CN109896964B - 一种催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法 - Google Patents

一种催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法，其特征在于，包括：在催化剂的催化作用下，环己基乙炔和二级胺在溶剂中发生氢胺化反应，得到烯胺类化合物；所述的催化剂的分子式为[R1R2C(C5H4N)2]Pd＝NPh，其中，R1和R2独立地选自H,CH3和Ph，所述的溶剂为芳香烃，反应温度为60～100℃，反应时间为6～12h。本发明反应条件温和，催化效率高，原子经济性高，成本较低且产物易于分离，不会产生大量废渣，适合工业化生产。

Description

一种催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法
技术领域
本发明属于催化化学技术领域，具体涉及含吡啶配体的二价钯亚胺配合物催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法。
背景技术
烯胺化合物在多个领域发挥着重要的作用，如作为前驱体适用于各种含氮杂环衍生物的合成；其自身也具有特殊药性，作为关键结构单元存在于众多天然产物和药物中；此外烯胺作为中间体，被广泛地应用于手性胺的制备中。传统构建烯胺的方法主要有缩合反应、加成反应、杂环裂解和亚胺制备烯胺等几种方法，以及一些特殊合成法如Curtius重排、酰胺α，β位消除反应和酮肟还原酰化等；这些方法有明显的不足：(1)反应条件的要求较高，如高温高压或是极低温；(2)对反应原料不同功能性基团的容忍度低；(3)氨基试剂种类有限；(4)对反应体系要求高，如绝对无水无氧、催化剂种类少和用量高、特殊配体等；(5)反应原料的限制性，如原料类型单一、制备繁琐困难等。这些不足极大地限制了烯胺化学的发展。而通过炔烃的氢胺化反应制备烯胺更为简单，反应条件更温和，且反应原子经济性高(100％)，因此炔烃的氢胺化反应是合成高价值烯胺类化合物的最优方法。
发明内容
本发明的目的在于提出一种含吡啶配体的二价钯亚胺配合物催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法。
为了达到上述目的，本发明提供了一种催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法，其特征在于，包括：在催化剂的催化作用下，环己基乙炔和二级胺在溶剂中发生氢胺化反应，得到烯胺类化合物；所述的催化剂的分子式为[R1R2C(C5H4N)2]Pd＝NPh，其中，R1和R2独立地选自H,CH3和Ph，所述的溶剂为芳香烃，反应温度为60～100℃，反应时间为6～12h。
本发明所述的催化剂的结构式为式(I)；
Figure BDA0002000824940000021
本发明提供一种含吡啶配体的二价钯亚胺配合物[Pd]催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法，具体反应如下：
Figure BDA0002000824940000022
优选地，所述的催化剂的分子式为[CH2(C5H4N)2]Pd＝NPh、[(CH3)CH(C5H4N)2]Pd＝NPh或[PhCH(C5H4N)2]Pd＝NPh。
优选地，所述的催化剂和环己基乙炔的摩尔比为1000:1～500:1。
优选地，所述的环己基乙炔和二级胺的摩尔比为1.5:1～1.0:1。
优选地，所述的溶剂为甲苯。
优选地，所述的溶剂与环己基乙炔的摩尔比为1.:1～20:1mL/g。
优选地，所述的氢胺化反应温度为60～100℃，反应时间为6～12h。
优选地，所述的二级胺为甲基、乙基、异丙基或苯基取代的二级胺。
优选地，所述的反应结束后，经过后处理，得到烯胺类化合物。
更优选地，所述的后处理的步骤包括：加入乙酸乙酯和水进行萃取，分液，有机相用无水硫酸钠进行干燥，再过滤浓缩，经重结晶或柱层析方式纯化，得到烯胺类化合物。
更优选地，所述的萃取次数可以为2-4次，优选为3次。
和现有技术相比，本发明的有益效果在于，
(1)本发明中催化剂二价钯亚胺配合物具有较高的物理化学稳定性和热稳定性，在空气中或高温下依然保持稳定；因此反应过程中不需要苛刻条件如无水无氧环境。
(2)本发明的环己基乙炔氢胺化反应的原子经济性为100％，理论上该反应无任何副产物，避免了大量废渣的产生，具有绿色环保，经济高效的特点。
(3)本发明中环己基乙炔氢胺化反应在温和(60-100℃)的条件下即具有较高的催化活性，收率高(87％～97％)，且区域选择性好，均为反马氏加成产物。
(4)本发明催化剂具有极高的催化活性和区域选择性，合成工艺简单绿色，具有优良的选择性和高产率，原子经济性高，减少三废产生，环境友好，操作简便，适合工业化生产。
附图说明
图1为实施例1,2中催化剂二价钯亚胺配合物的红外光谱图。
图2为实施例3,4,5中催化剂二价钯亚胺配合物的红外光谱图。
图3为实施例6中催化剂二价钯亚胺配合物的红外光谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
以下实施例所述的二价钯亚胺配合物催化剂的分子式为[R1R2C(C5H4N)2]Pd＝NPh，结构式为(I)，R1和R2独立地选自H,CH3和Ph。
该催化剂为市售定制产品，购自上海汉亭化学有限公司。
Figure BDA0002000824940000031
实施例1：二价钯亚胺配合物催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺
Figure BDA0002000824940000032
一种催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法，具体步骤为：
将式(I)所示的催化剂[CH2(C5H4N)2]Pd＝NPh(3.7mg，0.00001mol)，环己基乙炔(1.08g，0.01mol)和甲基苯基胺(1.02g，0.01mol)和6mL甲苯加入反应管，在催化剂的催化作用下，环己基乙炔和二级胺在甲苯中发生氢胺化反应，反应温度60℃，反应时间为8h，结束后用20mL乙酸乙酯和10mL水萃取体系，分液，所得有机相再加入5mL乙酸乙酯和5mL水萃取2次，分液，合并有机相，用无水硫酸钠进行干燥，再过滤浓缩，反应液经硅胶柱层析(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯，体积比为6:1)分离纯化，得到对应的烯胺类化合物，将所得产品做LC-MS得到产品2.0425g，收率95％。1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.91(d,J＝7.0Hz,2H),7.71-7.62(m,3H),6.60(s,1H),6.33(s,1H),3.01(s,3H),1.46-1.38(m,1H),1.29-1.05(m,10H)。附图1为实施例1中所用催化剂[CH2(C5H4N)2]Pd＝NPh的红外光谱图。
实施例2：二价钯亚胺配合物催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺
Figure BDA0002000824940000041
一种催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法，具体步骤为：
将式(I)所示的催化剂[CH2(C5H4N)2]Pd＝NPh(3.7mg，0.00001mol)，环己基乙炔(1.29g，0.012mol)和甲基乙基胺(1.02g，0.01mol)和8mL甲苯加入反应管，在催化剂的催化作用下，环己基乙炔和二级胺在甲苯中发生氢胺化反应，反应温度75℃，反应时间为6h，结束后用20mL乙酸乙酯和10mL水萃取体系，分液，所得有机相再加入5mL乙酸乙酯和5mL水萃取2次，分液，合并有机相，用无水硫酸钠进行干燥，再过滤浓缩，反应液经硅胶柱层析(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯，体积比为6:1)，分离纯化得到对应的烯胺类化合物，将所得产品做LC-MS得到产品1.5865g，收率95％。1H NMR(500MHz,CDCl3):δ6.63(s,1H),6.40(s,1H),3.09-3.00(m,5H),2.33(t,J＝7.0Hz,2H),1.44-1.38(m,1H),1.28-1.09(m,10H)。附图1为实施例2中所用催化剂[CH2(C5H4N)2]Pd＝NPh的红外光谱图。
实施例3：二价钯亚胺配合物催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺
Figure BDA0002000824940000042
一种催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法，具体步骤为：
将式(I)所示的催化剂[(CH3)CH(C5H4N)2]Pd＝NPh(7.6mg，0.00002mol)，环己基乙炔(1.62g，0.015mol)和甲基异丙基胺(1.02g，0.01mol)和10mL甲苯加入反应管，在催化剂的催化作用下，环己基乙炔和二级胺在甲苯中发生氢胺化反应，反应温度100℃，反应时间为12h，结束后用20mL乙酸乙酯和10mL水萃取体系，分液，所得有机相再加入5mL乙酸乙酯和5mL水萃取2次，分液，合并有机相，用无水硫酸钠进行干燥，再过滤浓缩，反应液经硅胶柱层析(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯，体积比为6:1)，分离纯化得到对应的烯胺类化合物，将所得产品做LC-MS得到产品1.5747g，收率87％。1H NMR(500MHz,CDCl3):δ6.65(s,1H),6.42(s,1H),3.11-3.00(m,4H),2.25(d,J＝7.2Hz,6H),1.45-1.37(m,1H),1.29-1.07(m,10H)。附图2为实施例3中所用催化剂[(CH3)CH(C5H4N)2]Pd＝NPh的红外光谱图。
实施例4：二价钯亚胺配合物催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺
Figure BDA0002000824940000051
一种催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法，具体步骤为：
将式(I)所示的催化剂[(CH3)CH(C5H4N)2]Pd＝NPh(3.8mg，0.00001mol)，环己基乙炔(1.08g，0.01mol)和二甲胺(1.02g，0.01mol)和5mL甲苯加入反应管，在催化剂的催化作用下，环己基乙炔和二级胺在甲苯中发生氢胺化反应，反应温度60℃，反应时间为6h，结束后用20mL乙酸乙酯和10mL水萃取体系，分液，所得有机相再加入5mL乙酸乙酯和5mL水萃取2次，分液，合并有机相，用无水硫酸钠进行干燥，再过滤浓缩，反应液经硅胶柱层析(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯，体积比为6:1)，分离纯化得到对应的烯胺类化合物，将所得产品做LC-MS得到产品1.4841g，收率97％。1H NMR(500MHz,CDCl3):δ6.66(s,1H),6.40(s,1H),3.05(s,6H),1.44-1.36(m,1H),1.29-1.11(m,10H)。附图2为实施例4中所用催化剂[(CH3)CH(C5H4N)2]Pd＝NPh的红外光谱图。
实施例5：二价钯亚胺配合物催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺
Figure BDA0002000824940000052
一种催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法，具体步骤为：
将式(I)所示的催化剂[(CH3)CH(C5H4N)2]Pd＝NPh(3.8mg，0.00001mol)，环己基乙炔(1.08g，0.01mol)和二乙胺(1.02g，0.01mol)和5mL甲苯加入反应管，在催化剂的催化作用下，环己基乙炔和二级胺在甲苯中发生氢胺化反应，反应温度80℃，反应时间为8h，结束后用20mL乙酸乙酯和10mL水萃取体系，分液，所得有机相再加入5mL乙酸乙酯和5mL水萃取2次，分液，合并有机相，用无水硫酸钠进行干燥，再过滤浓缩，反应液经硅胶柱层析(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯，体积比为6:1)，分离纯化得到对应的烯胺类化合物，将所得产品做LC-MS得到产品1.7014g，收率94％。1H NMR(500MHz,CDCl3):δ6.69(s,1H),6.42(s,1H),3.09-3.00(m,4H),2.30(t,J＝7.2Hz,6H),1.45-1.37(m,1H),1.28-1.09(m,10H)。附图2为实施例5中所用催化剂[(CH3)CH(C5H4N)2]Pd＝NPh的红外光谱图。
实施例6：二价钯亚胺配合物催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺
Figure BDA0002000824940000061
一种催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法，具体步骤为：
将式(I)所示的催化剂[PhCH(C5H4N)2]Pd＝NPh(8.8mg，0.00002mol)，环己基乙炔(1.08g，0.01mol)和二苯基胺(1.02g，0.01mol)和5mL甲苯加入反应管，在催化剂的催化作用下，环己基乙炔和二级胺在甲苯中发生氢胺化反应，反应温度80℃，反应时间为12h，结束后用20mL乙酸乙酯和10mL水萃取体系，分液，所得有机相再加入5mL乙酸乙酯和5mL水萃取2次，分液，合并有机相，用无水硫酸钠进行干燥，再过滤浓缩，反应液经硅胶柱层析(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯，体积比为6:1)，分离纯化得到对应的烯胺类化合物，将所得产品做LC-MS得到产品2.4930g，收率90％。1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.85(d,J＝7.0Hz,4H),7.75-7.60(m,6H),6.62(s,1H),6.37(s,1H),1.49-1.40(m,1H),1.28-1.07(m,10H)。附图3为实施例6中所用催化剂[PhCH(C5H4N)2]Pd＝NPh的红外光谱图。

Claims (10)

1.一种催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法，其特征在于，包括：在催化剂的催化作用下，环己基乙炔和二级胺在溶剂中发生氢胺化反应，得到烯胺类化合物；所述的催化剂的分子式为[R1R2C(C5H4N)2]Pd＝NPh，其中，R1和R2独立地选自H,CH3和Ph，所述的溶剂为芳香烃，反应温度为60～100℃，反应时间为6～12h；具体反应如下：
Figure FDA0003323120910000011
所述的催化剂的结构式为式(I)：
Figure FDA0003323120910000012
2.如权利要求1所述的催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法，其特征在于，包括：所述的催化剂的分子式为[CH2(C5H4N)2]Pd＝NPh、[(CH3)CH(C5H4N)2]Pd＝NPh或[PhCH(C5H4N)2]Pd＝NPh。
3.如权利要求1所述的催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法，其特征在于，所述的催化剂和环己基乙炔的摩尔比为1000:1～500:1。
4.如权利要求1所述的催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法，其特征在于，所述的环己基乙炔和二级胺的摩尔比为1.5:1～1.0:1。
5.如权利要求1所述的催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法，其特征在于，所述的溶剂为甲苯。
6.如权利要求1所述的催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法，其特征在于，所述的溶剂与环己基乙炔的摩尔比为1.:1～20:1mL/g。
7.如权利要求1所述的催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法，其特征在于，所述的氢胺化反应温度为60～100℃，反应时间为6～12h。
8.如权利要求1所述的催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法，其特征在于，所述的二级胺为甲基、乙基、异丙基或苯基取代的二级胺。
9.如权利要求1所述的催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法，其特征在于，所述的反应结束后，经过后处理，得到烯胺类化合物。
10.如权利要求9所述的催化环己基乙炔氢胺化反应制备烯胺类化合物的方法，其特征在于，所述的后处理的步骤包括：加入乙酸乙酯和水进行萃取，分液，有机相用无水硫酸钠进行干燥，再过滤浓缩，经重结晶或柱层析方式纯化，得到烯胺类化合物。
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