CN112661584A - 一种光催化n-烷基酰胺化合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于有机合成技术领域,提供了一种N‑烷基酰胺化合物的制备方法。以二噁唑酮类化合物和烷烃衍生物为原料,锰催化剂和添加剂在光催化作用下,于有机溶剂中在温和条件下,反应12~24小时,转化为N‑烷基酰胺化合物。本发明的有益效果是原料廉价易得、条件温和、环境友好、有实现工业化的可能性,并且以较高收率得到N‑烷基酰胺化合物;利用该方法所合成的N‑烷基酰胺化合物可以进一步官能化得到各类化合物,应用于天然产物、功能材料及精细化学品的开发与研究。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域,提供了一种N-烷基酰胺化合物的制备方法。
背景技术
酰胺化合物广泛存在自然界,它构成了生物学上蛋白质的重要骨架。此外,酰胺聚合物在日常生活中有着广泛的应用,例如尼龙材料,粘合剂等。酰胺也是农用化学品和精细化工行业产品中的重要结构单元。例如,含酰胺药物占市场上所有药物的25%,并且在调查中发现制药公司2/3的候选药物均存在酰胺官能团。目前合成酰胺化合物的方法有Ritter反应、Beckmann反应以及羧酸或者酰氯和胺的缩合反应。
Ritter反应通常是在强酸催化下腈类化合物与烯烃或醇作用形成N-烷基酰胺类化合物。对于此反应,首先烯烃或醇在酸性条件下生成相应的碳正离子,而后碳正离子进攻氰基氮原子,最终加水得到目标产物,但该体系对于酸敏感和水敏感的的底物未能实现[Ritter,J.J.,Kalish,J.J.Am.Chem.Soc.1948,70, 4048-4050.;Guérinot A,Reymond S,Cossy J.Eur.J.Org.Chem.2012,19-28]。 Beckmann重排也是在酸性条件下完成的,同样限制了底物的范围[Beckmann,E. Ber.Dtsch.Chem.Ges.1886,19,988.;Gawley,R.E.Org.React.1988,35,1.]。此外,通过羧酸和胺的直接缩合也能实现酰胺类化合物的合成,但该方法一般需要在大量的偶联剂存在下进行,而且还需要很高的温度。存在原子经济性差,副产物多,偶联剂难以后处理等不足之处。酰氯与胺的直接反应则会产生大量的氯化氢有毒气体,不符合绿色化学发展理念[Valeur,E.;Bradley,M.Chem.Soc.Rev. 2009,38,606.]。
因此如何降低体系温度,发展环境友好温和的方法是我们目前所面临的挑战。
发明内容
本发明提供了一种光催化N-烷基酰胺化合物的合成方法,该方法环境友好、条件温和、操作简便、原料廉价易得,并且收率高。
本发明采用的技术方案如下:
一种N-烷基酰胺化合物的制备方法,以二噁唑酮类化合物和烷烃衍生物为原料,采用锰催化剂和添加剂,光照下在有机溶剂中反应制备N-烷基酰胺化合物,合成路线如下:
在上述合成方法中,R1选自烷基或芳基;R2选自酰基、芳基;R3选自酰基、芳基或烷氧基。
二噁唑酮衍生物、烷烃衍生物与锰催化剂的摩尔比为1:1:0.05~1:1:0.1。
锰催化剂选自二氧化锰、水合磷酸锰、溴化锰、乙酸锰(III)水合物、氯化锰、三氟化锰中的一种或二种以上混合。
该合成方法的反应时间为12~24小时。
所述有机溶剂是四氢呋喃、1,2-二氯乙烷、三氯甲烷、二氯甲烷、二甲基亚砜、甲苯。
所述添加剂是氧化银、硝酸银、碘化银、碳酸银、乙酸银。
所述的光照采用的光源为紫外光、紫光、蓝光或白光。
分离方法使用柱层析方法。使用硅胶或氧化铝作为固定相,展开剂一般为极性与非极性的混合溶剂,如乙酸乙酯-石油醚、乙酸乙酯-正己烷、二氯甲烷- 石油醚、甲醇-石油醚。
本发明的有益效果:本发明原料廉价易得、条件温和、环境友好、有实现工业化的可能性,并且以较高收率得到N-烷基酰胺类化合物;利用该方法所合成的N-烷基酰胺化合物可以进一步官能化得到各类化合物,应用于天然产物、功能材料及精细化学品的开发与研究。
附图说明
图1是实施例1中N-苯甲酰基苯甲酰胺的1H核磁谱图。
图2是实施例1中N-苯甲酰基苯甲酰胺的13C核磁谱图。
图3是实施例2中N-苯甲基-4-甲基苯甲酰胺的1H核磁谱图。
图4是实施例2中N-苯甲基-4-甲基苯甲酰胺的13C核磁谱图。
图5是实施例2中N-苯甲基-3-甲基苯甲酰胺的1H核磁谱图。
图6是实施例2中N-苯甲基-3-甲基苯甲酰胺的13C核磁谱图。
图7是实施例2中N-苯甲基-3,5-二甲基苯甲酰胺的1H核磁谱图。
图8是实施例2中N-苯甲基-3,5-二甲基苯甲酰胺的13C核磁谱图。
图9是实施例2中N-苯甲基-4-(叔丁基)苯甲酰胺的1H核磁谱图。
图10是实施例2中N-苯甲基-4-(叔丁基)苯甲酰胺的13C核磁谱图。
图11是实施例2中N-苯甲酰基-4-乙氧基苯甲酰胺的1H核磁谱图。
图12是实施例2中N-苯甲酰基-4-乙氧基苯甲酰胺的13C核磁谱图。
图13是实施例1中N-苯甲基-4-(三氟甲基)苯甲酰胺的1H核磁谱图。
图14是实施例1中N-苯甲基-4-(三氟甲基)苯甲酰胺的13C核磁谱图。
图15是实施例1中N-苯甲基-4-氟苯甲酰胺的1H核磁谱图。
图16是实施例1中N-苯甲基-4-氟苯甲酰胺的13C核磁谱图。
图17是实施例1中N-苯甲基-2-氟苯甲酰胺的1H核磁谱图。
图18是实施例1中N-苯甲基-2-氟苯甲酰胺的13C核磁谱图。
图19是实施例3中N-苯甲酰基-4-氯苯甲酰胺的1H核磁谱图。
图20是实施例3中N-苯甲酰基-4-氯苯甲酰胺的13C核磁谱图。
图21是实施例1中N-苯甲酰基-4-溴苯甲酰胺的1H核磁谱图。
图22是实施例1中N-苯甲酰基-4-溴苯甲酰胺的13C核磁谱图。
图23是实施例1中N-苯甲酰基噻吩-2-羧酰胺的1H核磁谱图。
图24是实施例1中N-苯甲酰基噻吩-2-羧酰胺的13C核磁谱图。
图25是实施例4中N-(1,3-二氧代-1,3-二苯基丙烷-2-基)乙酰胺的1H核磁谱图。
图26是实施例4中N-(1,3-二氧代-1,3-二苯基丙烷-2-基)乙酰胺的13C核磁谱图。
图27是实施例1中N-(异色满-1-基)苯甲酰胺的1H核磁谱图。
图28是实施例1中N-(异色满-1-基)苯甲酰胺的13C核磁谱图。
图29是实施例1中2-苯甲酰胺基-3-氧代-3-苯基丙酸乙酯的1H核磁谱图。
图30是实施例1中2-苯甲酰胺基-3-氧代-3-苯基丙酸乙酯的13C核磁谱图。
具体实施方式
下面结合附图和技术方案,进一步阐述本发明的具体实施方式。
实施例1:N-苯甲酰二苯甲胺的合成。
在25mL反应器中,加入3-苯基-5H-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.081g,0.5mmol)、溴化锰(0.011g,0.05mmol)、乙酸银(0.0009g,0.005mmol),氮气置换3次后,加入二氯甲烷3mL,搅拌下加入二苯甲烷(0.084g,0.5mmol),在蓝光照射中 25℃下搅拌24h。柱层析分离(硅胶,200-300目;展开剂,石油醚/乙酸乙酯=5/1)得到N-苯甲酰二苯甲胺0.130g,产率91%。
白色固体;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.82(d,J=8.1Hz,2H),7.56–7.47 (m,1H),7.48–7.39(m,2H),7.39–7.27(m,10H),6.66(d,J=7.8Hz,1H),6.46(d, J=7.8Hz,1H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ166.5,141.4,134.2,131.6,128.7, 128.6,127.5,127.5,127.0,57.4.
实施例2:N-苯甲基-4-甲基苯甲酰胺的合成。
在25mL反应器中,加入3-(对甲苯基)-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.088g,0.5mmol)、氯化锰(0.003g,0.02mmol)、碘化银(0.001g,0.005mmol),氮气置换3次后,加入二甲基亚砜5mL,搅拌下加入二苯甲烷(0.084g,0.5mmol),在紫光照射中50℃下搅拌12h。柱层析分离(硅胶,200-300目;展开剂,石油醚/乙酸乙酯=5/1)得到N-苯甲基-4-甲基苯甲酰胺0.108g,产率72%。
白色固体;1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.70(d,J=7.8Hz,2H),7.39–7.25 (m,10H),7.21(d,J=7.8Hz,2H),6.72(d,J=7.8Hz,1H),6.44(d,J=7.7Hz,1H), 2.38(s,3H).13CNMR(150MHz,CDCl3)δ166.4,142.1,141.5,131.3,129.2,128.7, 127.5,127.5,127.0,57.3,21.4.
操作同实施例2,由3-(间甲苯基)-1,4,2-二噁唑-5-酮与二苯甲烷反应得到 N-苯甲基-3-甲基苯甲酰胺0.104g,产率69%。
白色固体;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.63(s,1H),7.61–7.57(m,1H),7.38 –7.27(m,12H),6.66(d,J=7.9Hz,1H),6.45(d,J=7.8Hz,1H),2.39(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ166.6,141.5,138.5,134.2,132.4,128.7,128.4,127.8, 127.5,124.0,57.3,21.3.
操作同实施例2,由3-(3,5-二甲基苯基)-1,4,2-二噁唑-5-酮与二苯甲烷反应得到N-苯甲基-3,5-二甲基苯甲酰胺0.118g,产率75%。
白色固体;1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.41(s,2H),7.37–7.27(m,10H), 7.13(s,1H),6.68(d,J=7.9Hz,1H),6.44(d,J=7.9Hz,1H),2.34(s,6H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ166.8,141.5,138.3,134.2,133.2,128.7,127.5,127.5, 124.8,57.3,21.2.
操作同实施例2,由3-(4-(叔丁基)苯基)-1,4,2-二噁唑-5-酮与二苯甲烷反应得到N-苯甲基-4-(叔丁基)苯甲酰胺0.125g,产率73%。
白色固体;1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.75(d,J=8.2Hz,2H),7.44(d,J=8.3Hz,2H),7.35–7.30(m,4H),7.30–7.24(m,6H),6.63(d,J=7.8Hz,1H),6.43 (d,J=7.8Hz,1H),1.31(s,9H).13C NMR(150MHz,CDCl3)δ166.4,155.2,141.5, 131.3,128.7,127.5,126.9,125.5,57.3,34.9,31.1.
操作同实施例2,由3-(4-乙氧基苯基)-1,4,2-二噁唑-5-酮与二苯甲烷反应得到N-苯甲酰基-4-乙氧基苯甲酰胺0.132g,产率80%。
白色固体;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.77(d,J=8.8Hz,2H),7.37–7.27 (m,10H),6.91(d,J=8.8Hz,2H),6.61(d,J=7.7Hz,1H),6.44(d,J=7.7Hz,1H), 4.07(q,J=7.0Hz,2H),1.43(t,J=7.0Hz,3H).13C NMR(150MHz,CDCl3)δ 166.0,161.7,141.6,128.8,128.7,127.5,127.5,126.2,114.2,63.6,57.3,14.7
操作同实施例1,由3-(4-(三氟甲基)苯基)-1,4,2-二噁唑-5-酮与二苯甲烷反应得到N-苯甲基-4-(三氟甲基)苯甲酰胺0.149g,产率84%。
白色固体;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.92(d,J=8.1Hz,2H),7.70(d,J= 8.2Hz,2H),7.40–7.27(m,10H),6.73(d,J=7.8Hz,1H),6.45(d,J=7.8Hz,1H). 13C NMR(100MHz,CDCl3)δ165.3,141.1,133.2(q,J=31.36),128.8,127.7,127.6, 127.5,125.7(q,J=3.43),122.3,57.7.
操作同实施例1,由3-(4-氟苯基)-1,4,2-二噁唑-5-酮与二苯甲烷反应得到 N-苯甲基-4-氟苯甲酰胺0.123g,产率81%。
白色固体;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.83(dd,J=8.7,5.4Hz,2H),7.40– 7.25(m,10H),7.11(t,J=8.6Hz,2H),6.62(d,J=7.7Hz,1H),6.43(d,J=7.7Hz, 1H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ166.1,164.5(d,J=186.1),141.3,130.4(d,J= 3.0),129.4(d,J=8.9),128.8,127.6,127.5,115.6(d,J=21.8),57.5.
操作同实施例1,由3-(2-氟苯基)-1,4,2-二噁唑-5-酮与二苯甲烷反应得到 N-苯甲基-2-氟苯甲酰胺0120g,产率79%。
白色固体;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.18–8.05(m,1H),7.54–7.43(m, 1H),7.41–7.26(m,12H),7.13(dd,J=12.2,8.3Hz,1H),6.48(d,J=7.8Hz,1H). 13C NMR(100MHz,CDCl3)δ162.3(d,J=3.1Hz),160.6(d,J=245.5Hz),141.4, 133.3(d,J=9.3Hz),132.1(d,J=2.2Hz),128.64,127.4,127.3,124.8(d,J=3.24 Hz),120.9(d,J=11.31Hz),115.9(d,J=83.51Hz),57.5.
实施例3:N-苯甲酰基-4-氯苯甲酰胺的合成。
在25mL反应器中,加入3-(4-氯苯基)-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.098g,0.5mmol)、乙酸锰(III)水合物(0.013g,0.05mmol)、碳酸银(0.001g,0.005mmol),氮气置换3次后,加入无水三氯甲烷1.5mL,搅拌下加入二苯甲烷(0.084g,0.5mmol),在紫光照射中25℃下搅拌20h。柱层析分离(硅胶,200-300目;展开剂,甲醇-石油醚=1/20)得到N-苯甲酰基-4-氯苯甲酰胺0.128g,产率80%。
白色固体;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.72(d,J=8.6Hz,2H),7.38(d,J= 2.2Hz,2H),7.34–7.32(m,4H),7.32–7.27(m,6H),6.72(d,J=7.8Hz,1H),6.41 (d,J=7.8Hz,1H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ165.5,141.2,137.9,132.6,128.9, 128.8,128.5,127.7,127.5,57.6.
操作同实施例1,由3-(4-溴苯基)-1,4,2-二噁唑-5-酮与二苯甲烷反应得到 N-苯甲酰基-4-溴苯甲酰胺0.142g,产率78%。
白色固体;1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.69(d,J=5.2Hz,2H),7.58(d,J=8. Hz,2H),7.38–7.26(m,10H),6.63(d,J=8.7Hz,1H),6.43(d,J=6.4Hz,1H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ165.5,141.2,133.0,131.9,128.8,128.7,127.7,127.5, 126.4,57.6.
操作同实施例1,由3-(噻吩-3-基)-1,4,2-二噁唑-5-酮与二苯甲烷反应得到 N-苯甲酰基噻吩-2-羧酰胺0.107g,产率73%。
浅棕色固体;1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.46(s,1H),7.40(s,1H),7.23(m, 10H),6.98(s,1H),6.49(d,J=8.0Hz,1H),6.34(d,J=7.8Hz,1H).13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ161.0,141.2,138.6,130.2,128.7,128.3,127.6,127.5,127.5,57.3. 实施例4:N-(1,3-二氧代-1,3-二苯基丙烷-2-基)乙酰胺的合成。
在25mL反应器中,加入3-甲基-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.050g,0.5mmol)、二氧化锰(0.004g,0.05mmol)、硝酸银(0.0009g,0.005mmol),氮气置换3 次后,加入甲苯3mL,搅拌下加入二苯甲酰甲烷(0.112g,0.5mmol),在白光照射中40℃下搅拌24h。柱层析分离(硅胶,200-300目;展开剂,乙酸乙酯- 正己烷=4/1)得到N-(1,3-二氧代-1,3-二苯基丙烷-2-基)乙酰胺102.565g,产率73%。
白色固体;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.06–7.95(m,4H),7.61–7.56(m, 2H),7.47–7.42(m,4H),7.06(d,J=8.0Hz,2H),2.09(s,3H).13C NMR(100MHz, CDCl3)δ193.3,169.6,134.5,134.2,129.0,128.9,60.1,22.9.
操作同实施例1,由3-苯基-1,4,2-二噁唑-5-酮与异色满反应得到N-(异色满 -1-基)苯甲酰胺101.200g,产率80%。
白色固体;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.84–7.77(m,2H),7.54–7.47(m, 1H),7.46–7.37(m,2H),7.30–7.21(m,3H),7.16(d,J=5.7Hz,1H),6.99(d,J= 8.9Hz,1H),6.65(d,J=8.8Hz,1H),4.13–3.97(m,2H),2.95–2.75(m,2H).13C NMR(150MHz,CDCl3)δ167.3,135.0,134.3,133.9,132.0,128.9,128.6,128.1, 127.2,126.7,126.3,76.0,61.0,28.1.
操作同实施例1,由3-苯基-1,4,2-二噁唑-5-酮与3-氧-3-苯基丙酸乙酯反应得到2-苯甲酰胺基-3-氧代-3-苯基丙酸乙酯118.180g,产率76%。
白色固体;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.22–8.15(m,2H),7.92–7.84(m, 2H),7.69–7.60(m,1H),7.59–7.48(m,4H),7.51–7.41(m,3H),6.39(d,J=7.3 Hz,1H),4.20(q,J=7.2Hz,2H),1.16(t,J=7.1Hz,3H).13C NMR(100MHz, CDCl3)δ191.6,166.9,166.6,134.5,134.2,133.2,132.1,129.6,128.7,128.6,127.3, 62.6,58.7,13.8。
Claims (8)
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述添加剂是氧化银、硝酸银、碘化银、碳酸银或乙酸银。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂是四氢呋喃、1,2-二氯乙烷、三氯甲烷、二氯甲烷、二甲基亚砜或甲苯。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述光照的光源为紫外光、紫光、蓝光或白光。
5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述光照的光源为紫外光、紫光、蓝光或白光。
6.根据权利要求1、2或5所述的制备方法,其特征在于,反应时间为12~24小时。
7.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,反应时间为12~24小时。
8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,反应时间为12~24小时。
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