CN113307765A - 吡啶甲胺类化合物及其制备方法 - Google Patents

吡啶甲胺类化合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种吡啶甲胺类化合物及其制备方法，该制备方法包括在氰基吡啶类化合物内依次加入四氢呋喃和硼氢化钠，之后滴加含碘的四氢呋喃溶液，在20‑30℃下反应，滴加结束后，继续搅拌；反应结束后，加入甲醇回流，萃取，旋干，得到吡啶甲胺类化合物；氰基吡啶类化合物中的官能团选自氯、溴、甲基、乙基、氨基或氢；本发明的制备方法不需要使用高温高压特种设备，因此比较安全，避免了爆炸、火灾等危险事故的发生；另外，本发明的制备方法比较环保，不会涉及到危废(使用后的雷尼镍)的回收处理，经济效益较高，其合成方法产生的硼烷，在后处理过程中，转化成硼酸酯类，处理成本低，对环境危害小很多。

Description

吡啶甲胺类化合物及其制备方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种吡啶甲胺类化合物及其制备方法。
背景技术
随着医药技术的快速发展和化学试剂种类的丰富，吡啶甲胺类化合物也逐渐在新型高效农药中进行应用，吡啶甲胺类化合物是一类具有杀虫活性的吡啶类衍生物，具有杀虫谱广，高效，低毒，内吸及植物传导性好，持效期长等优点，在新型高效农药创制中起着重要作用，对于吡啶甲胺类化合物的新型合成方法的开发也在持续优化中。目前，吡啶甲胺类化合物的合成方法主要是氰基在雷尼镍催化下氢化还原，但雷尼镍催化使用时较危险，也需要加热加压，一般实验室的条件无法达到，使用范围受到了限制，导致很多研发机构乃至小工厂也无法使用这种合成方法。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明的首要目的是提供一种吡啶甲胺类化合物的制备方法。
本发明的第二个目的是提供上述吡啶甲胺类化合物。
为达到上述首要目的，本发明的解决方案是：
一种吡啶甲胺类化合物的制备方法，其包括如下步骤：
(1)、在氰基吡啶类化合物内依次加入四氢呋喃和硼氢化钠，之后滴加含碘的四氢呋喃溶液，在20-30℃下反应，滴加结束后，继续搅拌；
(2)、反应结束后，加入甲醇回流，萃取，旋干，得到吡啶甲胺类化合物。
优选地，步骤(1)中，氰基吡啶类化合物中的官能团选自氯、溴、甲基、乙基、氨基或氢。
优选地，步骤(1)中，滴加的时间为0.5-1.5h。
优选地，步骤(1)中，继续搅拌的时间为16±0.1h。
优选地，步骤(2)中，回流的时间为3±0.1h。
为达到上述第二个目的，本发明的解决方案是：
一种吡啶甲胺类化合物，其由上述的制备方法得到。
优选地，吡啶甲胺类化合物的结构通式为：
Figure BDA0003080036300000021
其中，R1和R2均选自氯、溴、甲基、氨基或氢；R3选自甲基、乙基或氢。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：
本发明的制备方法不需要使用高温高压特种设备，因此比较安全，避免了爆炸、火灾等危险事故的发生；另外，本发明的制备方法比较环保，不会涉及到危废(使用后的雷尼镍)的回收处理，经济效益较高，其合成方法产生的硼烷，在后处理过程中，转化成硼酸酯类，处理成本低，对环境危害小很多。
附图说明
图1为本发明的吡啶甲胺类化合物的制备过程示意图。
图2为本发明的实施例1中4-甲胺-2-溴吡啶的1H-NMR图谱。
图3和图4为本发明的实施例1中4-甲胺-2-溴吡啶的LC-MS图。
图5为本发明的实施例2中4-甲胺-2-氯吡啶的1H-NMR图谱。
图6和图7为本发明的实施例2中4-甲胺-2-氯吡啶的LC-MS图。
图8为本发明的实施例3中5-甲胺-2-溴吡啶的1H-NMR图谱。
图9和图10为本发明的实施例3中5-甲胺-2-溴吡啶的LC-MS图。
图11为本发明的实施例4中3-甲胺-2-溴吡啶的1H-NMR图谱。
图12和图13为本发明的实施例4中3-甲胺-2-溴吡啶的LC-MS图。
图14为本发明的实施例5中2,6-二氯-4-甲胺吡啶的1H-NMR图谱。
图15为本发明的实施例5中2,6-二氯-4-甲胺吡啶的GC-MS图。
图16为本发明的实施例6中3,5-二氯-4-甲胺吡啶的1H-NMR图谱。
图17为本发明的实施例7中3-甲胺-4-甲基吡啶的1H-NMR图谱。
图18和图19为本发明的实施例7中3-甲胺-4-甲基吡啶的LC-MS图。
图20为本发明的实施例8中2-氨基-3-甲胺吡啶的1H-NMR图谱。
图21和图22为本发明的实施例8中2-氨基-3-甲胺吡啶的LC-MS图。
图23为本发明的实施例9中2-氨基-4-甲胺吡啶的1H-NMR图谱。
图24为本发明的实施例10中2-氨基-5-甲胺吡啶的1H-NMR图谱。
图25和图26为本发明的实施例10中2-氨基-5-甲胺吡啶的LC-MS图。
图27为本发明的实施例11中4-亚甲胺吡啶的1H-NMR图谱。
图28为本发明的实施例12中4-丙胺吡啶的1H-NMR图谱。
具体实施方式
本发明提供了一种吡啶甲胺类化合物及其制备方法。
<吡啶甲胺类化合物的制备方法>
如图1所示，本发明的吡啶甲胺类化合物的制备方法的反应式为：
Figure BDA0003080036300000031
具体包括如下步骤：
(1)、称取氰基吡啶类化合物加入三口瓶内，依次加入四氢呋喃和硼氢化钠进行搅拌，之后滴加配制好的含碘的四氢呋喃溶液，在20-30℃下反应，滴加结束后，在20-30℃下继续搅拌；
(2)、LC-MS监测反应结束后，浓缩旋干，加入甲醇回流，并旋干，然后进行萃取，旋干，重复上述操作，得到吡啶甲胺类化合物，纯度为95％以上，收率为60-90％。
其中，在步骤(1)中，氰基吡啶类化合物中的官能团选自氯、溴、甲基、乙基、氨基或氢。
在步骤(1)中，滴加的时间可以为0.5-1.5h，优选为1h。
在步骤(1)中，继续搅拌的时间可以为16±0.1h，优选为16h。
在步骤(2)中，回流的时间可以为3±0.1h，优选为3h。
<吡啶甲胺类化合物>
本发明的吡啶甲胺类化合物由上述的制备方法得到。
具体地，吡啶甲胺类化合物的结构通式为：
Figure BDA0003080036300000032
其中，R1和R2均选自氯、溴、甲基、氨基或氢；R3选自甲基、乙基或氢。
具体地，吡啶甲胺类化合物具体可以为以下结构式：
Figure BDA0003080036300000041
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：
(1)、称取24g的4-氰基-2-溴吡啶加入1L的三口瓶内，依次加入300mL四氢呋喃和20g硼氢化钠进行搅拌，之后滴加事先配制好的含碘的四氢呋喃溶液(66.6g碘溶解在200mL四氢呋喃中)，在20℃下反应，1h滴加完毕，在20℃下继续搅拌16h。
(2)、LC-MS监测反应结束后，浓缩旋干，加入120mL甲醇回流3h，并旋干，然后加入120mL乙酸乙酯和120mL水，分液，水层用200mL的乙酸乙酯(EA)萃取，合并有机层，旋干，得到16.2g黄色油状物，从图2至图4可知，其纯度为95％以上，收率为66％。反应试剂的具体情况如表1所示。
其中，反应方程式为：
Figure BDA0003080036300000042
表1各试剂的参数
试剂 分子式 分子量 投料量 投料比
4-氰基-2-溴吡啶 C<sub>6</sub>H<sub>3</sub>BrN<sub>2</sub> 183 24g 1.0eq.
硼氢化钠 NaBH<sub>4</sub> 38 20g 4.0eq.
碘 I<sub>2</sub> 253.8 66.6g 2.0eq.
THF / / 500mL /
实施例2：
(1)、称取25g的4-氰基-2-氯吡啶加入1L的三口瓶内，依次加入300mL四氢呋喃和41g硼氢化钠进行搅拌，之后滴加事先配制好的含碘的四氢呋喃溶液(137.4g碘溶解在200mL四氢呋喃中)，在25℃下反应，1.5h滴加完毕，在25℃下继续搅拌16h。
(2)、LC-MS监测反应结束后，浓缩旋干，加入120mL甲醇回流3h，并旋干，然后加入120mL乙酸乙酯和120mL水，分液，水层用200mL的乙酸乙酯(EA)萃取，合并有机层，旋干，得到18.3g白色固体，从图5至图7可知，其纯度为96％以上，收率为71％。反应试剂的具体情况如表2所示。
其中，反应方程式为：
Figure BDA0003080036300000051
表2各试剂的参数
试剂 分子式 分子量 投料量 投料比
4-氰基-2-氯吡啶 C<sub>6</sub>H<sub>3</sub>ClN<sub>2</sub> 138.55 25g 1.0eq.
硼氢化钠 NaBH<sub>4</sub> 37.83 41g 6.0eq.
碘 I<sub>2</sub> 253.81 137.4g 3.0eq.
THF / / 500mL /
实施例3：
(1)、称取25g的5-氰基-2-溴吡啶加入1L的三口瓶内，依次加入300mL四氢呋喃和20.8g硼氢化钠进行搅拌，之后滴加事先配制好的含碘的四氢呋喃溶液(69.4g碘溶解在200mL四氢呋喃中)，在20℃下反应，1h滴加完毕，在20℃下继续搅拌16h。
(2)、LC-MS监测反应结束后，浓缩旋干，加入120mL甲醇回流3h，并旋干，得到23g粗品，纯度为92％，拌样过柱(DCM/PE＝1/5-1/1)，得到20.4g黄色固体，从图8至图10可知，其纯度为95％以上，收率为80％。反应试剂的具体情况如表3所示。
其中，反应方程式为：
Figure BDA0003080036300000052
表3各试剂的参数
试剂 分子式 分子量 投料量 投料比
5-氰基-2-溴吡啶 C<sub>6</sub>H<sub>3</sub>BrN<sub>2</sub> 183 25g 1.0eq.
硼氢化钠 NaBH4 38 20.8g 4.0eq.
碘 I<sub>2</sub> 253.8 69.4g 2.0eq.
THF / / 500mL /
实施例4：
(1)、称取25g的3-氰基-2-溴吡啶加入1L的三口瓶内，依次加入300mL四氢呋喃和20.8g硼氢化钠进行搅拌，之后滴加事先配制好的含碘的四氢呋喃溶液(69.4g碘溶解在200mL四氢呋喃中)，在30℃下反应，1h滴加完毕，在30℃下继续搅拌16h。
(2)、LC-MS监测反应结束后，浓缩旋干，加入120mL甲醇回流3h，并旋干，然后加入120mL乙酸乙酯和120mL水，分液，水层用200mL的乙酸乙酯(EA)萃取，合并有机层，旋干，得到19.1g黄色固体，从图11至图13可知，其纯度为95％以上，收率为75％。反应试剂的具体情况如表4所示。
其中，反应方程式为：
Figure BDA0003080036300000061
表4各试剂的参数
试剂 分子式 分子量 投料量 投料比
3-氰基-2-溴吡啶 C<sub>6</sub>H<sub>3</sub>BrN<sub>2</sub> 183 25g 1.0eq.
硼氢化钠 NaBH4 38 20.8g 4.0eq.
碘 I<sub>2</sub> 253.8 69.4g 2.0eq.
THF / / 500mL /
实施例5：
(1)、称取25g的2,6-二氯-4-氰基吡啶加入1L的三口瓶内，依次加入300mL四氢呋喃和32.8g硼氢化钠进行搅拌，之后滴加事先配制好的含碘的四氢呋喃溶液(110g碘溶解在200mL四氢呋喃中)，在20℃下反应，1.5h滴加完毕，在20℃下继续搅拌16h。
(2)、LC-MS监测反应结束后，浓缩旋干，加入120mL甲醇回流3h，并旋干，然后加入120mL乙酸乙酯和120mL水，分液，水层用200mL的乙酸乙酯(EA)萃取，合并有机层，旋干，得到23g粉红色固体，从图14和图15可知，其纯度为95％以上，收率为90％。反应试剂的具体情况如表5所示。
其中，反应方程式为：
Figure BDA0003080036300000062
表5各试剂的参数
试剂 分子式 分子量 投料量 投料比
2,6-二氯-4-氰基吡啶 C<sub>6</sub>H<sub>2</sub>Cl<sub>2</sub>N<sub>2</sub> 173 25g 1.0eq.
硼氢化钠 NaBH<sub>4</sub> 37.83 32.8g 6.0eq.
碘 I<sub>2</sub> 253.81 110g 3.0eq.
THF / / 500mL /
实施例6：
(1)、称取25g的3,5-二氯-4-氰基吡啶加入1L的三口瓶内，依次加入300mL四氢呋喃和32.8g硼氢化钠进行搅拌，之后滴加事先配制好的含碘的四氢呋喃溶液(110g碘溶解在200mL四氢呋喃中)，在25℃下反应，1.5h滴加完毕，在25℃下继续搅拌16h。
(2)、LC-MS监测反应结束后，浓缩旋干，加入120mL甲醇回流3h，并旋干，然后加入120mL乙酸乙酯和120mL水，分液，水层用200mL的乙酸乙酯(EA)萃取，合并有机层，旋干，得到22.5g白色固体，从图16可知，其纯度为95％以上，收率为88％。反应试剂的具体情况如表6所示。
其中，反应方程式为：
Figure BDA0003080036300000071
表6各试剂的参数
试剂 分子式 分子量 投料量 投料比
3,5-二氯-4-氰基吡啶 C<sub>6</sub>H<sub>2</sub>Cl<sub>2</sub>N<sub>2</sub> 173 25g 1.0eq.
硼氢化钠 NaBH<sub>4</sub> 37.83 32.8g 6.0eq.
碘 I<sub>2</sub> 253.81 110g 3.0eq.
THF / / 500mL /
实施例7：
(1)、称取24g的3-氰基-4-甲基吡啶加入1L的三口瓶内，依次加入300mL四氢呋喃和46.4g硼氢化钠进行搅拌，之后滴加事先配制好的含碘的四氢呋喃溶液(155g碘溶解在200mL四氢呋喃中)，在20℃下反应，1.5h滴加完毕，在20℃下继续搅拌16h。
(2)、LC-MS监测反应结束后，浓缩旋干，加入120mL甲醇回流3h，并旋干，然后加入120mL乙酸乙酯和120mL水，分液，水层用200mL的乙酸乙酯(EA)萃取，合并有机层，旋干，得到17.6g黄色油状物，从图17至图19可知，其纯度为95％以上，收率为71％。反应试剂的具体情况如表7所示。
其中，反应方程式为：
Figure BDA0003080036300000072
表7各试剂的参数
Figure BDA0003080036300000073
Figure BDA0003080036300000081
实施例8：
(1)、称取10g的2-氨基-3-氰基吡啶加入1L的三口瓶内，依次加入120mL四氢呋喃和19.1g硼氢化钠进行搅拌，之后滴加事先配制好的含碘的四氢呋喃溶液(64g碘溶解在80mL四氢呋喃中)，在20℃下反应，0.5h滴加完毕，在20℃下继续搅拌16h。
(2)、LC-MS监测反应结束后，浓缩旋干，加入50mL甲醇回流3h，并旋干，然后加入50mL乙酸乙酯，搅拌10min，有固体析出，过滤，固体丢弃，滤液旋干，得到7.6g白色固体，从图20至图22可知，其纯度为97％以上，收率为74％。反应试剂的具体情况如表8所示。
其中，反应方程式为：
Figure BDA0003080036300000082
表8各试剂的参数
试剂 分子式 分子量 投料量 投料比
2-氨基-3-氰基吡啶 C<sub>6</sub>H<sub>5</sub>N<sub>3</sub> 119.12 10g 1.0eq.
硼氢化钠 NaBH<sub>4</sub> 37.83 19.1g 6.0eq.
碘 I<sub>2</sub> 253.81 64g 3.0eq.
THF / / 200mL /
实施例9：
(1)、称取10g的2-氨基-4-氰基吡啶加入1L的三口瓶内，依次加入120mL四氢呋喃和19.1g硼氢化钠进行搅拌，之后滴加事先配制好的含碘的四氢呋喃溶液(64g碘溶解在80mL四氢呋喃中)，在30℃下反应，0.5h滴加完毕，在30℃下继续搅拌16h。
(2)、LC-MS监测反应结束后，浓缩旋干，加入50mL甲醇回流3h，并旋干，然后加入50mL乙酸乙酯，搅拌10min，有固体析出，过滤，固体丢弃，滤液旋干，重复上述操作，得到6.1g白色固体，从图23可知，其纯度为97％以上，收率为60％。反应试剂的具体情况如表9所示。
其中，反应方程式为：
Figure BDA0003080036300000083
表9各试剂的参数
Figure BDA0003080036300000084
Figure BDA0003080036300000091
实施例10：
(1)、称取10g的2-氨基-5-氰基吡啶加入1L的三口瓶内，依次加入120mL四氢呋喃和19.1g硼氢化钠进行搅拌，之后滴加事先配制好的含碘的四氢呋喃溶液(64g碘溶解在80mL四氢呋喃中)，在20℃下反应，0.5h滴加完毕，在20℃下继续搅拌16h。
(2)、LC-MS监测反应结束后，浓缩旋干，加入50mL甲醇回流3h，并旋干，然后加入50mL乙酸乙酯，搅拌10min，有固体析出，过滤，固体丢弃，滤液旋干，重复上述操作，得到6.2g黄色固体，从图24至图26可知，其纯度为97％以上，收率为61％。反应试剂的具体情况如表10所示。
其中，反应方程式为：
Figure BDA0003080036300000092
表10各试剂的参数
试剂 分子式 分子量 投料量 投料比
2-氨基-5-氰基吡啶 C<sub>6</sub>H<sub>5</sub>N<sub>3</sub> 119.12 10g 1.0eq.
硼氢化钠 NaBH<sub>4</sub> 37.83 19.1g 6.0eq.
碘 I<sub>2</sub> 253.81 64g 3.0eq.
THF / / 200mL /
实施例11：
(1)、称取10g的4-氰基吡啶加入500mL的三口瓶内，加入180mL四氢呋喃并搅拌，室温滴加112mL的甲基溴化镁(3mol/L)，升温不明显，0.5h滴加完毕，回流4h，冷却至室温。加入21.9g硼氢化钠，之后滴加事先配制好的含碘的四氢呋喃溶液(73.2g碘溶解在120mL四氢呋喃中)，在25℃下反应，0.5h滴加完毕，在25℃下继续搅拌16h。
(2)、LC-MS监测反应结束后，浓缩旋干，加入50mL甲醇回流3h，并旋干，然后加入100mL水，用300mL的二氯甲烷(DCM)萃取，合并有机层，旋干，拌样过柱(PE/EA＝1/0-0/1)，得到7.6g黄色固体，从图27可知，其纯度为95％以上，收率为65％。反应试剂的具体情况如表11所示。
其中，反应方程式为：
Figure BDA0003080036300000101
表11各试剂的参数
Figure BDA0003080036300000102
实施例12：
(1)、称取10g的4-氰基吡啶加入500mL的三口瓶内，加入180mL四氢呋喃并搅拌，室温滴加168mL的乙基溴化镁(2mol/L)，升温不明显，0.5h滴加完毕，回流4h，冷却至室温。加入21.9g硼氢化钠，之后滴加事先配制好的含碘的四氢呋喃溶液(73.2g碘溶解在120mL四氢呋喃中)，在25℃下反应，0.5h滴加完毕，在25℃下继续搅拌16h。
(2)、LC-MS监测反应结束后，浓缩旋干，加入50mL甲醇回流3h，并旋干，然后加入100mL水，用300mL的二氯甲烷(DCM)萃取，分液，合并有机层，旋干，滤液拌样过柱(PE/EA＝1/0-0/1)，得到7.8g红色液体，从图28可知，其纯度为95％以上，收率为60％。反应试剂的具体情况如表12所示。
其中，反应方程式为：
Figure BDA0003080036300000103
表12各试剂的参数
试剂 分子式 分子量 投料量 投料比
4-氰基吡啶 C<sub>6</sub>H<sub>4</sub>N<sub>2</sub> 104 10g 1.0eq.
乙基溴化镁(2mol/L) C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>MgBr / 168ml 3.5eq.
硼氢化钠 NaBH<sub>4</sub> 37.83 21.9g 6.0eq.
碘 I<sub>2</sub> 253.81 73.2g 3.0eq.
THF / / 300mL /
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术人员显然可以容易的对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中，而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例。本领域技术人员根据本发明的原理，不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种吡啶甲胺类化合物的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：
(1)、在氰基吡啶类化合物内依次加入四氢呋喃和硼氢化钠，之后滴加含碘的四氢呋喃溶液，在20-30℃下反应，滴加结束后，继续搅拌；
(2)、反应结束后，加入甲醇回流，萃取，旋干，得到吡啶甲胺类化合物。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述氰基吡啶类化合物中的官能团选自氯、溴、甲基、乙基、氨基或氢。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述滴加的时间为0.5-1.5h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述继续搅拌的时间为16±0.1h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述回流的时间为3±0.1h。
6.一种吡啶甲胺类化合物，其特征在于：其由权利要求1-5任一项所述的制备方法得到。
7.根据权利要求6所述的吡啶甲胺类化合物，其特征在于：其结构通式为：
Figure FDA0003080036290000011
其中，R1和R2均选自氯、溴、甲基、氨基或氢；
R3选自甲基、乙基或氢。
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