[發明專利]一種甲苯衍生物的芐基碳氫直接胺化方法

無效

• 申請號: 201110278544.0
• 申請日: 2011-09-15
• 公開（公告）號: CN102408285A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 張前;倪志坤;李燕;熊濤;張茜;劉群
• 申請（專利權）人: 東北師范大學
• 主分類號: C07B43/00
• 分類號: C07B43/00;C07C303/40;C07C311/48
• 代理公司: 長春市東師專利事務所 22202
• 代理人: 劉延軍;李榮武

技術領域

本發明屬于有機合成化學的技術領域，涉及金屬催化甲苯衍生物與N-氟代雙苯磺酰亞胺(N-fluorobenzenesulfonimide-NFSI)的芐基碳氫直接胺化方法。

背景技術

胺是一類十分重要的有機化合物，廣泛存在于具有生物活性的分子中(R.Hili，A.K.Yudin，Nat.Chem.Biol.6，284，(2006).T.Henkel，R.M.Brunne，H.Müller，F.Reichel，Angew.Chem.，Int.Ed.38，643，(1999))。另外，芐胺還是一種重要的有機合成中間體，廣泛用于燃料、農藥、醫藥、新材料、人造樹脂等的制備。目前從最基本的化工原料甲苯、二甲苯出發合成芐胺以及芐二胺類化合物的主要途徑包括：1)甲苯→鹵苯→芐胺；2)甲苯→苯甲酸→苯甲酰胺→苯甲腈→芐胺；3)甲苯→苯甲醛→芐胺。毋庸置疑，直接從碳氫鍵出發合成碳氮鍵是最簡單、高效的合成胺類化合物的方法(F.Collet，R.H.Dodd，P.Dauban，Chem.Commun.5061(2009))。高選擇性的芐基碳氫鍵的直接胺化反應隨著近年來金屬乃春的發現而得到了很好的發展(H.M.L.Davies，J.R.Manning，Nature?451，417(2008))，然而，該類反應對于最基本的化工原料甲苯、二甲苯的胺化存在著局限性。由于這類反應都是遵循仲碳原子優于伯碳原子的反應選擇性(S.K.-Y.Leung，W.-M.Tsui，J.-S.Huang，C.-M.Che，J.-L.Liang，N.Zhu，J.Am.Chem.Soc.127，16629，(2005)；M.R.Fructos，.S.Trofimenko，M.M.P.J.Pérez，J.Am.Chem.Soc.128，11784，(2006))，因此，要實現伯碳原子優于仲碳原子的胺化反應選擇性困難。通常，芐甲基碳氫鍵胺化反應活性差，目前報道的甲苯直接胺化反應均需使用大大過量的甲苯(15倍至500倍)(Huard，K.；Lebel，H.Chem.Eur.J.14，6222(2008)；S.Wiese，Y.M.Badiei，R.T.Gephart，S.Mossin，M.S.Varonka，M.M.Melzer，K.Meyer，T.R.Cundari，T.H.Warren，Angew.Chem.，Int.Ed.，49，8850(2010)；D.A.Powell，H.Fan，J.Org.Chem.75，2726(2010).)。到目前為止，僅僅使用劑量的甲苯和胺化試劑的直接芐胺化反應以及二甲苯兩個甲基的同時直接胺化反應均未實現。

發明內容

本發明的目的是針對目前現有的芐基碳氫直接胺化方法的局限性，發明了一種利用金屬催化劑和胺化試劑N-氟代雙苯磺酰亞胺實現甲苯衍生物的芐基碳氫直接胺化的簡潔、高效的新方法，制備了系列芐胺類化合物。該法首次實現了僅僅使用劑量的甲苯及其衍生物和胺化試劑的芐基碳氫胺化反應以及二甲苯及其衍生物兩個甲基的同時胺化反應，還實現了伯碳原子優于仲碳原子的芐基碳氫胺化反應選擇性的突破。

其反應方程式如下：

R¹為氫原子、烷基、芳基、雜芳基、烷氧基、羥基、磺酸基、芳磺酰基、羧基、硝基、亞胺基、羰基、酯基、烷氧羰基、腈基、氟、氯、溴、碘；R²為氫原子、烷基、芳基、雜芳基、烷氧基、羥基、芳磺酰基、硝基、亞胺基、羰基、烷氧羰基、腈基；金屬催化劑為鈀、銅的各種鹽類化合物如：碘化亞銅、溴化亞銅、氯化亞銅、醋酸銅、三氟甲磺酸銅、氟化銅、氯化鈀、醋酸鈀、三氟乙酸鈀；配體為2，2-聯吡啶，1，10-菲羅啉，4，7-二苯基-1，10-菲羅啉，吡啶，三苯基膦，1，2-雙(二苯基膦)乙烷。

R為氫原子、烷基、芳基、雜芳基、烷氧基、羥基、磺酸基、芳磺酰基、羧基、硝基、亞胺基、羰基、酯基、烷氧羰基、腈基、氟、氯、溴、碘；金屬催化劑為鈀、銅的各種鹽類化合物如：碘化亞銅、溴化亞銅、氯化亞銅、醋酸銅、三氟甲磺酸銅、氟化銅、氯化鈀、醋酸鈀、三氟乙酸鈀；配體為2，2-聯吡啶，1，10-菲羅啉，4，7-二苯基-1，10-菲羅啉，吡啶，三苯基膦，1，2-雙(二苯基膦)乙烷。

本發明的技術方案如下：

催化合成芐胺衍生物的方法包括以下實驗條件和步驟：