo et al. Highly enantioselective direct vinylogous Michael addition of γ-substituted deconjugated butenolides to maleimides catalyzed by chiral squaramides
CN105646121B (zh) 一种碳氮材料催化胺类氧化偶联合成亚胺的方法
Khemnar et al. Rhodium catalyzed cyanide-free cyanation of aryl halide by using formamide as a cyanide source
CN101648909B (zh) 一种氯代吡啶在无配体钯催化下制备氰基吡啶的方法
CN103113308A (zh) 一种制备二氢嘧啶酮衍生物的方法
CN104961644A (zh) 一种制备n-芳基酰胺化合物的方法
CN105131044B (zh) 三核氮杂环卡宾钯化合物及合成方法和应用
CN101671300B (zh) 一种2-氰基-3,6-二氯吡啶的制备方法
Zhang et al. Development of chiral catalysts by asymmetric activation for highly enantioselective diethylzinc addition to imines
Wei et al. The preparation and catalytic property of palladium chloride catalyst supported on organic–inorganic hybrid nanorods
CN108383779B (zh) 一种3′-芳基-2,2′-联吡啶-6-甲酰胺衍生物的制备方法
CN104725326B (zh) 一种喹唑啉酮类化合物的合成方法
CN102718694B (zh) 3-氰基取代吲哚化合物及其合成方法
CN102408377B (zh) 一种苯并咪唑席夫碱及其合成方法
CN102433363B (zh) 一种常温催化合成1,4-二氢吡啶类化合物的方法
CN110467568A (zh) 一种芳基喹啉衍生物的合成方法
CN104311474B (zh) 一种3‑炔基吡啶类化合物的合成方法
Luo et al. Sulfoxonium Ylides as Carbene Precursors in Rhodium‐Catalyzed Sommelet‐Hauser Rearrangement for the Synthesis of S/Se‐Containing Compounds
CN110183352A (zh) β-羰基-(α-氰基亚胺)类化合物及其合成方法
CN105294412B (zh) 一种二氢化茚‑1,3‑二酮化合物的催化合成方法
Wageling et al. Steric effects of pH switchable, substituted (2-pyridinium) urea organocatalysts: A solution and solid phase study
CN102358715B (zh) 一种由芳基硼酸合成芳腈的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: NANJING RED SUN BIOCHEMICAL CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: NANJING FIRST PESTICIDE GROUP CO., LTD.

Effective date: 20110922

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 211300 NANJING, JIANGSU PROVINCE TO: 210047 NANJING, JIANGSU PROVINCE

TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20110922

Address after: 210047 Nanjing Chemical Industrial Park, Jiangsu aromatic South Road, No. 168

Applicant after: NANJING REDSUN BIOCHEMISTRY Co.,Ltd.

Address before: 211300 Pagoda Road 269, Gaochun County, Jiangsu, Nanjing

Applicant before: Nanjing No.1 Pesticide Group Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180517

Address after: 210047 No. 168 aromatics South Road, Nanjing chemical industry park, Jiangsu

Co-patentee after: NANJING RED SUN Co.,Ltd.

Patentee after: NANJING REDSUN BIOCHEMISTRY Co.,Ltd.

Address before: 210047 No. 168 aromatics South Road, Nanjing chemical industry park, Jiangsu

Patentee before: NANJING REDSUN BIOCHEMISTRY Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20111005

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee