[發明專利]一種無催化劑合成內酰胺衍生物的方法

有效

• 申請號: 201910404767.3
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN109942473B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 楊松;李虎;吳紅果
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: C07D207/267
• 分類號: C07D207/267;C07D409/04;C07D211/76;C07D209/46
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 劉艷

本發明公開了一種內酰胺衍生物的簡易合成方法，包括：以甲酰胺為胺源和氫供體(水解產生甲酸)，酮酸為原料，在無溶劑和催化劑的條件下，經成環胺化反應簡易合成內酰胺衍生物。與先前報道相比，本反應所需時間大大縮短、選擇性得到顯著提高，酮酸類衍生物的轉化率99％，內酰胺衍生物產率可達到70～94％。

技術領域

本發明涉及一種無催化劑合成內酰胺衍生物的簡易方法，具體涉及以甲酰胺同時為胺源和氫源(水解產生甲酸)，在無溶劑和外源催化劑的條件下，酮酸類衍生物經水熱處理選擇性轉化為內酰胺類衍生物的方法。

背景技術

內酰胺衍生物是一類具有多種生物活性的天然產物和藥物的核心基團。這類含氮雜環衍生物在功能性材料和催化劑方面應用廣泛，也可作為合成結構復雜且重要的環狀骨架。其中，吡咯烷酮是內酰胺衍生物的一類衍生物。因此，探索制備這類五元含氮雜環衍生物的合成方法一直廣受關注。酮酸衍生物市場貯量大，特別是乙酰丙酸能直接經酸水解生物質碳水化合物制備得到。在過渡金屬催化作用下，乙酰丙酸和一級胺可經還原胺化并關環反應得到N-取代的內酰胺或吡咯烷酮衍生物。正是如此，研究者們采用不同的策略設計和制備能簡化反應過程和體系的功能催化材料。

C-C和C-N鍵的選擇性建立是合成含氮雜化衍生物最主要的途徑。盡管對吸電子或親核性含氮基團的要求較高，但通過aza-Heck或者aza-Wacker作用機理，金屬催化分子內烯烴催化環化伯胺制備得到內酰胺衍生物仍是一種有趣的方法。內酰胺衍生物也可以通過其他反應路徑制備得到，比如高烯醇酸酯與酸活化亞胺反應、分子內烯丙基甲酰胺的氨甲酰化還原反應、二羰基酰氯的邁克爾/質子轉移/烯醇內酯化反應、溴代烯烴的分子內雙烯基化反應、丙烯基氨基甲酸酯和尿素的環胺化反應等。但是這些反應需要有機溶劑，使用特殊的催化劑/添加劑才能順利進行。因此，在無催化劑、無溶劑作用下，可持續且低成本的制備高附加值內酰胺衍生物顯得尤為必要。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有催化劑或催化體系生產成本高、反應時間長、內酰胺衍生物選擇性差等弊端，選用廣泛易得、廉價的甲酰胺為胺源和氫供體(水解產生甲酸)，酮酸為原料，在無溶劑和催化劑的條件下，經成環胺化反應簡易合成內酰胺衍生物。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種內酰胺衍生物的簡易合成方法，以甲酰胺同時為胺源和氫源(水解產生甲酸)，酮酸類衍生物為原料，在無有機溶劑和催化劑的條件下，甲酰胺與酮酸類衍生物直接進行加成反應、再經甲酸還原并關環反應得到相應的內酰胺衍生物。

本發明合成內酰胺衍生物的原理：甲酰胺與酮酸類衍生物在加熱條件下發生加成反應(C-N偶聯)形成(環)亞胺中間體，然后經原位產生甲酸供氫還原為甲酰胺中間體，最后關環得到內酰胺衍生物。反應式如下：

內酰胺衍生物的制備在油浴鍋中進行，配備有磁子攪拌，開啟油浴鍋后，反應體系加熱升溫至指定反應溫度，油浴鍋溫度自動變頻控制，并由熱電偶控溫維持反應溫度。所述的內酰胺衍生物的制備過程為：向聚四氟乙烯內襯不銹鋼高壓釜中投入甲酰胺、水、酮酸類衍生物；置于已升溫到指定溫度的油浴鍋內；所述的反應溫度為140～180℃，反應時間為60～300min。

所述的酮酸類衍生物、甲酰胺、水的物質的量之比為1：5～15：10～40。本發明通過控制甲酰胺過量，使反應向正方向進行，內酰胺衍生物的產率至少達到70％，避免了因甲酰胺用量過低生成副產物甚至出現碳化現象，超出本發明甲酰胺的用量要求，反應效率的提升不大，且存在極大的原料浪費。