本發(fā)明涉及有機(jī)合成領(lǐng)域，具體涉及一種伯酰胺化合物的合成方法。
背景技術(shù)：
酰胺鍵是有機(jī)化學(xué)和生物化學(xué)中是最重要最基礎(chǔ)的官能團(tuán)之一，廣泛存在于天然產(chǎn)物和合成藥物中，其中約有25％的藥物中含有酰胺基團(tuán),并且酰胺鍵是肽和蛋白質(zhì)的基本組成單元,也是某些生物系統(tǒng)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)單元。因此，酰胺類化合物的合成不僅是生物學(xué)和藥學(xué)領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)，更是有機(jī)合成及其他工業(yè)領(lǐng)域研究的熱門課題之一。
伯酰胺類化合物的合成方法很多，傳統(tǒng)酰胺化合物的合成主要是由羧酸或其衍生物與氨發(fā)生親核取代反應(yīng)生成酰胺類物質(zhì)。但是由于羧酸的活性較低，通常將其轉(zhuǎn)化成活化的羧酸衍生物,接著與胺反應(yīng)生成酰胺。近年來(lái)相繼報(bào)道了伯酰胺化合物的合成方法：(1)Ning Jiao課題組報(bào)道了Cu催化O2氧化苯乙酮與疊氮化鈉反應(yīng)合成伯酰胺；(2)Hideo Togo報(bào)道了NBS和I2共同氧化乙基芳香化合物和NH3合成伯酰胺化合物；(3)Xiao-Qi Yu等課題組報(bào)道了以苯甲醛或苯甲醇類化合物與NH3或NH4Cl合成伯酰胺化合物；(4)Jonathan M.J.Williams報(bào)道了Cu催化腈類化合物水解為相應(yīng)的伯酰胺；(5)Sanjay Batra利用碘催化H2O2氧化末端炔與NH3反應(yīng)制備伯酰胺。雖然采用這些方法都能夠有效地合成伯酰胺類化合物，采用化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定的醛或者價(jià)格昂貴的炔為底物；或者危險(xiǎn)的氧化劑；較高的溫度；因此開(kāi)發(fā)一種利用廉價(jià)的過(guò)渡金屬為催化劑、綠色環(huán)保的空氣(氧氣)為氧化劑合成伯酰胺的方法是有機(jī)合成迫切解決的問(wèn)題之一。(參考文獻(xiàn)：Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,6528-6532；Org.Lett.2016,18,784-787；Angew.Chem.,Int.Ed.,2012,51,544-547；J.Mater.Chem.,2012,22,18115-18118；J.Org.Chem.,2012,77,8007-8015；Org.Biomol.Chem.,2014,12,414-417；Chem.Commun.,2016,52,1436-1438；Adv.Synth.Catal.2016,358,500-505)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種伯酰胺化合物的合成方法，包含如下操作步驟：
將裝有銅鹽催化劑的反應(yīng)管抽真空填充氧氣，然后在氧氣氛圍中加入不同結(jié)構(gòu)的腈和N-源化合物，溶劑，密封容器，合適的反應(yīng)溫度下攪拌，反應(yīng)結(jié)束后用水或飽和鹽溶液洗滌，然后用有機(jī)溶劑萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產(chǎn)品經(jīng)柱色譜分離，即得目標(biāo)產(chǎn)物：
作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述的結(jié)構(gòu)式(I)中：
R是C2～C8的烷基、苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-硝基苯基、4-羥基苯基、4-氟苯基、4-氯苯基、4-溴苯基、4-碘苯基、4-三氟甲基苯基、4-腈基苯基、3-甲基苯基、2-噻吩基、2-吡啶基、1-萘基、2-萘基、對(duì)苯基苯基。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述有機(jī)溶劑是選自N,N-二甲基甲酰胺、二甲亞砜、乙腈、1,4-二氧六環(huán)、四氫呋喃、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、氯苯、1,2-二甲苯或1,2-二氯乙烷中的一種或兩種以上。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述的催化劑是選自Cu、CuO、Cu2O、CuCl2、CuCl、CuBr2、CuBr、Cu(OAc)2、Cu(NO3)2、CuSO4中的一種或兩種以上。
根據(jù)權(quán)利要求1所述的伯酰胺化合物的合成方法，其特征在于，所述的N-源是選自氨水、氯化銨、碘化銨、硫酸銨、醋酸銨、尿素中的一種或兩種以上。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述的溫度主要是25℃～120℃。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述的銅鹽催化劑、腈類化合物和N-源的摩爾比為[0.01～0.5]:1:[2.0～8.0]。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述的腈是選自正丙腈、正戊腈、正庚腈、芐腈、4-甲基芐腈、4甲氧基芐腈、4-硝基芐腈、4-羥基芐腈、4-氟芐腈、4-氯芐腈、4-溴芐腈、4-碘芐腈、4-三氟甲基芐腈、3-甲基芐腈、4-腈基芐腈、2-噻吩乙腈、2-吡啶乙腈、1-萘乙腈、2-萘乙腈、對(duì)苯基芐腈。本發(fā)明所涉及的合成路線如下：
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所提供的Cu催化氧氣氧化，用廉價(jià)易得的腈和N-源為原料合成伯酰胺化合物的方法，具有操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和、綠色環(huán)保、高選擇性和高產(chǎn)率等優(yōu)勢(shì)，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的伯酰胺化合物的合成路徑圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供的一種伯酰胺化合物的合成方法，包含如下操作步驟：
將裝有銅鹽催化劑的反應(yīng)管抽真空填充氧氣，然后在氧氣氛圍中加入不同結(jié)構(gòu)的腈和N-源化合物，溶劑，密封容器，合適的反應(yīng)溫度下攪拌，反應(yīng)結(jié)束后用水或飽和鹽溶液洗滌，然后用有機(jī)溶劑萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產(chǎn)品經(jīng)柱色譜分離，即得目標(biāo)產(chǎn)物
實(shí)施例：
如圖1所示，本發(fā)明提供的伯酰胺化合物(I)的合成步驟為：
將裝有1～50mol％的銅鹽催化劑(基于化合物腈)的反應(yīng)管抽真空，填充氧氣，在氧氣氛圍中加入0.2mmol腈(如：芐腈等)，0.4mmol～1.6mmolN-源化合物(氯化銨等)，2ml溶劑(如：N,N-二甲基甲酰胺)，密封容器，在25～120℃下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后用水或飽和鹽溶液洗滌，然后用氯仿(或乙酸乙酯)萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產(chǎn)品經(jīng)柱色譜分離，即得目標(biāo)產(chǎn)物:
合成例1
苯甲酰胺的合成
在反應(yīng)容器中加入10mol％CuCl，將反應(yīng)管抽真空，填充氧氣，在氧氣氛圍中加入0.2mmol芐腈，0.3mmol氯化銨和0.3mmol甲酸銨，2ml N,N-二甲基甲酰胺，密封反應(yīng)容器，在25℃下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，用水洗滌，然后以乙酸乙酯萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產(chǎn)品經(jīng)柱色譜分離，即得目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率70％。
合成例2
4-甲基苯甲酰胺的合成
在反應(yīng)容器中加入5mol％Cu，將反應(yīng)管抽真空，填充氧氣，在氧氣氛圍中加入0.2mmol 4-甲基芐腈，0.5mmol溴化銨，2ml乙腈，密封反應(yīng)容器，在50℃下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，用水洗滌，然后以乙酸乙酯萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產(chǎn)品經(jīng)柱色譜分離，即得目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率85％。
合成例3
4-甲氧基苯甲酰胺的合成
在反應(yīng)容器中加入30mol％CuBr，將反應(yīng)管抽真空，填充氧氣，在氧氣氛圍中加入0.2mmol 4-甲氧基芐腈，0.2mmol硫酸銨和0.3mmol氯化銨，2ml 1,4-二氧六環(huán)，密封反應(yīng)容器，在80℃下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，用水洗滌，然后以乙酸乙酯萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產(chǎn)品經(jīng)柱色譜分離，即得目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率45％。
合成例4
4-氯苯甲酰胺的合成
在反應(yīng)容器中加入50mol％Cu2O，將反應(yīng)管抽真空，填充氧氣，在氧氣氛圍中加入0.2mmol 4-氯芐腈，0.7mmol氨水，2ml二甲亞砜，密封反應(yīng)容器，在100℃下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，用水洗滌，然后以乙酸乙酯萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產(chǎn)品經(jīng)柱色譜分離，即得目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率56％。
合成例5
4-溴苯甲酰胺的合成
在反應(yīng)容器中加入20mol％Cu(OAc)2，將反應(yīng)管抽真空，填充氧氣，在氧氣氛圍中加入0.2mmol 4-溴芐腈，0.4mmol氯化銨和0.3mmol甲酸銨，2ml乙腈，密封反應(yīng)容器，在80℃下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，用水洗滌，然后以氯仿萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產(chǎn)品經(jīng)柱色譜分離，即得目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率77％。
合成例6
4-碘苯甲酰胺的合成
在反應(yīng)容器中加入40mol％Cu(NO3)2，將反應(yīng)管抽真空，填充氧氣，在氧氣氛圍中加入0.2mmol 4-碘芐腈，0.4mmol氯化銨，2ml四氫呋喃，密封反應(yīng)容器，在50℃下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，用水洗滌，然后以乙酸乙酯萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產(chǎn)品經(jīng)柱色譜分離，即得目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率80％。
合成例7
4-硝基苯甲酰胺的合成
在反應(yīng)容器中加入10mol％CuCl，將反應(yīng)管抽真空，填充氧氣，在氧氣氛圍中加入0.2mmol 4-硝基芐腈，0.3mmol氨水，2ml N-甲基吡咯烷酮，密封反應(yīng)容器，在75℃下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，用水洗滌，然后以乙酸乙酯萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產(chǎn)品經(jīng)柱色譜分離，即得目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率50％。
合成例8
1-萘甲酰胺的合成
在反應(yīng)容器中加入5mol％CuSO4，將反應(yīng)管抽真空，填充氧氣，在氧氣氛圍中加入0.2mmol 1-萘乙腈，0.5mmol尿素，2ml1,2-二氯乙烷，密封反應(yīng)容器，在120℃下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，用水洗滌，然后以氯仿萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產(chǎn)品經(jīng)柱色譜分離，即得目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率46％。
合成例9
2-萘甲酰胺的合成
在反應(yīng)容器中加入10mol％CuO，將反應(yīng)管抽真空，填充氧氣，在氧氣氛圍中加入0.2mmol 2-萘乙腈，0.4mmol氯化銨，1ml N,N-二甲基甲酰胺和1ml 1,4-二氧六環(huán)，密封反應(yīng)容器，在80℃下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，用水洗滌，然后以氯仿萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產(chǎn)品經(jīng)柱色譜分離，即得目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率90％。
合成例10
2-吡啶甲酰胺的合成
在反應(yīng)容器中加入50mol％Cu，將反應(yīng)管抽真空，填充氧氣，在氧氣氛圍中加入0.2mmol 2-吡啶乙腈，0.2mmol碘化銨，1ml乙腈和1ml二甲亞砜，密封反應(yīng)容器，在100℃下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，用水洗滌，然后以乙酸乙酯萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產(chǎn)品經(jīng)柱色譜分離，即得目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率55％。
合成例11
2-噻吩甲酰胺的合成
在反應(yīng)容器中加入10mol％CuCl，將反應(yīng)管抽真空，填充氧氣，在氧氣氛圍中加入0.2mmol 2-噻吩乙腈，0.4mmol氯化銨，1ml甲苯和1m11,2-二氯乙烷，密封反應(yīng)容器，在70℃下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，用水洗滌，然后以氯仿萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產(chǎn)品經(jīng)柱色譜分離，即得目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率80％。
合成例12
4-三氟甲基苯甲酰胺的合成
在反應(yīng)容器中加入25mol％Cu，將反應(yīng)管抽真空，填充氧氣，在氧氣氛圍中加入0.2mmol 4-三氟甲基芐腈，0.5mmol氯化銨，2ml N,N-二甲基甲酰胺，密封反應(yīng)容器，在120℃下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，用水洗滌，然后以氯仿萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產(chǎn)品經(jīng)柱色譜分離，即得目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率33％。
合成例13
對(duì)苯基苯甲酰胺的合成
在反應(yīng)容器中加入30mol％CuCl，將反應(yīng)管抽真空，填充氧氣，在氧氣氛圍中加入0.2mmol對(duì)苯基芐腈，0.6mmol氯化銨，1ml乙腈和1ml N,N-二甲基甲酰胺，密封反應(yīng)容器，在25℃下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，用水洗滌，然后以乙酸乙酯萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產(chǎn)品經(jīng)柱色譜分離，即得目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率70％。
合成例14
4-羥基苯甲酰胺的合成
在反應(yīng)容器中加入10mol％Cu，將反應(yīng)管抽真空，填充氧氣，在氧氣氛圍中加入0.2mmol 4-羥基芐腈，0.4mmol溴化銨，2ml氯苯，密封反應(yīng)容器，在75℃下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，用水洗滌，然后以乙酸乙酯萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產(chǎn)品經(jīng)柱色譜分離，即得目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率60％。
合成例15
正丁酰胺的合成
在反應(yīng)容器中加入20mol％CuO，將反應(yīng)管抽真空，填充氧氣，在氧氣氛圍中加入0.2mmol正戊腈，0.8mmol醋酸銨，1ml N-甲基吡咯烷酮和1ml氯苯，密封反應(yīng)容器，在80℃下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，用水洗滌，然后以乙酸乙酯萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產(chǎn)品經(jīng)柱色譜分離，即得目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率45％。
合成例15
正己酰胺的合成
在反應(yīng)容器中加入50mol％Cu，將反應(yīng)管抽真空，填充氧氣，在氧氣氛圍中加入0.2mmol正庚腈，0.5mmol氨水，1ml乙腈和1ml氯苯，密封反應(yīng)容器，在100℃下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，用水洗滌，然后以氯仿萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產(chǎn)品經(jīng)柱色譜分離，即得目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率78％。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。