CN102718664A - 一种n-烯丙基苯胺类化合物的制备方法 - Google Patents

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张鹏云
石峰
杨文龙
刘茵
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Abstract

本发明涉及一种N-烯丙基苯胺类化合物的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）将芳香族硝基化合物、催化剂1加入有机溶剂中，在90-130℃下通入氢气进行反应，反应完全后得反应液；过滤除去催化剂1；（2）在反应液中再补加入有机溶剂，加入催化剂2、催化剂3，在90-130℃下再慢慢滴加烯丙醇，反应结束后得反应液；反应液静置，过滤除去催化剂2、3，减压蒸除有机溶剂，进行萃取后得萃取液；将萃取液经干燥、浓缩、柱层析分离后即得目标化合物N-烯丙基芳香胺类化合物。本发明条件温和，后处理简单，收率高，工艺步骤简单，操作简便安全，具有较好的工业应用前景。

Description

一种N-烯丙基苯胺类化合物的制备方法
技术领域
本发明属于有机合成化学领域，涉及一种N-烯丙基苯胺类化合物的制备方法。 
背景技术
N-取代的1-苯并氮杂卓类物质是一类重要的杂环类中间体，许多1-苯并氮杂卓表现出了很强的生物活性，这一类物质的衍生物如OPC-31260（原花青素）和脱伐普坦片对心脏病的治疗有一定效果。N-烯丙基苯胺是合成1-苯并氮杂卓类物质的关键中间体，其结构式如下：
Figure 2012101870830100002DEST_PATH_IMAGE001
N-烯丙基苯胺，作为一类重要的有机合成中间体，是宝贵的药品、农用化学品工业、制造染料和塑料的中间体。传统的N-烯丙基苯胺的制备是在溶液中以无机酸作为催化剂与卤代烃或硫酸二甲酯作为烷基化试剂与胺反应。目前采用有亲电基团的苯胺进攻卤代烃是合成N-烷基取代苯胺的最好方法，但是它的产率及选择性没有明显的改善。这主要原因在于进行胺的烷基化的同时也进行着它的竞争反应，诸如生成仲胺、叔胺和季铵盐。关于此类反应的研究早有报道，但都有许多的局限性。开始人们不采用催化剂，但是，部分芳香胺的亲核性比较低，用很长的反应时间也基本不参与反应或者产率很低，采用体积大的胺的空间位阻很大，反应效果也不好。
1988年有人研究了在四氢呋喃溶液中，氢化铝锂作催化剂，硝基苯和烯丙基氯化镁合成了N-单取代烯丙基苯胺，产率只有63%。2000年有人报道了用硝基苯和三乙烯基硼化合物为原料，甲苯和四氯化碳作溶剂、过氧化氢作催化剂的条件下，合成了N-烯丙基苯胺化合物，可产率只有60%，同时生成了副产物双取代的烯丙基化合物和二烯丙基化合物。Lothar W. Bieber等采用溴丙烯和硝基苯反应制备N-烯丙基苯胺，该反应存在反应时间长，且单双取代产物不易控制的缺点。2009年浙江工业大学贾建洪等人报道了苯胺类衍生物N-单烷基化合物的制备方法，是以钯碳为催化剂，以甲酸或甲酸胺为还原剂，用取代苯胺或取代硝基苯和醛在极性溶剂中反应合成目标化合物。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效率、高产率、反应易于控制的N-烯丙基苯胺类化合物的制备方法，以解决现有技术中单双取代产物不容易控制，难分离，而且单取代产物产率低的问题。
本发明N-烯丙基苯胺类化合物的制备方法，为以下步骤：
A：以甲苯为溶剂，在催化剂1存在下，使芳香族硝基化合物与氢气在温度90~130℃下反应4~10小时，反应完全后过滤除去催化剂1得到芳香族胺类化合物，催化剂1为Pd/C 催化剂，用量为占芳香族硝基化合物质量的12%~18%；所述芳香族硝基化合物与甲苯的摩尔比为1:10~1:20；
B：再以甲苯为溶剂，使芳香族胺类化合物与烯丙醇在催化剂2和催化剂3存在下反应，萃取，柱层析分离，得到纯品N-烯丙基苯胺类化合物；所述催化剂2为钯催化剂，所述催化剂3为钯与膦配体催化剂；所述催化剂2用量占芳香族胺类化合物质量的1.9%~2.4%；所述催化剂3用量占芳香族胺类化合物质量的10%~12%。
作为本发明的改进，所述步骤B中芳香族胺类化合物与烯丙醇的摩尔比为1:1.0~1:1.4。 
作为本发明的进一步改进，所述步骤B中芳香族胺类化合物与反应溶剂甲苯的摩尔比为1:10~1:20。
作为本发明的进一步改进，所述步骤B中芳香族胺类化合物与烯丙醇反应的温度为90~130℃，反应时间为8~14 h。
作为本发明的更进一步改进，所述芳香族硝基化合物的结构式为ArNO2，其中Ar = C6H5、4-ClC6H4。
本发明以芳香族硝基化合物和烯丙醇为起始原料，制备N-烯丙基苯胺类化合物，在此合成反应中运用钯与膦配体为催化剂，采用了甲苯回流的一锅两步法的合成方法，应用甲苯作反应溶剂，第一步芳香族硝基化合物和氢气在催化剂条件下先合成苯胺类化合物，除去催化剂后，第二步直接加入适量烯丙醇和溶剂甲苯合成目标化合物N-烯丙基苯胺类化合物。不需要分离中间产物苯胺类化合物，单双取代产物容易控制，主要生成N-单取代的芳香族胺类化合物，优化了操作过程。因为胺的烯丙基化在这种催化剂的条件下具有高效性、专一性和立体选择性而被广泛的应用于有机合成中，同时这种催化剂能被亲核试剂进攻形成烯丙基金属络合物，从而与胺发生反应生成N-烷基取代苯胺。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、工艺步骤简单，反应条件温和，后处理简单，操作简便安全，实现了快速、高效的目的。
2、中间产物和最终产物的收率高（中间产物收率可达98﹪，最终产物的收率可达80%以上）。
3、采用的原料廉价易得，降低了生产成本。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明N-烯丙基苯胺类化合物的制备方法作进一步的说明。
实施例1  N-烯丙基苯胺化合物的合成
（1）将连有三通管的球形冷凝管装置于25 mL的三口圆底烧瓶上，三通管连接真空泵和氢气钢瓶。向三口圆底烧瓶中加入硝基苯（5 mmol, 0.6g）、Pd/C催化剂（100 mg），甲苯（8 mL），磁力搅拌至均匀，氢气置换装置中的空气5次后，再通氢气（压力为1MPa），加热至110℃回流，TLC跟踪反应，6 h反应结束。
（2）待反应结束后，过滤除去催化剂Pd/C，在反应液中再补加入甲苯（5 mL）中，加入催化剂Pd（10 mg）、钯与膦配体催化剂 (50 mg)，在100℃下再慢慢滴加用甲苯（3 mL）稀释的烯丙醇(6 mmol)，整个反应过程用薄层层析法(TLC)跟踪；12 h反应结束，将反应液静置，蒸除有机溶剂，加入水（15 mL），用三氯甲烷(20 mL)萃取三次，合并有机相，减压浓缩得到粗产品N-烯丙基苯胺化合物，柱层分离后即得目标化合物N-烯丙基苯胺化合物。产率为84%
产物的结构式为
 
Figure 2012101870830100002DEST_PATH_IMAGE003
产物的表征数据：IR(neat)：3413，3052，2915，1644，1507，1316，993，918 cm-1；1H NMR(CDCl3，400 MHz)：δ 7.12~7.20 (m, J = 7.6 Hz, 2H)；6.68~6.72 (t, J = 7.2 Hz, 1H)；6.60~6.67 (d, J = 7.6 Hz, 2H)；5.89~5.99 (m, J = 5.6 Hz, 1H)；5.25~5.30 (d, J = 1.6 Hz, 1H)；5.14~5.17 (d, J = 1.6 Hz, 1H)；3.74~3.76 (d, J = 5.2 Hz, 2H). 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ = 51.25, 114.37, 117.56, 126.97, 131.02, 135.74, 147.90。 
实施例2  N-烯丙基苯胺化合物的合成
（1）将连有三通管的球形冷凝管装置于25 mL的三口圆底烧瓶上，三通管连接真空泵和氢气钢瓶。向三口圆底烧瓶中加入硝基苯（5 mmol）、Pd/C催化剂（110 mg），甲苯（10 mL），磁力搅拌至均匀，氢气置换装置中的空气5次后，再通氢气（压力为1MPa），加热至130℃回流，TLC跟踪反应，4 h反应结束。
（2）待反应结束后，过滤除去催化剂 Pd/C，在反应液中再补加入甲苯（5 mL）中，加入催化剂Pd（11 mg）、钯与膦配体催化剂 (56 mg)，在130℃下再慢慢滴加用甲苯（3 mL）稀释的烯丙醇(7 mmol)，整个反应过程用薄层层析法(TLC)跟踪；8 h反应结束后，将反应液静置，蒸除有机溶剂，加入水（15 mL），用三氯甲烷(20 mL)萃取三次，合并有机相，减压浓缩得到粗产品N-烯丙基苯胺化合物，柱层分离后即得目标化合物N-烯丙基苯胺化合物。产率为89%。
产物的结构式和表征数据同实施例1。
实施例3  N-烯丙基苯胺化合物的合成
（1）将连有三通管的球形冷凝管装置于25 mL的三口圆底烧瓶上，三通管连接真空泵和氢气钢瓶。向三口圆底烧瓶中加入硝基苯（5 mmol）、Pd/C催化剂（90 mg），甲苯（5 mL），磁力搅拌至均匀，氢气置换装置中的空气5次后，再通氢气（压力为1MPa），加热至90℃回流，TLC跟踪反应，10 h反应结束。
（2）待反应结束后，过滤除去催化剂 Pd/C，在反应液中再补加入甲苯（5 mL）中，加入催化剂Pd（9 mg）、钯与膦配体催化剂(46 mg)，在90℃下再慢慢滴加用甲苯（3 mL）稀释的烯丙醇(5 mmol)，整个反应过程用薄层层析法(TLC)跟踪；14 h 反应结束后，将反应液静置，蒸除有机溶剂，加入水（15 mL），用三氯甲烷(20 mL)萃取三次，合并有机相，减压浓缩得到粗产品N-烯丙基苯胺化合物，柱层分离后即得目标化合物N-烯丙基苯胺化合物。产率为81%。
产物的结构式和表征数据同实施例1。
实施例4 N-烯丙基对氯苯胺化合物的合成
（1）将连有三通管的球形冷凝管装置于25 mL的三口圆底烧瓶上，三通管连接真空泵和氢气钢瓶。向三口圆底烧瓶中加入对氯硝基苯（5 mmol）、Pd/C催化剂（100 mg），甲苯（8 mL），磁力搅拌至均匀，氢气置换装置中的空气5次后，再通氢气（压力为1MPa），加热至110℃回流，TLC跟踪反应，6 h反应结束。
（2）待反应结束后，过滤除去催化剂Pd/C，在反应液中再补加入甲苯（5 mL）中，加入催化剂Pd（10 mg）、钯与膦配体催化剂(50 mg)，在100℃下再慢慢滴加用甲苯（3 mL）稀释的烯丙醇(6 mmol)，整个反应过程用薄层层析法(TLC)跟踪；12 h 反应结束，将反应液静置，蒸除有机溶剂，加入水（15 mL），用三氯甲烷(20 mL)萃取三次，合并有机相，减压浓缩得到粗产品N-烯丙基苯胺化合物，柱层分离后即得目标化合物N-烯丙基苯胺化合物。产率为89%。
产物的结构式为
 
Figure 2012101870830100002DEST_PATH_IMAGE005
产物的表征数据： IR (neat) ν: 3447, 3083, 2981, 1643, 1597, 990, 920 cm-1. 1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ: 6.98 (m, 2H), 6.53~6.51 (m, 2H ), 5.87-5.79 (t, 1H), 5.18-5.12 (d, 2H), 3.86~3.84 (m, 2H). 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ = 49.94, 113.68, 116.89, 126.56, 130.32, 135.27, 147.58。 
实施例5N-烯丙基对氯苯胺化合物的合成
（1）将连有三通管的球形冷凝管装置于25 mL的三口圆底烧瓶上，三通管连接真空泵和氢气钢瓶。向三口圆底烧瓶中加入对氯硝基苯（5 mmol）、Pd/C催化剂（110 mg），甲苯（10 mL），磁力搅拌至均匀，氢气置换装置中的空气5次后，再通氢气（压力为1MPa），加热至130℃回流，TLC跟踪反应，4 h反应结束。
（2）待反应结束后，过滤除去催化剂Pd/C，在反应液中再补加入甲苯（5 mL）中，加入催化剂Pd（11 mg）、钯与膦配体催化剂(56 mg)，在130℃下再慢慢滴加用甲苯（3 mL）稀释的烯丙醇(7 mmol)，整个反应过程用薄层层析法(TLC)跟踪；8 h反应结束后，将反应液静置，蒸除有机溶剂，加入水（15 mL），用三氯甲烷(20 mL)萃取三次，合并有机相，减压浓缩得到粗产品N-烯丙基苯胺化合物，柱层分离后即得目标化合物N-烯丙基苯胺化合物。产率为90%。
产物的结构式和表征数据同实施例6。
实施例6  N-烯丙基对氯苯胺化合物的合成
（1）将连有三通管的球形冷凝管装置于25 mL的三口圆底烧瓶上，三通管连接真空泵和氢气钢瓶。向三口圆底烧瓶中加入对氯硝基苯（5 mmol）、Pd/C催化剂（90 mg），甲苯（5 mL），磁力搅拌至均匀，氢气置换装置中的空气5次后，再通氢气（压力为1MPa），加热至90℃回流，TLC跟踪反应，10 h反应结束。
（2）待反应结束后，过滤除去催化剂Pd/C，在反应液中再补加入甲苯（5 mL）中，加入催化剂Pd（9 mg）、钯与膦配体催化剂 (46 mg)，在90℃下再慢慢滴加用甲苯（3 mL）稀释的烯丙醇(5 mmol)，整个反应过程用薄层层析法(TLC)跟踪；14 h 反应结束后，将反应液静置，蒸除有机溶剂，加入水（15 mL），用三氯甲烷(20 mL)萃取三次，合并有机相，减压浓缩得到粗产品N-烯丙基苯胺化合物，柱层分离后即得目标化合物N-烯丙基苯胺化合物。产率为84%。
产物的结构式和表征数据同实施例6。

Claims (5)

1.一种N-烯丙基苯胺类化合物的制备方法，其特征在于它为以下步骤：
A：以甲苯为溶剂，在催化剂1存在下，使芳香族硝基化合物与氢气在温度90~130℃下反应4~10小时，反应完全后过滤除去催化剂1得到芳香族胺类化合物，催化剂1为Pd/C 催化剂，用量占芳香族硝基化合物质量的15%~18%；所述芳香族硝基化合物与甲苯的摩尔比为1:10~1:20；
B：再以甲苯为溶剂，使芳香族胺类化合物与烯丙醇在催化剂2和催化剂3存在下反应，萃取，柱层析分离，得到纯品N-烯丙基苯胺类化合物；所述催化剂2为钯催化剂，所述催化剂3为钯与膦配体催化剂；所述催化剂2用量占芳香族胺类化合物质量的1.9%~2.4%；所述催化剂3用量占芳香族胺类化合物质量的10%~12%。
2.如权利要求1所述的一种N-烯丙基苯胺类化合物的制备方法，其特征在于：所述步骤B中芳香族胺类化合物与烯丙醇的摩尔比为1:1.0~1:1.4。
3. 如权利要求1或2所述一种N-烯丙基苯胺类化合物的制备方法，其特征在于：所述步骤B中芳香族胺类化合物与反应溶剂甲苯的摩尔比为1:10~1:20。
4.如权利要求3所述一种N-烯丙基苯胺类化合物的制备方法，其特征在于：所述步骤B中芳香族胺类化合物与烯丙醇反应的温度为90~130℃，反应时间为8~14 h。
5.如权利要求4所述一种N-烯丙基苯胺类化合物的制备方法，其特征在于：所述芳香族硝基化合物的结构式为ArNO2，其中Ar = C6H5、4-ClC6H4。
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