CN103232357B

CN103232357B - 一种制备α,β-不饱和酰胺的方法

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Publication number: CN103232357B
Application number: CN201310144372.7A
Authority: CN
Inventors: 毛金成; 晏宏; 杨海龙; 陆林华
Original assignee: Suzhou University
Current assignee: Suzhou University
Priority date: 2013-04-24
Filing date: 2013-04-24
Publication date: 2014-11-26
Anticipated expiration: 2033-04-24
Also published as: CN103232357A

Abstract

本发明公开了一种制备α,β-不饱和酰胺的方法，具体步骤为：在惰性气氛中，以肉桂酸类化合物与甲酰胺类化合物为反应物，以铁盐和氧化剂为催化剂体系，通过酰胺化反应制备得到产物α,β-不饱和酰胺，其中，铁盐和氧化剂的摩尔比为1∶15～40。此方法中，催化剂体系的区域选择性好，反应活性高，反应条件温和，目标产物的收率高，制备过程安全环保，简易可控，适于工业化生产。

Description

一种制备α,β-不饱和酰胺的方法

技术领域

本发明属于酰胺类有机化合物的制备技术领域，具体涉及一种α,β-不饱和酰胺的催化制备方法。

背景技术

α,β-不饱和酰胺具有良好的生物活性，例如抗惊厥、抗抑郁、抗雌性激素、止痛以及抗菌性等，被广泛的应用于农业、医药行业及有机合成等重要领域。

现有技术中，制备α,β-不饱和酰胺的方法是：先将不饱和酸制成酰氯，然后再与二级胺酰胺化反应得到产物。2010年，Kumagai将苯甲酸在SOCl₂作用下与N,N-二甲基甲酰胺通过一锅法反应合成了苯甲酰胺，其中SOCl₂与N,N-二甲基甲酰胺形成了一个关键的Vilsmeier形式中间体，该中间体使苯甲酸进一步酰氯化然后再与N,N-二甲基甲酰胺反应生成了目标产物（参见：T Kumagai, T Anki, T Ebi, A Konishi, K Matsumoto etl. Tetrahedron., 2010(66):8968）；2012年奈有峰采用不饱和酸与氯化亚砜反应制得酰氯，再将酰氯与相应的胺或者氨水反应得到各种所需的α,β-不饱和酰胺（参见：奈有峰. 由α,β-不饱和酰胺合成取代高牛磺酸. 北京化工大学 2012）。由不饱和酸制取酰氯一般需要用到三氯化磷，三氯氧磷或者氯化亚砜等易挥发、刺激性和腐蚀性强、毒性较大的化学药品，不仅对环境产生污染，也增加了生产过程的复杂性。

另外，饱和酰胺化合物可以在α,β位脱水来制备α,β-不饱和酰胺化合物，比如，中国专利申请CN1826314A公开了一种α,β-不饱和酰胺化合物的制备方法，首先将保护基团引入饱和酰胺化合物，在脱氢催化剂与适合氧化剂的存在下脱水、反应形成双键，最后除去保护基团而得到最终产物，但是整个反应过程所需化学试剂多，反应时间长，条件复杂。

2013年印度的Reddy教授等人使用高氯酸铜催化苯甲酸和甲酰胺类化合物合成酰胺类化合物（参见：P. S. Kumar, G. S. Kumar, R. A. Kumar, N. V. Reddy, K. R. Reddy, Eur. J. Org. Chem. 2013(7):1218）；但是该催化体系对底物要求高并且反应需要在100℃的高温下进行。

因此寻找一种原料来源广泛、反应过程简单、产物收率高、安全、环保、普适性好的制备方法以有效合成α,β-不饱和酰胺是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种反应过程简单、产物收率高、安全、环保的制备α,β-不饱和酰胺的方法。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种制备α,β-不饱和酰胺的方法，包括以下步骤：在惰性气氛中，以肉桂酸类化合物与甲酰胺类化合物为反应物，以铁盐和氧化剂为催化体系，通过酰胺化反应制备得到产物α,β-不饱和酰胺；

其中，铁盐选自无水硫酸铁、三氟甲磺酸铁、乙酰丙酮铁、氧化铁、三溴化铁、三氯化铁、三碘化铁、氧化亚铁、氯化亚铁、溴化亚铁、碘化亚铁、单质铁、四氧化三铁、二茂铁中的一种或者一种以上的混合物；氧化剂选自叔丁基过氧化氢、氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过硫酸钾或者过硫酸铵中的一种或者一种以上的混合物；

所述催化体系中，铁盐和氧化剂的摩尔比为1∶15～40。

上述技术方案中，所述甲酰胺类化合物为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N,N-二丁基甲酰胺、1-甲酰吡咯烷、N-甲酰哌啶、N-甲酰吗啉、甲酰胺或者N-甲基甲酰胺。

上述技术方案中，所述肉桂酸类化合物为肉桂酸、4-氯肉桂酸、4-氟肉桂酸、4-三氟甲基肉桂酸、4-异丙基肉桂酸、4-甲基肉桂酸、3-甲基肉桂酸、4-甲氧基肉桂酸、2-甲氧基肉桂酸、3-甲氧基肉桂酸、3,4-二甲氧基肉桂酸、3,4,5-三甲氧基肉桂酸、4-硝基肉桂酸、3-(1-萘基)丙烯酸、2-呋喃丙烯酸、2-噻吩丙烯酸、3-吡啶丙烯酸、α-甲基肉桂酸、4-异丙基肉桂酸。

上述技术方案中，反应过程包括在惰性气氛中，将铁盐、氧化剂、肉桂酸类化合物和甲酰胺类化合物混匀，在30～70℃下搅拌8～14小时，蒸馏除去溶剂，最后经快速柱层析得到α,β-不饱和酰胺。

上述技术方案中，所述蒸馏除去溶剂，最后经快速柱层析得到α,β-不饱和酰胺等操作都属于现有技术，其中所使用的萃取剂、干燥剂、洗脱剂也是现有技术，本领域技术人员可以根据最终产物的性质选择合适的试剂，优选的技术方案中洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚体系（体积比为1∶1）。

上述技术方案中，所述惰性气氛为氩气气氛。

上述技术方案中，肉桂酸与甲酰胺类化合物的摩尔比为1∶35～170；肉桂酸与铁盐的摩尔比为：5～20∶1；优选为10∶1；催化剂的用量过少会使反应无法高效进行，但是催化剂的用量过大会增加反应成本并影响反应体系的后处理。

上述技术方案中，反应温度为30～70℃，优选为50℃。

上述技术方案中，反应时间为8～14小时，优选为12小时。

本发明同时请求保护一种用于催化肉桂酸类化合物与甲酰胺类化合物的酰胺化反应制备α,β-不饱和酰胺的铁盐催化体系，由铁盐和氧化剂组成，其中铁盐和氧化剂的摩尔比为1∶15～40；所述铁盐选自无水硫酸铁、三氟甲磺酸铁、乙酰丙酮铁、氧化铁、三溴化铁、三氯化铁、三碘化铁、氧化亚铁、氯化亚铁、溴化亚铁、碘化亚铁、单质铁、四氧化三铁、二茂铁中的一种或者其一种以上的混合物；氧化剂选自叔丁基过氧化氢、氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过硫酸钾或者过硫酸铵中的一种或者其一种以上的混合物。

优选的技术方案中，铁盐和氧化剂的摩尔比为1∶16～20。

上述技术方案可表示如下：

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点:

1．本发明使用铁盐和氧化剂作为催化剂体系催化肉桂酸类化合物与甲酰胺类化合物进行酰胺化应制备α,β-不饱和酰胺，反应活性较高，反应条件温和，反应时间短，收率高（最高达99%）。

2．本发明公开的方法与现有技术相比，使用催化剂的量少，将多步反应缩短为一步反应，处理简单，有利于产物的纯化；更重要的是避免了易挥发有毒性的酰氯化试剂的使用。

3．本发明公开的催化剂体系对多种反应物具有普适性。

4．本发明使用的原料来源广泛，廉价易得，反应过程简单可控，适于工业化生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例一

在一耐压Schlenk试管中依次装入肉桂酸（0.3 mmol），二茂铁（0.03 mmol），以及N,N-二甲基甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二叔丁基（1 mmol），然后该体系密封后在50℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物N,N-二甲基肉桂酰胺（49.9mg），收率为95%。其核磁数据为：¹H NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 7.68 (d, J = 15.0 Hz, 1H), 7.52 (s, 2H), 7.35 (s, 2H), 6.90 (d, J = 15.0 Hz, 1H), 3.17 (s,3H), 3.07 (s,3H);¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 166.66, 142.29, 135.32, 129.51, 128.75, 127.75, 117.41, 37.40, 35.91. 质谱数据为:MS ESI (m/z): [M+H]⁺ calcd for C₁₁H₁₄NO, 176.1; found, 176.1。

实施例二

在一耐压Schlenk试管中依次装入4-氯肉桂酸（0.3 mmol），三氯化铁（0.03 mmol），以及N,N-二甲基甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二叔丁基（1 mmol），然后该体系密封后在60℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)- 3-(4-氯苯基)-N,N-二甲基丙烯酰胺（58.5mg），收率为93%。其核磁数据为：¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 7.61 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 7.45 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.33 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 6.86 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 3.16 (s, 3H), 3.06 (s, 3H);¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 166.30, 140.87, 135.20, 133.73, 128.91, 128.87, 117.86, 37.34, 35.88. 高分辨质谱数据为:HRMS ESI (m/z): [M+Na]⁺ calcd for C₁₁H₁₂ClNNaO, 232.0500; found, 232.0500。

实施例三

在一耐压Schlenk试管中依次装入4-氟肉桂酸（0.3 mmol），二茂铁（0.03 mmol），以及N,N-二甲基甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二叔丁基（1 mmol），然后该体系密封后在70℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)- 3-(4-氟苯基)-N,N-二甲基丙烯酰胺（56.3mg），收率为97%。其核磁数据为：1H NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 7.64 (d, J = 15.0 Hz, 1H), 7.54-7.49 (m, 2H), 7.09-7.02 (m, 2H), 6.83 (d, J = 15.0 Hz, 1H), 3.17 (s, 3H), 3.07 (s, 3H); 13C NMR (75 MHz, CDCl3) δ: 166.36, 163.26 (d, J = 201.8 Hz), 140.91, 131.41 (d, J = 2.3 Hz), 129.41 (d, J = 8.3 Hz), 117.01, 115.68 (d, J = 21.8 Hz), 37.25, 35.79. 高分辨质谱数据为:HRMS ESI (m/z): [M+H]+ calcd for C11H13FNO, 194.0976; found, 194.0987。

实施例四

在一耐压Schlenk试管中依次装入4-三氟甲基肉桂酸（0.3 mmol），二茂铁（0.03 mmol），以及N,N-二甲基甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二叔丁基（1 mmol），然后该体系密封后在50℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)- 3-(4-三氟甲基苯基)-N,N-二甲基丙烯酰胺（67.2mg），收率为92%。其核磁数据为：¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 7.67 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 7.62 (s, 4H), 6.97 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 3.19 (s, 3H), 3.08 (s, 3H);¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 166.04, 139.63 (d, J = 136.5 Hz), 131.01 (d, J = 32.3 Hz), 127.85, 125.68 (q, J = 3.5 Hz), 122.08, 119.92, 37.41, 35.94. 高分辨质谱数据为:HRMS ESI (m/z): [M+Na]⁺ calcd for C₁₂H₁₂F₃NNaO, 266.0763; found, 266.0766。

实施例五

在一耐压Schlenk试管中依次装入4-异丙基肉桂酸（0.3 mmol），三氟甲磺酸铁（0.03 mmol），以及N,N-二甲基甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二叔丁基（1 mmol），然后该体系密封后在50℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)-3-(4-异丙苯基)-N,N-二甲基丙烯酰胺（66mg），收率为99%。其核磁数据为：¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 7.65 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 7.46 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.23 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 6.85 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 3.16 (s, 3H), 3.06 (s, 3H), 2.95-2.86 (m, 1H), 1.25 (d, J = 8.0 Hz, 6H);¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 166.77, 150.59, 142.22, 132.85, 127.74, 126.75, 116.27, 37.29, 35.80, 33.89, 23.70. 高分辨质谱数据为:HRMS ESI (m/z): [M+Na]⁺ calcd for C₁₄H₁₉NNaO, 240.1359; found, 240.1364。

实施例六

在一耐压Schlenk试管中依次装入4-甲基肉桂酸（0.3 mmol），氯化亚铁（0.03 mmol），以及N,N-二甲基甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二叔丁基（1 mmol），然后该体系密封后在60℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)- 3-(4-甲苯基)-N,N-二甲基丙烯酰胺（52.3mg），收率为92%。其核磁数据为：1H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 7.64 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 7.42 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.17 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 6.84 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 3.15 (s, 3H), 3.05 (s, 3H), 2.36 (s, 3H); 13C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 166.86, 142.29, 139.76, 132.55, 129.46, 127.73, 116.28, 37.39, 35.90, 21.38. 高分辨质谱数据为: HRMS ESI (m/z): [M+Na]+ calcd for C12H15NNaO, 212.1046; found, 212.1053。

实施例七

在一耐压Schlenk试管中依次装入3-甲基肉桂酸（0.3 mmol），单质铁（0.03 mmol），以及N,N-二甲基甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二叔丁基（1 mmol），然后该体系密封后在60℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)- 3-(3-甲苯基)-N,N-二甲基丙烯酰胺（54mg），收率为95%。其核磁数据为：1H NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 7.65 (d, J = 15.0 Hz, 1H), 7.33-7.23 (m, 3H), 7.17 (s, 1H), 6.88 (d, J = 15.0 Hz, 1H), 3.17 (s, 3H), 3.06 (s, 3H), 2.36 (s, 3H); 13C NMR (75 MHz, CDCl3) δ: 166.60, 142.30, 138.18, 135.07, 130.19, 128.47, 128.20, 124.80, 116.97, 37.24, 35.73, 21.15. 高分辨质谱数据为: HRMS ESI (m/z): [M+Na]+ calcd for C12H15NnaO, 212.1046; found, 212.1054。

实施例八

在一耐压Schlenk试管中依次装入4-甲氧基肉桂酸（0.3 mmol），四氧化三铁（0.03 mmol），以及N,N-二甲基甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二叔丁基（1 mmol），然后该体系密封后在50℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)-3-(4-甲氧苯基)-N,N-二甲基丙烯酰胺（56.1mg），收率为91%。其核磁数据为：1H NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 7.64 (d, J = 15.0 Hz, 1H), 7.48 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 6.89 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 6.76 (d, J = 15.0 Hz, 1H), 3.81 (s, 3H), 3.15 (s, 3H), 3.05 (s, 3H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 166.89, 160.65, 141.90, 129.21, 127.94, 114.80, 114.06, 55.22, 37.29, 35.82. 高分辨质谱数据为:HRMS ESI (m/z): [M+H]+ calcd for C12H16NO2, 206.1176; found, 206.1175。

实施例九

在一耐压Schlenk试管中依次装入2-甲氧基肉桂酸（0.3 mmol），碘化亚铁（0.03 mmol），以及N,N-二甲基甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二叔丁基（1 mmol），然后该体系密封后在50℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)-3-(2-甲氧基苯基)-N,N-二甲基丙烯酰胺（54.2mg），收率为88%。其核磁数据为：¹H NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 7.92 (d, J = 15.0 Hz, 1H), 7.49 (d, J = 6.0 Hz, 1H), 7.30-7.27 (m, 1H), 7.02-6.89 (m, 3H), 3.86 (s, 3H), 3.15 (s, 3H), 3.05 (s, 3H);¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 167.07, 157.91, 137.55, 130.38, 128.69, 124.11, 120.35, 118.16, 110.87, 55.22, 37.18, 35.64. 高分辨质谱数据为: HRMS ESI (m/z): [M+Na]⁺ calcd for C₁₂H₁₅NNaO₂, 228.0995; found, 228.1003。

实施例十

在一耐压Schlenk试管中依次装入3-甲氧基肉桂酸（0.3 mmol），二茂铁（0.03 mmol），以及N,N-二甲基甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二叔丁基（1 mmol），然后该体系密封后在50℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)- 3-(3-甲氧基苯基)-N,N-二甲基丙烯酰胺（57.9mg），收率为94%。其核磁数据为：¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 7.63 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 7.28 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.13 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 7.04 (s, 1H), 6.91-6.85 (m, 2H), 3.83 (s, 3H), 3.16 (s, 3H), 3.06 (s, 3H);¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 166.62, 159.79, 142.19, 136.71, 129.73, 120.30, 117.73, 115.01, 113.11, 55.27, 37.40, 35.90. 高分辨质谱数据为:HRMS ESI (m/z): [M+H]⁺ calcd for C₁₂H₁₆NO₂, 206.1176; found, 206.1179。

实施例十一

在一耐压Schlenk试管中依次装入3,4-二甲氧基肉桂酸（0.3 mmol），无水硫酸铁（0.03 mmol），以及N,N-二甲基甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二叔丁基（1 mmol），然后该体系密封后在50℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)-3-(3,4-二甲氧基苯基)-N,N-二甲基丙烯酰胺（60mg），收率为85%。其核磁数据为：¹H NMR (300 MHz, CDCl₃) δ 7.61 (d, J = 15.0 Hz, 1H), 7.11 (d, J = 6.0 Hz, 1H), 7.03 (s, 1H), 6.85 (d, J = 6.0 Hz, 1H), 6.75 (d, J = 15.0 Hz, 1H), 3.91 (d, J = 3.0 Hz, 6H), 3.17 (s, 3H), 3.06 (s, 3H); ¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 166.87, 150.43, 149.04, 142.28, 128.30, 121.72, 115.14, 111.06, 109.93, 55.91, 37.42, 35.92. 高分辨质谱数据为: HRMS ESI (m/z): [M+H]⁺ calcd for C₁₃H₁₈NO₃, 236.1281; found, 236.1285。

实施例十二

在一耐压Schlenk试管中依次装入3,4,5-三甲氧基肉桂酸（0.3 mmol），乙酰丙酮铁（0.03 mmol），以及N,N-二甲基甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二叔丁基（0.45 mmol），然后该体系密封后在50℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)-3-(3,4,5-三甲氧基苯基)-N,N-二甲基丙烯酰胺（65.3 mg），收率为82%。其核磁数据为：¹H NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 7.50 (d, J = 15.0 Hz, 1H), 6.70 (d, J = 18.0 Hz, 3H), 3.80 (d, J = 6.0 Hz, 9H), 3.10 (s, 3H), 2.98 (s, 3H);¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 166.42, 153.17, 142.20, 139.26, 130.74, 116.49, 104.77, 60.74, 55.98, 37.29, 35.76. 高分辨质谱数据为:HRMS ESI (m/z): [M+H]⁺ calcd for C₁₄H₂₀NO₄, 266.1387; found, 266.1395。

实施例十三

在一耐压Schlenk试管中依次装入4-硝基肉桂酸（0.3 mmol），氧化铁（0.03 mmol），以及N,N-二甲基甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二叔丁基（1.2 mmol），然后该体系密封后在50℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)- 3-(4-硝基苯基)-N,N-二甲基丙烯酰胺（49.6mg），收率为75%。其核磁数据为：¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 8.23 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.71-7.66 (m, 3H), 7.04 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 3.21 (s, 3H), 3.10 (s, 3H);¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 165.60, 147.97, 141.54, 139.53, 128.28, 124.04, 121.68, 37.44, 35.99. 高分辨质谱数据为:HRMS ESI (m/z): [M+H]⁺ calcd for C₁₁H₁₃N₂O₃, 221.0921; found, 221.092。

实施例十四

在一耐压Schlenk试管中依次装入3-(1-萘基)丙烯酸（0.3 mmol），三溴化铁（0.03 mmol），以及N,N-二甲基甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二叔丁基（1 mmol），然后该体系密封后在50℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)- 3-(1-萘基)-N,N-二甲基丙烯酰胺（60.2mg），收率为89%。其核磁数据为：¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 8.49 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 8.22 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.85 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.70 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.57-7.50 (m, 2H), 7.49-7.44 (m, 1H), 6.94 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 3.18 (s, 3H), 3.10 (s, 3H);¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 166.58, 139.67, 133.60, 133.11, 131.47, 129.73, 128.54, 126.63, 126.13, 125.37, 124.51, 123.78, 120.49, 37.45, 35.97. 高分辨质谱数据为: HRMS ESI (m/z): [M+Na]⁺ calcd for C₁₅H₁₅NNaO, 248.1046; found, 248.1046。

实施例十五

在一耐压Schlenk试管中依次装入2-呋喃丙烯酸（0.3 mmol），二茂铁（0.03 mmol），以及N,N-二甲基甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二叔丁基（1 mmol），然后该体系密封后在50℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)- 3-(2-呋喃基)-N,N-二甲基丙烯酰胺（42.2mg），收率为85%。其核磁数据为：¹H NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 7.47-7.36 (m, 2H), 6.81(d, J = 15.0 Hz, 1H), 6.55 (s, 1H), 6.45 (s, 1H), 3.16 (s, 3H), 3.06(s, 3H);¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 166.51, 151.59, 143.73, 129.12, 114.77, 113.68, 112.05, 37.30, 35.88. 高分辨质谱数据为: HRMS ESI (m/z): [M+Na]⁺ calcd for C₉H₁₁NNaO₂, 188.0687; found, 188.0694。

实施例十六

在一耐压Schlenk试管中依次装入2-噻吩丙烯酸（0.3 mmol），氯化亚铁（0.03 mmol），以及N,N-二甲基甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二叔丁基（1 mmol），然后该体系密封后在30℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)- 3-(2-噻吩基)-N,N-二甲基丙烯酰胺（52.8mg），收率为97%。其核磁数据为：¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 7.79 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 7.31 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 7.21 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 7.04-7.02 (m, 1H), 6.69 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 3.14 (s, 3H), 3.05 (s, 3H);¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 166.23, 140.35, 134.97, 130.04, 127.84, 126.97, 116.04, 37.25, 35.82. 高分辨质谱数据为:HRMS ESI (m/z): [M+H]⁺ calcd for C₉H₁₂NOS, 182.0634; found, 182.0639。

实施例十七

在一耐压Schlenk试管中依次装入3-吡啶丙烯酸（0.3 mmol），二茂铁（0.03 mmol），以及N,N-二甲基甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二叔丁基（1 mmol），然后该体系密封后在50℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)- 3-(3-吡啶基)-N,N-二甲基丙烯酰胺（40.7mg），收率为77%。其核磁数据为：¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 8.76 (d, J = 1.6.0 Hz, 1H), 8.58-8.56 (m, 1H), 7.84-7.81 (m, 1H), 7.65 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 7.33-7.30 (m, 1H), 6.98 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 3.19 (s, 3H), 3.08 (s, 3H);¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 165.85, 150.12, 149.08, 138.53, 134.16, 130.97, 123.52, 119.48, 37.33, 35.86. 高分辨质谱数据为:HRMS ESI (m/z): [M+H]⁺ calcd for C₁₀H₁₃N₂O, 177.1022; found, 177.1014。

实施例十八

在一耐压Schlenk试管中依次装入α-甲基肉桂酸（0.3 mmol），三氟甲磺酸铁（0.03 mmol），以及N,N-二甲基甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二叔丁基（1 mmol），然后该体系密封后在40℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)- N,N,2-三甲基-3-苯基丙烯酰胺（53.4mg），收率为94%。其核磁数据为：¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 7.40-7.33 (m, 4H), 7.30-7.28 (m, 1H), 6.55 (s, 1H), 3.07 (s, 6H), 2.12 (s, 3H);¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 173.62, 136.03, 133.33, 129.59, 128.95, 128.28, 127.33, 38.72, 34.88, 15.95. 高分辨质谱数据为:HRMS ESI (m/z): [M+H]⁺ calcd for C₁₂H₁₆NO, 190.1226; found, 190.1231。

实施例十九

在一耐压Schlenk试管中依次装入4-异丙基肉桂酸（0.3 mmol），氯化亚铁（0.03 mmol），以及N,N-二乙基甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二叔丁基（1 mmol），然后该体系密封后在50℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)- 3-(4-异丙苯基)-N,N-二乙基丙烯酰胺（66.2mg），收率为90%。其核磁数据为：¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 7.69 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 7.45 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.23 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 6.78 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 3.52-3.44 (m, 4H), 2.97- 2.86 (m, 1H), 1.25 (d, J = 8.0 Hz, 9H), 1.19 (t, J = 6.0 Hz, 3H );¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 165.80, 150.50, 142.18, 133.04, 127.73, 126.76, 116.70, 42.20, 40.99, 33.92, 23.74, 14.98, 13.16. 高分辨质谱数据为:HRMS ESI (m/z): [M+H]⁺ calcd for C₁₆H₂₄NO, 246.1852; found, 246.1854。

实施例二十

在一耐压Schlenk试管中依次装入4-异丙基肉桂酸（0.3 mmol），无水硫酸铁（0.03 mmol），以及N,N-二丁基甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二叔丁基（1 mmol），然后该体系密封后在70℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)- 3-(4-异丙苯基)-N,N-二丁基丙烯酰胺（75mg），收率为83%。其核磁数据为：¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 7.68 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 7.44 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.23 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 6.79 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 3.44-3.37 (m, 4H), 2.97-2.87 (m, 1H), 1.66-1.54 (m, 4H), 1.42-1.31 (m, 4H), 1.26 (d, J = 8.0 Hz, 6H), 0.99-0.93 (m, 6H);¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 166.17, 150.53, 142.13, 133.15, 127.76, 126.82, 116.80, 47.93, 46.67, 33.98, 31.93, 30.08, 23.79, 20.29, 20.09, 13.89, 13.82. 高分辨质谱数据为:HRMS ESI (m/z): [M+H]⁺ calcd for C₂₀H₃₂NO, 302.2478; found, 302.2468。

实施例二十一

在一耐压Schlenk试管中依次装入4-异丙基肉桂酸（0.3 mmol），碘化亚铁（0.03 mmol），以及1-甲酰吡咯烷（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二叔丁基（1 mmol），然后该体系密封后在40℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)- 3-(4-异丙苯基)-1-(1-吡咯烷基)-2-丙烯-1-酮（55.5mg），收率为76%。其核磁数据为：¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 7.68 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 7.47 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.23 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 6.69 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 3.64-3.57 (m, 4H), 2.97-2.86 (m, 1H), 2.03-1.96 (m, 2H), 1.92-1.85 (m, 2H), 1.25 (d, J = 8.0 Hz, 6H);¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 164.84, 150.59, 141.63, 132.80, 127.79, 126.72, 117.66, 46.47, 45.93, 33.87, 25.99, 24.20, 23.68. 高分辨质谱数据为:HRMS ESI (m/z): [M+H]⁺ calcd for C₁₆H₂₂NO, 244.1696; found, 244.1695。

实施例二十二

在一耐压Schlenk试管中依次装入4-异丙基肉桂酸（0.3 mmol），氯化亚铁（0.03 mmol），以及N-甲酰哌啶（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过硫酸铵（1 mmol），然后该体系密封后在50℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)- 3-(4-异丙苯基)-1-(1-哌啶基)-2-丙烯-1-酮（55.6mg），收率为72%。其核磁数据为：¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 7.62 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 7.45 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.22 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 6.85 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 3.62 (d, J = 28.0 Hz, 4H), 2.96-2.86 (m, 1H), 1.69-1.66 (m, 2H), 1.61-1.57 (m, 4H), 1.25 (d, J = 8.0 Hz, 6H);¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 165.51, 150.51, 142.14, 133.06, 127.69, 126.78, 116.63, 46.96, 43.29, 33.95, 26.70, 25.56, 24.60, 23.77. 高分辨质谱数据为: HRMS ESI (m/z): [M+H]⁺ calcd for C₁₇H₂₄NO, 258.1852; found, 258.1841。

实施例二十三

在一耐压Schlenk试管中依次装入4-异丙基肉桂酸（0.3 mmol），无水硫酸铁（0.03 mmol），以及N -甲酰吗啉（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过硫酸钾（1 mmol），然后该体系密封后在50℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)- 3-(4-异丙苯基)-1-(1-吗啡啉基)-2-丙烯-1-酮（58.4mg），收率为75%。其核磁数据为：¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 7.69 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 7.46 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.23 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 6.80 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 3.70 (d, J = 16.0 Hz, 8H), 2.97-2.87 (m, 1H), 1.26 (d, J = 8.0 Hz, 6H);¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 165.74, 150.94, 143.22, 132.67, 127.82, 126.86, 115.39, 66.79, 46.26, 46.12, 42.43, 33.97, 23.74. 高分辨质谱数据为:HRMS ESI (m/z): [M+H]⁺ calcd for C₁₆H₂₂NO₂, 260.1645; found, 260.1646。

实施例二十四

在一耐压Schlenk试管中依次装入4-异丙基肉桂酸（0.3 mmol），溴化亚铁（0.03 mmol），以及甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二异丙苯（1 mmol），然后该体系密封后在50℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)- 3-(4-异丙苯基)-丙烯酰胺（25.6mg），收率为75%。其核磁数据为：¹H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 7.51 (s, 1H), 7.47 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.38 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 7.27 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.06 (s, 1H), 6.56 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 2.94-2.84 (m, 1H), 1.19(d, J = 8.0 Hz, 6H);¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 166.95, 150.12, 139.25, 132.55, 127.70, 126.94, 121.31, 33.36, 23.74. 高分辨质谱数据为:HRMS ESI (m/z): [M+Na]⁺ calcd for C₁₂H₁₅NNaO, 212.1046; found, 212.1042。

实施例二十五

在一耐压Schlenk试管中依次装入4-异丙基肉桂酸（0.3 mmol），氧化亚铁（0.06 mmol），以及N-甲基甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入叔丁基过氧化氢（1 mmol），然后该体系密封后在50℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)- 3-(4-异丙苯基)-N-甲基丙烯酰胺（37.8mg），收率为62%。其核磁数据为：¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 7.61 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 7.42 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.21 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 6.38 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 5.90 (s, 1H), 2.94-2.87 (m, 4H), 1.24 (d, J = 8.0 Hz, 6H);¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 167.16, 151.01, 140.95, 132.66, 128.05, 127.10, 119.80, 34.22, 26.73, 24.01. 高分辨质谱数据为: HRMS ESI (m/z): [M+H]⁺ calcd for C₁₃H₁₈NO, 204.1383; found, 204.1384。

实施例二十六

在一耐压Schlenk试管中依次装入肉桂酸（0.3 mmol），三碘化铁（0.015 mmol），以及N,N-二乙基甲酰胺（2 mL），将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器加入过氧化二叔丁基（0.5 mmol），然后该体系密封后在50℃的油浴加热12小时，反应结束后蒸馏除去溶剂，浓缩后通过简单的柱层析（洗脱剂使用石油醚（60~90℃）与乙酸乙酯的混合溶剂）即可得到产物(E)- N,N-二乙基肉桂酰胺（56.1mg），收率为92%。其核磁数据为：¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 7.71 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 7.54-7.51 (m, 2H), 7.39-7.33 (m, 3H), 6.83 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 3.52-3.45 (m, 4H), 1.26 (t, J = 8.0 Hz, 3H), 1.19 (t, J = 8.0 Hz, 3H);¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 165.90, 142.47, 135.66, 129.64, 128.95, 127.93, 117.96, 42.51, 41.29, 15.27, 13.41. 高分辨质谱数据为:HRMS ESI (m/z): [M+H]⁺ calcd for C₁₃H₁₈NO, 204.1383; found, 204.1379。

Claims

1.一种制备α,β-不饱和酰胺的方法，其特征在于，包括以下步骤：在惰性气氛中，以肉桂酸类化合物与甲酰胺类化合物为反应物，以铁盐和氧化剂为催化体系，通过酰胺化反应制备得到产物α,β-不饱和酰胺；

其中，铁盐选自无水硫酸铁、三氟甲磺酸铁、乙酰丙酮铁、氧化铁、三溴化铁、三氯化铁、三碘化铁、氧化亚铁、氯化亚铁、溴化亚铁、碘化亚铁、单质铁、四氧化三铁、二茂铁中的一种或者一种以上的混合物；氧化剂选自叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过硫酸钾或者过硫酸铵中的一种或者一种以上的混合物；

所述催化体系中，铁盐和氧化剂的摩尔比为1∶15～40。

2.根据权利要求1所述α,β-不饱和酰胺的制备方法，其特征在于：所述甲酰胺类化合物为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N,N-二丁基甲酰胺、1-甲酰吡咯烷、N-甲酰哌啶、N-甲酰吗啉、甲酰胺或者N-甲基甲酰胺。

3.根据权利要求2所述α,β-不饱和酰胺的制备方法，其特征在于：所述肉桂酸类化合物为肉桂酸、4-氯肉桂酸、4-氟肉桂酸、4-三氟甲基肉桂酸、4-异丙基肉桂酸、4-甲基肉桂酸、3-甲基肉桂酸、4-甲氧基肉桂酸、2-甲氧基肉桂酸、3-甲氧基肉桂酸、3,4-二甲氧基肉桂酸、3,4,5-三甲氧基肉桂酸、4-硝基肉桂酸、3-(1-萘基)丙烯酸、2-呋喃丙烯酸、2-噻吩丙烯酸、3-吡啶丙烯酸、α-甲基肉桂酸、4-异丙基肉桂酸。

4.根据权利要求1所述α,β-不饱和酰胺的制备方法，其特征在于：所述惰性气氛为氩气气氛。

5.根据权利要求1所述α,β-不饱和酰胺的制备方法，其特征在于：肉桂酸与铁盐的摩尔比为：5～20∶1。

6.根据权利要求1所述α,β-不饱和酰胺的制备方法，其特征在于：肉桂酸与甲酰胺类化合物的摩尔比为：1∶35～170。

7.根据权利要求1所述α,β-不饱和酰胺的制备方法，其特征在于：反应温度为30～70℃。

8.根据权利要求1所述α,β-不饱和酰胺的制备方法，其特征在于：反应时间为8～14小时。

9.一种铁盐催化体系在催化肉桂酸类化合物与甲酰胺类化合物的酰胺化反应制备α,β-不饱和酰胺中的应用；所述铁盐催化体系由铁盐和氧化剂组成，其中铁盐和氧化剂的摩尔比为1∶15～40；所述铁盐选自无水硫酸铁、三氟甲磺酸铁、乙酰丙酮铁、氧化铁、三溴化铁、三氯化铁、三碘化铁、氧化亚铁、氯化亚铁、溴化亚铁、碘化亚铁、单质铁、四氧化三铁、二茂铁中的一种或者一种以上的混合物；氧化剂选自叔丁基过氧化氢、氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过硫酸钾或者过硫酸铵中的一种或者一种以上的混合物。