CN110330437A - 一种三级芳基酰胺与硼烷选择性发生还原反应的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种三级芳基酰胺与硼烷选择性发生还原反应的方法。首次实现以非过渡金属化合物三乙基硼氢化钠为催化剂，在温和条件下即可方便地催化三级芳基酰胺衍生物与廉价易得的有机硼试剂发生还原反应来制备三级胺类产物。与传统方法相比，该方法普遍具备底物普适性广、催化剂廉价易得、反应操作简单等优势。首次实现无过渡金属催化剂催化的三级芳基酰胺类化合物与有机硼试剂选择性发生还原反应，为三级芳胺产物的实验室制备或工业生产提供了一种全新的“绿色”反应策略。

Description

一种三级芳基酰胺与硼烷选择性发生还原反应的方法
技术领域
本发明涉及一种高效、高选择性的三级芳基酰胺与硼烷选择性发生还原反应的方法。
背景技术
三级芳基胺化合物是重要的化学中间体，被广泛应用于药物、天然产物和高分子的合成。芳基酰胺的还原反应是拓展有机胺类化合物，探索新的胺类药物活性分子和天然产物的重要方法。近年来，中外学者对芳基酰胺的还原反应进行了大量研究，涌现出了一些成功的还原体系，如：氢气还原(Chem.Sci.2016,7,3432；Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,9381；ACS Catal.2018,8,8014)、硅烷还原(Chem.Rev.2014,114,5477；Chem.Rev.2019,119,2681)等，虽然上述方法取得了一定成功，然而大多涉及过量的试剂、漫长的反应时间、苛刻的操作反应条件，特别是还原反应涉及复杂、昂贵的过渡金属催化剂，导致该类反应的应用局限性大、不利于实际应用，这些均与绿色化学的理念相背离。因此，开发高效、简单的酰胺还原方法，特别是广泛存在于天然产物及药物分子中三级芳基酰胺的选择性还原反应方法不仅具有重要的经济效益，而且还有良好的环境和社会效益。
近些年，有机硼试剂作为还原剂为羰基化合物的还原提供了一种重要的途径，并成功应用于多类过渡金属催化的酰胺与硼烷的还原反应，如：钌催化二级酰胺与芳基硼烷成功制备二级胺类化合物(Angew.Chem.Int.Ed.2019,58,482.)、金属锰催化羰基化合物与硼烷发生选择性还原反应(ACS Catal.2015,5,4219；Chem.Commun,2016,52,13155)、镍成功催化多类酰胺与有机硼烷发生羰基还原反应等。相对于上述报道的过渡金属催化方法，三乙基硼氢化钠催化体系表现出操作简便、廉价易得、成本低等特点。因此，开发利用三乙基硼氢化钠催化体系应用于酰胺与硼烷发生选择性还原反应来制备有机胺类化合物具有非常好的工业和实验室应用前景。
发明内容
本发明的目的是取代传统或过渡金属催化芳基酰胺还原反应方法，提供一种高效、操作简单、廉价易得的催化还原体系，避免需要使用复杂、昂贵的过渡金属催化剂来进行三级芳基酰胺的还原，为实验室制备和工业生产提供一种全新策略。
一种三级芳基酰胺与硼烷选择性发生还原反应的方法，反应方程式为：
根据本发明，所述方法包括以包括以三乙基硼氢化钠作为催化剂，其中R为烷基或芳基，R'为烷基，反应底物为式1化合物，式2化合物用量为式1化合物的3当量，催化剂三乙基硼氢化钠用量为4mol％，反应时间为6小时，反应温度为80℃，以四氢呋喃作为反应溶剂，在氩气保护下高效催化式1化合物与式2化合物发生还原反应，得到式3所示的三取代胺类产物，其反应过程为：氩气环境下，依次将式1化合物、式2化合物、溶剂、三乙基硼氢化钠加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明做进一步说明，本发明的具体实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
实施例1，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：76％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ7.15(t,J＝8.0Hz,2H),6.66-6.58(m,3H),3.32(q,J＝18.0Hz,J＝10Hz,2H),2.82(s,3H),1.04(t,J＝8.0Hz,3H)。
实施例2，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：59％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ6.93(t,J＝8.0Hz,2H),6.68-6.64(m,2H),3.35(q,J＝12.0Hz,J＝8.0Hz,2H),2.86(s,3H),1.10(t,J＝6.0Hz,3H)。
实施例3，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：70％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ7.16(d,J＝8.0Hz,2H),6.62(d,J＝12.0Hz,2H),3.38(q,J＝14.0Hz,J＝6.0Hz,2H),2.89(s,3H),1.11(t,J＝8.0Hz,3H)。
实施例4，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：59％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ7.29(d,J＝8.0Hz,2H),6.58(d,J＝8.0Hz,2H),3.37(q,J＝14.0Hz,J＝6.0Hz,2H),2.88(s,3H),1.11(m,3H)。
实施例5，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：61％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ7.45(d,J＝12.0Hz,2H),6.48(d,J＝8.0Hz,2H),3.36(q,J＝12.0Hz,J＝8.0Hz,2H),2.87(s,3H),1.10(t,J＝8.0Hz,3H)。
实施例6，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：51％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ7.43(d,J＝8.0Hz,2H),6.69(d,J＝8.0Hz,2H),3.45(q,J＝12.0Hz,J＝8.0Hz,2H),2.97(s,3H),1.15(t,J＝8.0Hz,3H)。
实施例7，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：66％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ6.84(d,J＝8.0Hz,2H),6.74(d,J＝8.0Hz,2H),3.77(s,3H),3.32(q,J＝12.0Hz,J＝8.0Hz,2H),2.84(s,3H),1.09(t,J＝8.0Hz,3H)。
实施例8，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：68％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ7.06(d,J＝8.0Hz,2H),6.68(d,J＝8.0Hz,2H),3.38(q,J＝16.0Hz,J＝8.0Hz,2H),2.88(s,3H),2.27(s,3H),1.11(t,J＝6.0Hz,3H)。
实施例9，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：72％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ7.14(t,J＝8.0Hz,1H),6.59(s,3H),3.39(q,J＝14.0Hz,J＝6.0Hz,2H),2.91(s,3H),2.32(s,3H),1.13(t,J＝8.0Hz,3H)。
实施例10，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：75％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ7.22-7.17(m,2H),7.08(d,J＝8.0Hz,1H),6.99(t,J＝8.0Hz,1H),2.95(q,J＝12.0Hz,J＝8.0Hz,2H),2.72(s,3H),2.35(s,3H),1.14(t,J＝8.0Hz,3H)。
实施例11，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：63％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ8.25(d,J＝12.0Hz,1H),7.83(d,J＝8.0Hz,1H),7.54(d,J＝8.0Hz,1H),7.51-7.44(m,2H),7.40(t,J＝8.0Hz,1H),7.11(d,J＝8.0Hz,1H),3.16(q,J＝14.0Hz,J＝6.0Hz,2H),2.88(s,3H),1.22(t,J＝8.0Hz,3H)。
实施例12，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：69％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ7.23(t,J＝4.0Hz,2H),6.72-6.65(m,3H),3.40-3.30(m,4H),1.20-1.12(m,6H)。
实施例13，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：67％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ7.14(t,J＝8.0Hz,2H),6.68(d,J＝8.0Hz,2H),6.58(t,J＝8.0Hz,1H),4.01-3.94(m,1H),3.17(q,J＝12.0Hz,J＝8.0Hz,2H),1.14-1.08(m,9H)。
实施例14，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：63％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ7.14(t,J＝8.0Hz,2H),6.63-6.57(m,3H),3.19(t,J＝8.0Hz,2H),2.85(s,3H),1.57-1.48(m,2H),0.84(t,J＝6.0Hz,3H)。
实施例15，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：74％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ7.21(t,J＝8.0Hz,2H),6.65(d,J＝10.0Hz,3H),3.08(d,J＝8.0Hz,2H),2.94(s,3H),2.10-2.01(m,1H),0.91(d,J＝4.0Hz,6H)。
实施例16，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：64％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ7.25-7.22(m,2H),7.16-7.12(m,5H),6.68(d,J＝8.0Hz,2H),6.63(t,J＝6.0Hz,1H),4.46(s,2H),2.94(s,3H)。
实施例17，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：72％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ7.18(t,J＝10.0Hz,2H),7.07(d,J＝8.0Hz,1H),6.97(t,J＝8.0Hz,1H),2.85(t,J＝8.0Hz,2H),2.68(s,3H),2.33(s,3H),1.56(q,J＝14.0Hz,J＝6.0Hz,2H),0.92(t,J＝8.0Hz,3H)。
实施例18，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：77％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ7.08(t,J＝8.0Hz,2H),6.66(t,J＝8.0Hz,1H),6.50(d,J＝8.0Hz,1H),3.88(q,J＝14.0Hz,J＝6.0Hz,1H),3.34(t,J＝8.0Hz,2H),3.15(q,J＝12.0Hz,J＝8.0Hz,2H),2.97(t,J＝8.0Hz,2H),1.26(t,J＝6.0Hz,1H),1.21(t,J＝6.0Hz,3H)。
实施例19，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：72％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ7.07-7.02(m,2H),6.61(t,J＝8.0Hz,1H),6.41(d,J＝8.0Hz,1H),3.75-3.69(m,1H),3.32-3.22(m,1H),3.19-3.07(m,2H),2.59(dd,J＝16.0Hz,J＝8.0Hz,1H),1.30(d,J＝8.0Hz,3H),1.12(t,J＝8.0Hz,3H)。
实施例20，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：66％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ7.07(t,J＝8.0Hz,1H),6.96(d,J＝8.0Hz,1H),6.62(d,J＝8.0Hz,1H),6.57(t,J＝8.0Hz,1H),3.36(q,J＝12.0Hz,J＝8.0Hz,2H),3.28(t,J＝6.0Hz,2H),2.77(t,J＝6Hz,2H),2.01-1.95(m,2H),1.16(t,J＝6.0Hz,3H)。
实施例21，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：59％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ7.17-7.11(m,2H),6.93(d,J＝8.0Hz,1H),6.86(t,J＝8.0Hz,1H),3.19(q,J＝14.0Hz,J＝6.0Hz,2H),2.93(t,J＝6.0Hz,2H),2.80(t,J＝6.0Hz,2H),1.76-1.71(m,2H),1.65-1.58(m,2H),1.20(t,J＝6.0Hz,3H)。
实施例22，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：69％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ6.84(t,J＝8.0Hz,1H),6.78(d,J＝8.0Hz,1H),6.70(d,J＝8.0Hz,1H),6.61(t,J＝8.0Hz,1H),4.26(t,J＝4.0Hz,2H),3.38-3.31(m,4H),1.16(t,J＝8.0Hz,3H)。
实施例23，其中酰胺底物如下：
酰胺底物结构式：
氩气环境下，依次将式酰胺底物(0.5mmol)、硼烷(1.5mmol,3.0equiv.)、THF(2mL)、三乙基硼氢化钠(4mol％)加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物，收率为：66％。产物的核磁数据：1H NMR(400MHz,CDCl3,20℃)δ7.03(t,J＝4.0Hz,1H),6.98(d,J＝8.0Hz,1H),6.70(d,J＝8.0Hz,1H),6.60(t,J＝6.0Hz,1H),3.61-3.59(m,2H),3.41-3.36(m,2H),3.06-3.03(m,2H),1.20-1.17(m,3H)。
需要说明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换、或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims (1)

1.一种三级芳基酰胺与硼烷选择性发生还原反应的方法，反应方程式如下：
本反应特征在于所述方法包括以三乙基硼氢化钠作为催化剂，其中R为烷基或芳基，R'为烷基，反应底物为式1化合物，式2化合物用量为式1化合物的3当量，催化剂三乙基硼氢化钠用量为4mol％，反应时间为6小时，反应温度为80℃，以四氢呋喃作为反应溶剂，在氩气保护下高效催化式1化合物与式2化合物发生还原反应，得到式3所示的三取代胺类产物，其反应过程为：氩气环境下，依次将式1化合物、式2化合物、溶剂、三乙基硼氢化钠加入到10mL封管中，并置于80℃油浴加热搅拌6小时，反应结束，将反应暴露于空气淬灭，随后直接通过柱层析分离得到产物。
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