CN106278775A - 一种芳基酰胺类化合物的制备方法及其净化提纯方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种合成芳基酰胺类化合物的制备方法及净化提纯方法，其步骤包括：以各种碘代芳烃及烷基伯胺、烷基仲胺或烷基叔胺为底物，以苯甲腈为溶剂，在过渡金属钯盐和铜盐的催化下，于一氧化碳气体中，在一个大气压环境下，经加热反应制得粗产品，然后，对粗产品进行过滤、除溶剂，获得剩余物；对剩余物采用硅胶柱层析，经洗脱液淋洗，收集流出液；合并含有产物的流出液，对合并后的流出液进行浓缩去溶剂，最后经真空干燥得到目标产物。本发明具有工艺流程简单、成本低、产率高的优点。

Description

一种芳基酰胺类化合物的制备方法及其净化提纯方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，尤其是一种芳基酰胺类化合物的制备方法及其净化提纯方法。
背景技术
芳基酰胺类化合物是一类重要的有机化合物，在很多有生物活性的化合物及天然产物中都存在类似结构，在农药及医药方面都有广泛应用。
文献Angelo, N., Y. ，参考《有机化学》2002年第645期152页(J. Organo.Chem.2002,645,152)公开的通过钯催化卤代芳烃与伯胺及仲胺反应合成芳基酰胺，其方法包括制备过程和净化提成过程。
一、制备过程如下：
以碘苯为底物(4 mmol)，加入仲胺或伯胺(2 mL)，钯与苯并噻唑络合物(4 mol%)、CO气体保护下，以DMA (6 mL)为溶剂，在80 oC反应2 h，得到芳基酰胺粗产品。
二、净化提纯过程如下：
加入稀HCl溶液中和，乙醚萃取得到粗产物。将粗产品冷却，真空抽滤，浓缩，通过柱层色谱得到纯净的硫代醛类化合物。
上述合成方法具有合成效率高的优点，然而该方法需要一种预先准备的结构复杂的钯络合物；此外，该方法选用的胺局限于伯胺和仲胺，价廉易得的叔胺无法使用，故使用上述合成方法不利于工业化普及。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种芳基酰胺类化合物的制备方法及其净化提纯方法，该制备方法具有工艺过程简单、成本低、产率高、适宜工业化生产的优点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种芳基酰胺类化合物的制备方法，其特征在于：以下述式（I）和式（II）为底物，以苯甲腈为溶剂，在过渡金属钯盐和氧化剂铜盐的作用下，于一个大气压的一氧化碳气氛中，加热至100℃反应16-24h后制得粗产品，其化学反应式如下：
其中，底物式（I）中的Ar为苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基、邻甲苯基、对碘苯基、邻碘苯基、对腈基苯基中的任意一种，底物式（II）为脂肪族伯、仲、叔胺中的任意一种。
进一步的，所述式（I）与式（II）的摩尔比为1:2。
进一步的，所述式（II）的量为2-3当量。
进一步的，所述催化剂为二苯甲腈氯化钯。
进一步的，所述过渡金属钯盐与底物式（I）的摩尔百分比为5 %-10 %。
进一步的，所述氧化剂为氧化铜。
进一步的，所述氧化剂的量为2-3当量。
发明目的二：本发明提供了一种针对由芳基酰胺类化合物的制备方法制得的粗产品的净化提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：①对粗产品进行过滤、除溶剂及固体残留物，获得粗产物，②对粗产物采用硅胶柱层析，经洗脱液淋洗，收集流出液，③合并含有产物的流出液，④对合并后的流出液进行浓缩去溶剂，最后经真空干燥得到目标产物。
采用上述方案，本发明采用的底物为碘代芳烃、烷基伯、仲、叔胺等价格便宜的产品，采用的催化剂为二苯甲腈氯化钯，比起现有技术中的预先准备的结构复杂的钯络合物，本发明具有反应过程更简单的优点，另外氧化剂采用的氧化铜为常见产品；本发明芳基酰胺类化合物的制备方法，以简单易得的烷基叔胺提供胺源，实现叔胺脱烷基化过程，并在过渡金属钯的催化下与碘代芳烃及一氧化碳气体发生羰基化反应过程，一锅内合成芳基酰胺。该制备方法具有工艺流程简单、成本低的优点，此外，本发明的底物适用范围广，各种伯胺、仲胺和叔胺都能在该条件下反应得到相应芳基酰胺产物，原子经济利用率高，合成体系廉价且不需要配体，本发明适宜工业化普及；上述制得的粗产品经净化提纯得到目标产物，上述净化提纯方法具有操作简便、提纯效果好的优点。
具体实施方式
本发明的具体实施例如下所示。
芳基酰胺类化合物的制备方法，包括以下步骤：以碘代芳烃为底物，在底物中加入胺，底物与胺的摩尔比为1:2；胺的量为2-3当量；然后以苯甲腈为溶剂溶解，并在铜类氧化剂氧化铜，优选的，氧化铜的量为2-3当量；以及在钯催化剂PdCl2(PhCN)2的催化下，优选的PdCl2(PhCN)2的摩尔百分比为5%-10%；同时于一大气压下CO气氛中，于100℃下加热反应16-24小时制得粗产品，其化学反应式如下：
其中，底物通式中的Ar为苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基、邻甲苯基、对碘苯基、邻碘苯基、对腈基苯基的其中一种；胺为脂肪族伯、仲、叔胺。
反应结束冷却后，对由上述方法制得的粗产品进行净化提纯，包括以下步骤：
对粗产品进行过滤获得滤液，对滤液旋转蒸发除溶剂，获得剩余物；
对剩余物采用硅胶柱层析，用乙酸乙酯和石油醚配置的混合洗脱液淋洗，按实际梯度收集流出液；
经TLC检测后，合并含有产物的流出液；
对合并后的流出液通过旋转蒸发仪蒸馏浓缩去除溶剂，最后经真空干燥得到目标产物。
表1-实施例配比表
具体实施例1：变量为碘苯
将61.2毫克（0.3 mmol）碘苯，111毫克（0.6 mmol）三丁胺，5.7毫克(0.05 mmol)PdCl2(PhCN)2, 72毫克（0.9 mmol）氧化铜加入反应试管中，再加入2 mL PhCN，抽出反应管中气体填入1大气压下CO气体保护，100 oC下反应16小时，反应结束后冷却，过滤，滤液旋蒸，除去溶剂，剩余物用硅胶柱层析，石油醚淋洗，TLC检测，合并含有产物的流出液，旋转蒸发仪蒸馏除去溶剂，真空干燥得到黄色液体N,N-二丁基-苯甲酰胺，产率62%。
具体实施例2：变量为对甲碘苯
将65.4毫克（0.3 mmol）对甲碘苯，111毫克（0.6 mmol）三丁胺，5.7毫克(0.05 mmol)PdCl2(PhCN)2, 72毫克（0.9 mmol）氧化铜加入反应试管中，再加入2 mL PhCN，抽出反应管中气体填入1大气压下CO气体保护，100 oC下反应16小时，反应结束后冷却，过滤，滤液旋蒸，除去溶剂，剩余物用硅胶柱层析，石油醚淋洗，TLC检测，合并含有产物的流出液，旋转蒸发仪蒸馏除去溶剂，真空干燥得到黄色液体N,N-二丁基-4-甲基苯甲酰胺，产率92%。
具体实施例3：
将70.2毫克（0.3 mmol）对碘苯甲醚，111毫克（0.6 mmol）三丁胺，5.7毫克(0.05 mmol)PdCl2(PhCN)2, 72毫克（0.9 mmol）氧化铜加入反应试管中，再加入2 mL PhCN，抽出反应管中气体填入1大气压下CO气体保护，100 oC下反应16小时，反应结束后冷却，过滤，滤液旋蒸，除去溶剂，剩余物用硅胶柱层析，石油醚淋洗，TLC检测，合并含有产物的流出液，旋转蒸发仪蒸馏除去溶剂，真空干燥得到黄色液体N,N-二丁基-4-甲氧基苯甲酰胺，产率91%。1HNMR (500 MHz, CDCl3) δ: 7.15 (d, J =8.5 Hz, 2H), 6.70 (d, J =8.5 Hz,2H),3.60(s,3H),3.28(s,2H),3.09(s,2H),1.38(m ,4H),1.09(m,4H),0.77(s,3H),0.64(s, 3H);13CNMR(125MHz,CDCl3)δ: 171.0, 159.9, 129.3, 127.9, 112.9, 54.6, 48.4, 44.0,30.2, 29.2, 19.3, 13.2; LRMS(EI70ev)m/z(%): 263(M+,7), 220(6), 135(100), 107(7), 77(9).
具体实施例4：变量为二乙胺
将70.2毫克（0.3 mmol）对碘苯甲醚，77.4毫克(0.6 mmol)二乙胺，5.7毫克(0.05mmol)PdCl2(PhCN)2, 72毫克（0.9 mmol）氧化铜加入反应试管中，再加入2 mL PhCN，抽出反应管中气体填入1大气压下CO气体保护，100 oC下反应16小时，反应结束后冷却，过滤，滤液旋蒸，除去溶剂，剩余物用硅胶柱层析，石油醚淋洗，TLC检测，合并含有产物的流出液，旋转蒸发仪蒸馏除去溶剂，真空干燥得到黄色液体N,N-二丁基-4-甲氧基苯甲酰胺，产率95%。
具体实施例5：变量为正丁胺
将70.2毫克（0.3 mmol）对碘苯甲醚，4308毫克(0.6 mmol)正丁胺，5.7毫克(0.05mmol)PdCl2(PhCN)2, 72毫克（0.9 mmol）氧化铜加入反应试管中，再加入2 mL PhCN，抽出反应管中气体填入1大气压下CO气体保护，100 oC下反应16小时，反应结束后冷却，过滤，滤液旋蒸，除去溶剂，剩余物用硅胶柱层析，石油醚淋洗，TLC检测，合并含有产物的流出液，旋转蒸发仪蒸馏除去溶剂，真空干燥得到黄色液体N-丁基-4-甲氧基苯甲酰胺，产率62%。
具体实施例6：变量为PdCl2(PhCN)210%
将70.2毫克（0.3 mmol）对碘苯甲醚，77.4毫克(0.6 mmol)三丁胺，11.4毫克(0.1mmol)PdCl2(PhCN)2, 72毫克（0.9 mmol）氧化铜加入反应试管中，再加入2 mL PhCN，抽出反应管中气体填入1大气压下CO气体保护，100 oC下反应16小时，反应结束后冷却，过滤，滤液旋蒸，除去溶剂，剩余物用硅胶柱层析，石油醚淋洗，TLC检测，合并含有产物的流出液，旋转蒸发仪蒸馏除去溶剂，真空干燥得到黄色液体N,N-二丁基-4-甲氧基苯甲酰胺，产率93%。
具体实施例7：变量PdCl2(PhCN)28%
将70.2毫克（0.3 mmol）对碘苯甲醚，77.4毫克(0.6 mmol)三丁胺，9.2毫克(0.08mmol)PdCl2(PhCN)2, 72毫克（0.9 mmol）氧化铜加入反应试管中，再加入2 mL PhCN，抽出反应管中气体填入1大气压下CO气体保护，100 oC下反应16小时，反应结束后冷却，过滤，滤液旋蒸，除去溶剂，剩余物用硅胶柱层析，石油醚淋洗，TLC检测，合并含有产物的流出液，旋转蒸发仪蒸馏除去溶剂，真空干燥得到黄色液体N,N-二丁基-4-甲氧基苯甲酰胺，产率92%。
具体实施例8：变量为三丁胺2.5当量
将70.2毫克（0.3 mmol）对碘苯甲醚，64.5毫克(0.75 mmol)三丁胺，5.7毫克(0.05mmol)PdCl2(PhCN)2, 72毫克（0.9 mmol）氧化铜加入反应试管中，再加入2 mL PhCN，抽出反应管中气体填入1大气压下CO气体保护，100 oC下反应16小时，反应结束后冷却，过滤，滤液旋蒸，除去溶剂，剩余物用硅胶柱层析，石油醚淋洗，TLC检测，合并含有产物的流出液，旋转蒸发仪蒸馏除去溶剂，真空干燥得到黄色液体N,N-二丁基-4-甲氧基苯甲酰胺，产率81%。
具体实施例9：变量为三丁胺3当量
将70.2毫克（0.3 mmol）对碘苯甲醚，116.1毫克(0.9 mmol)三丁胺，5.7毫克(0.05mmol)PdCl2(PhCN)2, 72毫克（0.9 mmol）氧化铜加入反应试管中，再加入2 mL PhCN，抽出反应管中气体填入1大气压下CO气体保护，100 oC下反应16小时，反应结束后冷却，过滤，滤液旋蒸，除去溶剂，剩余物用硅胶柱层析，石油醚淋洗，TLC检测，合并含有产物的流出液，旋转蒸发仪蒸馏除去溶剂，真空干燥得到黄色液体N,N-二丁基-4-甲氧基苯甲酰胺，产率75%。
具体实施例10：变量为氧化铜2当量
将70.2毫克（0.3 mmol）对碘苯甲醚，77.4毫克(0.6 mmol)三丁胺，5.7毫克(0.05mmol)PdCl2(PhCN)2, 48毫克（0.6 mmol）氧化铜加入反应试管中，再加入2 mL PhCN，抽出反应管中气体填入1大气压下CO气体保护，100 oC下反应16小时，反应结束后冷却，过滤，滤液旋蒸，除去溶剂，剩余物用硅胶柱层析，石油醚淋洗，TLC检测，合并含有产物的流出液，旋转蒸发仪蒸馏除去溶剂，真空干燥得到黄色液体N,N-二丁基-4-甲氧基苯甲酰胺，产率78%。
具体实施例11：变量为氧化铜2.5当量
将70.2毫克（0.3 mmol）对碘苯甲醚，77.4毫克(0.6 mmol)三丁胺，5.7毫克(0.05mmol)PdCl2(PhCN)2, 60毫克（0.75 mmol）氧化铜加入反应试管中，再加入2 mL PhCN，抽出反应管中气体填入1大气压下CO气体保护，100 oC下反应16小时，反应结束后冷却，过滤，滤液旋蒸，除去溶剂，剩余物用硅胶柱层析，石油醚淋洗，TLC检测，合并含有产物的流出液，旋转蒸发仪蒸馏除去溶剂，真空干燥得到黄色液体N,N-二丁基-4-甲氧基苯甲酰胺，产率83%。
具体实施例12：变量为反应时间20h
将70.2毫克（0.3 mmol）对碘苯甲醚，77.4毫克(0.6 mmol)三丁胺，5.7毫克(0.05mmol)PdCl2(PhCN)2, 72毫克（0.9 mmol）氧化铜加入反应试管中，再加入2 mL PhCN，抽出反应管中气体填入1大气压下CO气体保护，100 oC下反应20小时，反应结束后冷却，过滤，滤液旋蒸，除去溶剂，剩余物用硅胶柱层析，石油醚淋洗，TLC检测，合并含有产物的流出液，旋转蒸发仪蒸馏除去溶剂，真空干燥得到黄色液体N,N-二丁基-4-甲氧基苯甲酰胺，产率91%。
具体实施例13：变量为反应时间24h
将70.2毫克（0.3 mmol）对碘苯甲醚，77.4毫克(0.6 mmol)三丁胺，5.7毫克(0.05mmol)PdCl2(PhCN)2, 72毫克（0.9 mmol）氧化铜加入反应试管中，再加入2 mL PhCN，抽出反应管中气体填入1大气压下CO气体保护，100 oC下反应24小时，反应结束后冷却，过滤，滤液旋蒸，除去溶剂，剩余物用硅胶柱层析，石油醚淋洗，TLC检测，合并含有产物的流出液，旋转蒸发仪蒸馏除去溶剂，真空干燥得到黄色液体N,N-二丁基-4-甲氧基苯甲酰胺，产率91%。
具体实施例14：变量为2-甲基碘苯
将65.4毫克（0.3 mmol）2-甲基碘苯，111毫克（0.6 mmol）三丁胺，5.7毫克(0.05 mmol)PdCl2(PhCN)2, 72毫克（0.9 mmol）氧化铜加入反应试管中，再加入2 mL PhCN，抽出反应管中气体填入1大气压下CO气体保护，100 oC下反应16小时，反应结束后冷却，过滤，滤液旋蒸，除去溶剂，剩余物用硅胶柱层析，石油醚淋洗，TLC检测，合并含有产物的流出液，旋转蒸发仪蒸馏除去溶剂，真空干燥得到黄色液体N,N-二丁基-2-甲基苯甲酰胺，产率62%。
具体实施例15：变量为1,4-二碘苯
将99毫克（0.3 mmol）1,4-二碘苯，111毫克（0.6 mmol）三丁胺，5.7毫克(0.05 mmol)PdCl2(PhCN)2, 72毫克（0.9 mmol）氧化铜加入反应试管中，再加入2 mL PhCN，抽出反应管中气体填入1大气压下CO气体保护，100 oC下反应16小时，反应结束后冷却，过滤，滤液旋蒸，除去溶剂，剩余物用硅胶柱层析，石油醚淋洗，TLC检测，合并含有产物的流出液，旋转蒸发仪蒸馏除去溶剂，真空干燥得到黄色固体N1,N1,N4,N4-四丁基二酰胺，产率55%。
具体实施例16：变量为1,2-二碘苯
将99毫克（0.3 mmol）1,2-二碘苯，111毫克（0.6 mmol）三丁胺，5.7毫克(0.05 mmol)PdCl2(PhCN)2, 72毫克（0.9 mmol）氧化铜加入反应试管中，再加入2 mL PhCN，抽出反应管中气体填入1大气压下CO气体保护，100 oC下反应16小时，反应结束后冷却，过滤，滤液旋蒸，除去溶剂，剩余物用硅胶柱层析，石油醚淋洗，TLC检测，合并含有产物的流出液，旋转蒸发仪蒸馏除去溶剂，真空干燥得到黄色液体N1,N1,N2,N2-四丁基肽酰胺，产率40%。
具体实施例17：变量为对碘苯甲腈
将68.7毫克（0.3 mmol）对碘苯甲腈，111毫克（0.6 mmol）三丁胺，5.7毫克(0.05 mmol)PdCl2(PhCN)2, 72毫克（0.9 mmol）氧化铜加入反应试管中，再加入2 mL PhCN，抽出反应管中气体填入1大气压下CO气体保护，100 oC下反应16小时，反应结束后冷却，过滤，滤液旋蒸，除去溶剂，剩余物用硅胶柱层析，石油醚淋洗，TLC检测，合并含有产物的流出液，旋转蒸发仪蒸馏除去溶剂，真空干燥得到黄色液体N,N-二丁基-4-腈基苯甲酰胺，产率50%。
针对上述实施例，对比实施例1-3、14-17，其变量为碘代芳烃不同，其产率各自分别为62%、92%、91%、62%、40%、50%，说明该方法具有较好的底物适应性，其中，产物产率有高、有低，说明该产物产率高低与底物中的取代基、取代基位置不同等均有关系；
参照上述实施例3，实施例4-5区别于实施例3的变量为胺，实施例4-5的胺分别为：二丁胺、正丁胺，得到的产物分别为N,N-二丁基-4-甲氧基苯甲酰胺、N-丁基-4-甲氧基苯甲酰胺，产率分别为95%、62%。
参照上述实施例3，实施例6-7区别于实施例3的变量为PdCl2(PhCN)2的量，产率分别为93%、92%。
参照上述实施例3，实施例8-9区别于实施例3的变量为胺的量，产率分别为81%、75%。
参照上述实施例3，实施例10-11区别于实施例3的变量为氧化铜的量，产率分别为75%、83%。
参照上述实施例3，实施例12-13区别于实施例3的变量为反应条件，产率分别为91%、91%。

Claims (8)

1.一种芳基酰胺类化合物的制备方法，其特征在于：以下述式（I）和式（II）为底物，以苯甲腈为溶剂，在过渡金属钯盐和氧化剂铜盐的作用下，于一个大气压的一氧化碳气氛中，加热至100℃反应16-24h后制得粗产品，其化学反应式如下：
（I） （II）
其中，底物式（I）中的Ar为苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基、邻甲苯基、对碘苯基、邻碘苯基、对腈基苯基中的任意一种，底物式（II）为脂肪族伯、仲、叔胺中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的芳基酰胺类化合物的制备方法，其特征在于：所述式（I）与式（II）的摩尔比为1:2。
3.根据权利要求1或2所述的芳基酰胺类化合物的制备方法，其特征在于：所述式（II）的量为2-3当量。
4.根据权利要求1所述的芳基酰胺类化合物的制备方法，其特征在于：所述催化剂为二苯甲腈氯化钯。
5.根据权利要求1或4所述的芳基酰胺类化合物的制备方法，其特征在于：所述过渡金属钯盐与底物式（I）的摩尔百分比为5 %-10 %。
6.根据权利要求1所述的芳基酰胺类化合物的制备方法，其特征在于：所述氧化剂为氧化铜。
7.根据权利要求1或6所述的芳基酰胺类化合物的制备方法，其特征在于：所述氧化剂的量为2-3当量。
8.一种针对由权利要求1所述的芳基酰胺类化合物的制备方法制得的粗产品的净化提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：①对粗产品进行过滤、除溶剂及固体残留物，获得粗产物，②对粗产物采用硅胶柱层析，经洗脱液淋洗，收集流出液，③合并含有产物的流出液，④对合并后的流出液进行浓缩去溶剂，最后经真空干燥得到目标产物。
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