[發(fā)明專利]一種催化氫化含氮不飽和雜環(huán)化合物的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910961915.1
• 申請日: 2019-10-11
• 公開（公告）號: CN110590658B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉強(qiáng);王玉杰
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: C07D215/06
• 分類號: C07D215/06;C07D215/18;C07D217/02;C07D471/04;C07D241/38;C07D221/10;C07D221/12;C07D219/02;C07F13/00;B01J31/22
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 馬小星

本發(fā)明提供了一種催化氫化含氮不飽和雜環(huán)化合物的方法，屬于催化氫化技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的催化氫化含氮不飽和雜環(huán)化合物的方法，包括以下步驟：在氫氣和錳催化劑存在條件下，以含氮不飽和雜環(huán)化合物作為底物進(jìn)行氫化反應(yīng)。本發(fā)明采用的錳催化劑為NNP型鉗形錳催化劑，其相對于貴金屬催化劑而言，具有廉價(jià)、易得、低毒性的優(yōu)點(diǎn)；相對于已有的廉價(jià)金屬鐵催化劑或鈷催化劑而言，具有底物適用性廣和目標(biāo)產(chǎn)物收率高的優(yōu)點(diǎn)；相對于PNP型鉗形錳催化劑而言，給電子能力更強(qiáng)，位阻更小，所以其在一系列氫化反應(yīng)中表現(xiàn)出更高的反應(yīng)活性，目標(biāo)產(chǎn)物收率最高可達(dá)99％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及催化氫化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種催化氫化含氮不飽和雜環(huán)化合物的方法。

背景技術(shù)

不飽和雜環(huán)化合物的氫化反應(yīng)是有機(jī)合成中一類非常重要的反應(yīng)，其能夠方便的合成各種含有飽和雜環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物，為以飽和雜環(huán)結(jié)構(gòu)為核心骨架的藥物活性分子提供物質(zhì)基礎(chǔ)。不飽和雜環(huán)化合物的氫化破壞了其自身的芳香性，相對于氫化普通的酮和亞胺等不飽和底物需要額外克服雜環(huán)自身的芳香穩(wěn)定化能，因此不飽和雜環(huán)化合物的氫化相對更困難。得益于貴金屬催化劑(J.Am.Chem.Soc.2003,125,10536；J.Am.Chem.Soc.2011,133,9878)和受阻路易斯酸堿對催化劑(FPLs)的發(fā)展(Org.Lett.2015,17,6266；Angew.Chem.Int.Ed.2019,58,4664)，目前不飽和雜環(huán)化合物的氫化還是取得了相當(dāng)大的進(jìn)展。但是，受阻路易斯酸堿對催化劑合成上非常繁瑣，且自身穩(wěn)定性不好；而貴金屬催化劑依賴于貴金屬的使用，其在地殼中儲量有限，價(jià)格昂貴。因此發(fā)展更為廉價(jià)、高效的催化劑催化不飽和雜環(huán)化合物的氫化是現(xiàn)在有機(jī)化學(xué)中非常重要和亟待解決的科學(xué)問題。

目前有采用廉價(jià)金屬催化劑，如鐵催化劑或鈷催化劑，催化氫化不飽和雜環(huán)化合物的報(bào)道(J.Am.Chem.Soc.2014,136,8564；ACS Catal.2015,5,6350；Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,3216)，但上述催化劑的底物適用范圍有限，且催化效果有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種催化氫化含氮不飽和雜環(huán)化合物的方法，本發(fā)明采用NNP型鉗形錳催化劑催化氫化含氮不飽和雜環(huán)化合物，具有底物適用性廣和催化效果好的優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種催化氫化含氮不飽和雜環(huán)化合物的方法，包括以下步驟：

在氫氣和錳催化劑存在條件下，以含氮不飽和雜環(huán)化合物作為底物進(jìn)行氫化反應(yīng)；所述錳催化劑為式I～式IV所示結(jié)構(gòu)化合物中的任意一種：

優(yōu)選地，所述含氮不飽和雜環(huán)化合物包括

優(yōu)選地，所述錳催化劑與含氮不飽和雜環(huán)化合物的摩爾比為(1～2)：100。

優(yōu)選地，所述氫化反應(yīng)在堿性試劑和有機(jī)溶劑存在條件下進(jìn)行。

優(yōu)選地，所述堿性試劑包括叔丁醇鉀、叔丁醇鈉、氫氧化鉀或乙醇鈉，所述堿性試劑與含氮不飽和雜環(huán)化合物的摩爾比為(20～30)：100。

優(yōu)選地，所述有機(jī)溶劑包括四氫呋喃、甲苯或二氧六環(huán)，所述有機(jī)溶劑與含氮不飽和雜環(huán)化合物的用量比為(0.5～1.0)mL：0.25mmol。

優(yōu)選地，所述氫氣的壓力為60～80bar。

優(yōu)選地，所述氫化反應(yīng)的溫度為120℃，時間為8～16h。

優(yōu)選地，具有式II所示結(jié)構(gòu)的錳催化劑的制備方法，包括以下步驟：

將2-氯代乙胺鹽酸鹽、三甲基氯硅烷、三乙胺和二氯甲烷混合后進(jìn)行第一取代反應(yīng)，得到2-氯代-N,N-二(三甲基硅基)乙基胺；