CN103145559A - 一种n-烯丙基芳胺的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种N-烯丙基芳胺的制备方法,该方法是指首先将烯丙基醇类化合物、芳香胺类化合物、促进剂、催化剂依次加入反应溶剂中,然后在50~100℃回流温度条件下反应5~14h后减压蒸除部分溶剂,得到粗制的反应液;该粗制的反应液用乙醚萃取,得到萃取液;最后所述萃取液经干燥至恒重后采用柱层析分离即得。本发明催化剂体系简单,无需配体,廉价易得,反应条件温和,反应时间较短,后处理简单,收率高,选择性好,是一项环境友好的绿色合成技术,具有较好的工业应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成化学领域中的N-烯丙基芳胺,尤其涉及一种N-烯丙基芳胺的制备方法。
背景技术
N-烯丙基芳胺作为一类重要的有机合成中间体,是医药、农用化学品工业、制造染料和塑料的中间体。
传统的N-烯丙基芳胺的制备是在溶液中以酸或碱作为催化剂,以烯丙基卤化物作为烷基化试剂与芳香胺反应,但是它的产率及选择性比较差,会出现单烯丙基取代的芳胺和双烯丙基取代的芳胺两种产物,甚至出现季铵盐等过度烷基化产物。
目前,以烯丙基醇类化合物为烷基化试剂,通过贵金属催化与芳胺类化合物反应是合成N-烯丙基芳胺的主要方法之一。该方法由于烯丙基醇化合物廉价,容易制备并且较稳定,反应生成的副产物只有水,反应无污染且原子利用效率高,是一种绿色的合成方法。
关于此类反应的研究早有报道,但都有着许多局限性。1999年Shyh-Chyun Yang以 Pd(OAc)2-PPh3作为催化剂,Ti(OPr-i)4为添加剂,烯丙基醇和芳胺类化合物合成N-烯丙基芳胺,这种方法虽然催化剂较简单且比较廉价,但是反应产物中还有较多的双烯丙基取代芳胺,而单取代产物的选择性较差(合成(Synthesis),1999年第10期, 1747–1752页)。2011年Hidemasa Hikawa 以醋酸钯为催化剂,间三苯基膦单磺酸钠(TPPMS)为配体,烯丙醇和邻氨基苯甲酸类化合物在室温下反应合成烯丙基苯胺,此方法虽然条件温和、产率高,但是反应时间长(需要48小时)并且配体TPPMS价格昂贵(有机化学(Jouranl of Organic Chemistry),2011年第76卷, 8433–8439页)。2011年Amitabha Sarkar用络合物[(η3-allyl)PdCl]2催化烯丙醇化合物和芳胺合成烯丙基胺,此方法适用底物芳胺的范围广,产率较高,但是催化剂很昂贵,制备过程复杂(有机化学(Jouranl of Organic Chemistry),2011年第76卷, 8508–8512页)。可以看出,上述这些方法仍然存在许多问题:⑴催化剂或者添加剂昂贵;⑵反应时间长;⑶反应产物选择性差;⑷反应底物的适用范围具有局限性。因此开发一种高效、快速、资源节约的合成烯丙基芳胺化合物的方法一直倍受人们关注。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种成本廉价、高效、快速的N-烯丙基芳胺的制备方法。
为解决上述问题,本发明所述的一种N-烯丙基芳胺的制备方法,其特征在于:首先将烯丙基醇类化合物、芳香胺类化合物、促进剂、催化剂依次加入反应溶剂中,然后在50~100℃回流温度条件下反应5~14h后减压蒸除部分溶剂,得到粗制的反应液;该粗制的反应液用乙醚萃取,得到萃取液;最后所述萃取液经干燥至恒重后采用柱层析分离即得;所述芳香胺类化合物与所述烯丙基醇类化合物的摩尔比为1:2~1:4,所述芳香胺类化合物与所述促进剂的摩尔比为1:0.1~0.2,所述芳香胺类化合物与所述催化剂中钯的摩尔比为1:0.01~0.02,所述芳香胺类化合物与所述反应溶剂的质量体积比为1:17~28;其中
所述烯丙基醇类化合物为烯丙基醇、2-甲基-2-戊烯-4-醇、1,1-二甲基丙烯醇、肉桂醇、邻硝基肉桂醇中的任意一种;
所述芳香胺类化合物的结构简式为ArNH2,其中Ar为2,5-二氯苯基、2-甲氧基-4-硝基苯基、1-萘基、邻甲基苯基、邻氯苯基、对溴苯基、对硝基苯基、对氯苯基、对甲基苯基中的任意一种;
所述促进剂为乙酸、三氟乙酸、甲烷磺酸、三氟甲烷磺酸、氯乙酸中的任意一种;
所述催化剂为硝酸钯或钯碳;
所述反应溶剂为二氧六环和水按2:1的体积比混合的混合物。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明采用简单的钯化合物作为催化剂,廉价易得且用量很少,无需添加其他配体。
2、本发明的溶剂为二氧六环和水的混合物,二氧六环毒性较低,避免了毒性有机溶剂的使用,绿色环保,后处理简单。
3、采用本发明的催化体系,合成N-烯丙基苯胺的反应时间较短,产物收率高,并且选择性好。
4、本发明是一项环境友好的合成N-烯丙基芳胺的绿色合成技术,操作方便,成本低廉,具有较好的工业应用前景。
具体实施方式
实施例1 一种N-烯丙基芳胺的制备方法,先将2 mmol烯丙基醇、1mmol 2,5-二氯苯胺、0.1 mmol三氟乙酸、0.01mmol硝酸钯依次加入反应溶剂中,然后在50℃回流温度条件下反应12h 后减压蒸除部分溶剂,得到粗制的反应液;该粗制的反应液用乙醚(3mL x 3)萃取三次,得到萃取液;最后萃取液经真空箱50℃干燥至恒重后采用柱层析常规分离方法即得N-烯丙基-2,5-二氯苯胺,产率为40.2%。
其中:芳香胺类化合物与反应溶剂的质量体积比(g/ml)为1:19。
反应溶剂为2 ml二氧六环和1 ml水混合的混合物。
实施例2 一种N-烯丙基芳胺的制备方法,先将3 mmol烯丙基醇、1 mmol 2-甲氧基-4-硝基苯胺、0.15 mmol三氟甲烷磺酸、0.02 mmol硝酸钯依次加入反应溶剂中,然后在80℃回流温度条件下反应10h 后减压蒸除部分溶剂,得到粗制的反应液;该粗制的反应液用乙醚(3mL x 3)萃取三次,得到萃取液;最后萃取液经真空箱50℃干燥至恒重后采用柱层析常规分离方法即得N-烯丙基-2-甲氧基-4-硝基苯胺,产率为84.6%。
其中:芳香胺类化合物与反应溶剂的质量体积比(g/ml)为1:18。
反应溶剂为2 ml二氧六环和1 ml水混合的混合物。
实施例3 一种N-烯丙基芳胺的制备方法,先将3 mmol烯丙基醇、1mmol 1-萘胺、0.2 mmol三氟乙酸、0.0212 g钯碳(其中钯的含量5wt%)依次加入反应溶剂中,然后在90℃回流温度条件下反应5h后减压蒸除部分溶剂,得到粗制的反应液;该粗制的反应液用乙醚(3mL x 3)萃取三次,得到萃取液;最后萃取液经真空箱50℃干燥至恒重后采用柱层析常规分离方法即得N-烯丙基-1-萘胺,产率为84.2%。
其中:芳香胺类化合物与反应溶剂的质量体积比(g/ml)为1:21。
反应溶剂为2 ml二氧六环和1 ml水混合的混合物。
实施例4 一种N-烯丙基芳胺的制备方法,先将3 mmol烯丙基醇、1 mmol邻甲基苯基胺、0.2 mmol乙酸、0.0212 g钯碳(其中钯的含量5wt%)依次加入反应溶剂中,然后在90℃回流温度条件下反应5h后减压蒸除部分溶剂,得到粗制的反应液;该粗制的反应液用乙醚(3mL x 3)萃取三次,得到萃取液;最后萃取液经真空箱50℃干燥至恒重后采用柱层析常规分离方法即得N-烯丙基-2-甲基苯胺,产率为83.3%。
其中:芳香胺类化合物与反应溶剂的质量体积比(g/ml)为1:28。
反应溶剂为2 ml二氧六环和1 ml水混合的混合物。
实施例5 一种N-烯丙基芳胺的制备方法,先将3 mmol 2-甲基-2-戊烯-4-醇、1 mmol邻氯苯胺、0.1 mmol氯乙酸、0.0212 g钯碳(其中钯的含量5wt%)依次加入反应溶剂中,然后在90℃回流温度条件下反应6h 后减压蒸除部分溶剂,得到粗制的反应液;该粗制的反应液用乙醚(3mL x 3)萃取三次,得到萃取液;最后萃取液经真空箱50℃干燥至恒重后采用柱层析常规分离方法即得N-烯丙基-2-氯苯胺,产率为71.7%。
其中:芳香胺类化合物与反应溶剂的质量体积比(g/ml)为1:24。
反应溶剂为2 ml二氧六环和1 ml水混合的混合物。
实施例6 一种N-烯丙基芳胺的制备方法,先将3 mmol 2-甲基-2-戊烯-4-醇、1 mmol 对溴苯胺、0.1 mmol乙酸、0.0106 g钯碳(其中钯的含量10wt%)依次加入反应溶剂中,然后在100℃回流温度条件下反应8h 后减压蒸除部分溶剂,得到粗制的反应液;该粗制的反应液用乙醚(3mL x 3)萃取三次,得到萃取液;最后萃取液经真空箱50℃干燥至恒重后采用柱层析常规分离方法即得N-烯丙基-4-溴苯胺,产率为88.2%。
其中:芳香胺类化合物与反应溶剂的质量体积比(g/ml)为1:17。
反应溶剂为2 ml二氧六环和1 ml水混合的混合物。
实施例7 一种N-烯丙基芳胺的制备方法,先将3 mmol 2-甲基-2-戊烯-4-醇、1 mmol 对硝基苯胺、0.1 mmol三氟乙酸、0.0106 g钯碳(其中钯的含量10wt%)依次加入反应溶剂中,然后在100℃回流温度条件下反应10h 后减压蒸除部分溶剂,得到粗制的反应液;该粗制的反应液用乙醚(3mL x 3)萃取三次,得到萃取液;最后萃取液经真空箱50℃干燥至恒重后采用柱层析常规分离方法即得N-烯丙基-4-硝基苯胺,产率为77.3%。
其中:芳香胺类化合物与反应溶剂的质量体积比(g/ml)为1:22。
反应溶剂为2 ml二氧六环和1 ml水混合的混合物。
实施例8 一种N-烯丙基芳胺的制备方法,先将3 mmol 2-甲基-2-戊烯-4-醇、1 mmol对甲基苯胺、0.1 mmol三氟甲烷磺酸、0.0106 g钯碳(其中钯的含量10wt%)依次加入反应溶剂中,然后在90℃回流温度条件下反应5h后减压蒸除部分溶剂,得到粗制的反应液;该粗制的反应液用乙醚(3mL x 3)萃取三次,得到萃取液;最后萃取液经真空箱50℃干燥至恒重后采用柱层析常规分离方法即得N-烯丙基-4-甲基苯胺,产率为78.6%。
其中:芳香胺类化合物与反应溶剂的质量体积比(g/ml)为1:28。
反应溶剂为2 ml二氧六环和1 ml水混合的混合物。
实施例9 一种N-烯丙基芳胺的制备方法,先将2mmol 肉桂醇、1 mmol 对氯苯胺、0.1 mmol甲烷磺酸、0.02 mmol硝酸钯依次加入反应溶剂中,然后在100℃回流温度条件下反应9h 后减压蒸除部分溶剂,得到粗制的反应液;该粗制的反应液用乙醚(3mL x 3)萃取三次,得到萃取液;最后萃取液经真空箱50℃干燥至恒重后采用柱层析常规分离方法即得N-烯丙基-2-甲基-三氯苯胺,产率为72.3%。
其中:芳香胺类化合物与反应溶剂的质量体积比(g/ml)为1:24。
反应溶剂为2 ml二氧六环和1 ml水混合的混合物。
实施例10 一种N-烯丙基芳胺的制备方法,先将2 mmol邻硝基肉桂醇、1 mmol 对氯苯胺、0.1 mmol氯乙酸、0.02 mmol硝酸钯依次加入反应溶剂中,然后在60℃回流温度条件下反应12h后减压蒸除部分溶剂,得到粗制的反应液;该粗制的反应液用乙醚(3mL x 3)萃取三次,得到萃取液;最后萃取液经真空箱50℃干燥至恒重后采用柱层析常规分离方法即得N-烯丙基-2-甲基-三氯苯胺,产率为70.2%。
其中:芳香胺类化合物与反应溶剂的质量体积比(g/ml)为1:24。
反应溶剂为2 ml二氧六环和1 ml水混合的混合物。
实施例11 一种N-烯丙基芳胺的制备方法,先将4 mmol 1,1-二甲基丙烯醇、1 mmol 2-甲氧基-4-硝基苯胺、0.15 mmol三氟乙酸、0.02 mmol硝酸钯依次加入反应溶剂中,然后在100℃回流温度条件下反应14h 后减压蒸除部分溶剂,得到粗制的反应液;该粗制的反应液用乙醚(3mL x 3)萃取三次,得到萃取液;最后萃取液经真空箱50℃干燥至恒重后采用柱层析常规分离方法即得N-烯丙基-2-甲基-三氯苯胺,产率为60.4%。
其中:芳香胺类化合物与反应溶剂的质量体积比(g/ml)为1:18。
反应溶剂为2 ml二氧六环和1 ml水混合的混合物。
Claims (1)
1.一种N-烯丙基芳胺的制备方法,其特征在于:首先将烯丙基醇类化合物、芳香胺类化合物、促进剂、催化剂依次加入反应溶剂中,然后在50~100℃回流温度条件下反应5~14h后减压蒸除部分溶剂,得到粗制的反应液;该粗制的反应液用乙醚萃取,得到萃取液;最后所述萃取液经干燥至恒重后采用柱层析分离即得;所述芳香胺类化合物与所述烯丙基醇类化合物的摩尔比为1:2~1:4,所述芳香胺类化合物与所述促进剂的摩尔比为1:0.1~0.2,所述芳香胺类化合物与所述催化剂中钯的摩尔比为1:0.01~0.02,所述芳香胺类化合物与所述反应溶剂的质量体积比为1:17~28;其中
所述烯丙基醇类化合物为烯丙基醇、2-甲基-2-戊烯-4-醇、1,1-二甲基丙烯醇、肉桂醇、邻硝基肉桂醇中的任意一种;
所述芳香胺类化合物的结构简式为ArNH2,其中Ar为2,5-二氯苯基、2-甲氧基-4-硝基苯基、1-萘基、邻甲基苯基、邻氯苯基、对溴苯基、对硝基苯基、对氯苯基、对甲基苯基中的任意一种;
所述促进剂为乙酸、三氟乙酸、甲烷磺酸、三氟甲烷磺酸、氯乙酸中的任意一种;
所述催化剂为硝酸钯或钯碳;
所述反应溶剂为二氧六环和水按2:1的体积比混合的混合物。
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