本發(fā)明涉及一種胺的烷基化方法。

背景技術(shù)：

含氮化合物廣泛存在于化工與生命體系之中。比如有機(jī)合成的骨架，材料化學(xué)，農(nóng)作物和藥物分子。傳統(tǒng)的方法有用鹵代烴和胺發(fā)生親核反應(yīng)，但是除去鹵代烴往往有毒且不穩(wěn)定外，還不可避免地產(chǎn)生副產(chǎn)物季胺鹽。鑒于此，科學(xué)家們致力于發(fā)展更加友好的催化體系。早期主要致力于酰胺的還原。在這方面Nagashima在21世紀(jì)頭十年做出了突出的貢獻(xiàn)。從最初使用貴重金屬Ru，逐步發(fā)展到便宜無毒的Fe。后來Beller發(fā)展了Zn(OAc)₂體系，Chunming Cui的Cs₂CO₃體系，Cantat的B(C₆F₅)₃體系。到了2014年，beller用羧酸作底物，Karstedt’s catalyst催化的一鍋法N烷基化，將原來的兩步法改進(jìn)為一步法。而且相比鹵代烷，羧酸基本無毒且大部份已經(jīng)商業(yè)化。2015年，Yao Fu首次使用非金屬催化劑B(C₆F₅)₃完成這個反應(yīng)。2016年，Ross M.Denton使用[Ir(COD)Cl]₂在空氣中完成這個反應(yīng)。總結(jié)以上方法，可以看出在最近發(fā)展的一鍋法中，仍然存在貴重金屬，操作需無水無氧等問題。而且在對其底物普適性的分析中，明顯看出以上方法對芳香類羧酸的兼容性不是很好。因此，尋找新的廉價催化劑，易操作，可兼容更多底物的方法依然重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種新的胺的烷基化催化方法，以解決現(xiàn)有的胺的烷基化方法中所用烷基化試劑毒性高，或催化劑昂貴等缺點(diǎn)，從而為N烷基化的制備提供另一種廉價、高效的途徑。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種胺的烷基化方法，其特征在于，包括將伯胺或仲胺、羧酸、還原劑、催化劑以及溶劑加入到反應(yīng)容器中，在100℃-120℃進(jìn)行反應(yīng)，得到伯胺或仲胺的烷基化產(chǎn)物；其中，所述的還原劑為苯硅烷，所述的催化劑為碳酸鹽。

優(yōu)選地，所述的碳酸鹽為碳酸銫。

優(yōu)選地，所述的羧酸為苯甲酸，2-氟苯甲酸，2-硝基苯甲酸，2-氯苯甲酸和4-溴苯甲酸中的至少一種。

優(yōu)選地，所述的伯胺是苯胺，芐胺和4-甲氧基苯胺中的至少一種。

優(yōu)選地，所述的仲胺是N-甲基苯胺、嗎啉和哌啶中的至少一種。

優(yōu)選地，所述的溶劑為丁醚。

優(yōu)選地，所述的伯胺或仲胺和羧酸的摩爾比為1∶4-5。

優(yōu)選地，所述的伯胺或仲胺和苯硅烷的摩爾比為1∶4-5。

優(yōu)選地，所述的伯胺或仲胺和碳酸鹽的摩爾比為1∶0.01-0.05。

優(yōu)選地，所述的催化劑的用量為伯胺或仲胺的2mol％-8mol％。

優(yōu)選地，所述的反應(yīng)時間為24-72h。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明以碳酸鹽為催化劑，各類羧酸作底物，苯硅烷作為還原劑，各類伯胺或仲胺在丁醚溶劑中轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的烷基化產(chǎn)物。本發(fā)明具有成本低、毒性低、產(chǎn)率高的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1a為實(shí)施例1的烷基化產(chǎn)物的核磁H譜圖；

圖1b為實(shí)施例1的烷基化產(chǎn)物的核磁F譜圖；

圖1c為實(shí)施例1的烷基化產(chǎn)物的核磁C譜圖；

圖2a為實(shí)施例2的烷基化產(chǎn)物的核磁H譜圖；

圖2b為實(shí)施例2的烷基化產(chǎn)物的核磁F譜圖；

圖2c為實(shí)施例2的烷基化產(chǎn)物的核磁C譜圖；

圖3a為實(shí)施例3的烷基化產(chǎn)物的核磁H譜圖；

圖3b為實(shí)施例3的烷基化產(chǎn)物的核磁C譜圖；

圖4a為實(shí)施例4的烷基化產(chǎn)物的核磁H譜圖；

圖4b為實(shí)施例4的烷基化產(chǎn)物的核磁C譜圖；

圖5a為實(shí)施例5的烷基化產(chǎn)物的核磁H譜圖；

圖5b為實(shí)施例5的烷基化產(chǎn)物的核磁F譜圖；

圖5c為實(shí)施例5的烷基化產(chǎn)物的核磁C譜圖；

圖6a為實(shí)施例6的烷基化產(chǎn)物的核磁H譜圖；

圖6b為實(shí)施例6的烷基化產(chǎn)物的核磁F譜圖；

圖6c為實(shí)施例6的烷基化產(chǎn)物的核磁C譜圖；

圖7a為實(shí)施例7的烷基化產(chǎn)物的核磁H譜圖；

圖7b為實(shí)施例7的烷基化產(chǎn)物的核磁C譜圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

實(shí)施例1

通過胺的烷基化方法制備N-甲基-N-苯基-3-氟芐胺：

1)在空氣中將1mmol N-甲基苯胺，5equiv還原劑苯硅烷(5mmol)，4.6equvi 3-氟苯甲酸(4.6mmol)，5mol％催化劑碳酸銫(以N-甲基苯胺為基準(zhǔn))，5ml丁醚加入到50ml schlenk管中。

2)于120℃回流反應(yīng)24小時。

3)反應(yīng)結(jié)束后，用石油醚/乙酸乙酯(體積比為10∶1)作淋洗劑過硅膠柱分離提純，得到N-甲基苯胺的烷基化產(chǎn)物：N-甲基-N-苯基-3-氟芐胺。稱重得產(chǎn)率88％。其H，F(xiàn)，C譜分別如圖1a-1c所示。

實(shí)施例2

通過胺的烷基化方法制備N-甲基-N-苯基-4-三氟甲基芐胺：

1)在空氣中將1mmolN-甲基苯胺，5equiv還原劑苯硅烷(5mmol)，4.6equvi 3-三氟甲基苯甲酸(4.6mmol)，5mol％催化劑碳酸銫(以N-甲基苯胺為基準(zhǔn))，5ml丁醚加入到50ml schlenk管中。

2)于120℃回流反應(yīng)48小時。

3)反應(yīng)結(jié)束后，用石油醚/乙酸乙酯(體積比為10∶1)作淋洗劑過硅膠柱分離提純，得到N-甲基苯胺的烷基化產(chǎn)物：N-甲基-N-苯基-4-三氟甲基芐胺。稱重得產(chǎn)率91％。其H，F(xiàn)，C譜分別如圖2a-2c所示。

實(shí)施例3

通過胺的烷基化方法制備N-甲基-N-芐基-4-甲基苯胺：

1)在空氣中將1mmolN-甲基苯胺，5equiv還原劑苯硅烷((5)mmol)，4.6equvi 4-甲基苯甲酸((4.6)mmol)，5mol％催化劑碳酸銫(以N-甲基苯胺為基準(zhǔn))，5ml丁醚加入到50ml schlenk管中。

2)于120℃回流反應(yīng)24小時。

3)反應(yīng)結(jié)束后，用石油醚/乙酸乙酯(體積比為10∶1)作淋洗劑過硅膠柱分離提純，得到N-甲基苯胺的烷基化產(chǎn)物：N-甲基-N-芐基-4-甲基苯胺。稱重得產(chǎn)率90％。其H，C譜分別如圖3a-3b所示。

實(shí)施例4

通過胺的烷基化方法制備N-甲基-N-4-溴苯基芐胺：

1)在空氣中將1mmolN-甲基4-溴苯胺，5equiv還原劑苯硅烷((5)mmol)，4.6equvi苯甲酸(4.6mmol)，5mol％碳酸銫(以N-甲基4-溴苯胺為基準(zhǔn))，5ml丁醚加入到50ml schlenk管中。

2)于120℃回流反應(yīng)24小時。

3)反應(yīng)結(jié)束后，用石油醚/乙酸乙酯(體積比為10∶1)作淋洗劑過硅膠柱分離提純，得到N-甲基-4-溴苯胺的烷基化產(chǎn)物：N-甲基-N-4-溴苯基芐胺。稱重得產(chǎn)率98％。其H，C譜分別如圖4a-4b所示。

實(shí)施例5

通過胺的烷基化方法制備N-甲基-N-苯基全氟芐胺：

1)在空氣中將1mmolN-甲基苯胺，5equiv還原劑苯硅烷(5mmol)，4.6equvi全氟苯甲酸(4.6mmol)，5mol％催化劑碳酸銫(以N-甲基苯胺為基準(zhǔn))，5ml丁醚加入到50ml schlenk管中。

2)于120℃回流反應(yīng)48小時。

3)反應(yīng)結(jié)束后，用石油醚/乙酸乙酯(體積比為10∶1)作淋洗劑過硅膠柱分離提純，得到N-甲基苯胺的烷基化產(chǎn)物：N-甲基-N-苯基全氟芐胺，稱重得產(chǎn)率80％。其H，F(xiàn)，C譜分別如圖5a-5c所示。

實(shí)施例6

通過胺的烷基化方法制備N-甲基-N-苯基-2，2-二氟-3，3，3-三氟丙胺：

1)在空氣中將1mmolN-甲基苯胺，5equiv還原劑苯硅烷(5mmol)，4.6equvi五氟丙酸(4.6mmol)，5mol％催化劑碳酸銫(以N-甲基苯胺為基準(zhǔn))，5ml丁醚加入到50mlschlenk管中。

2)于120℃回流反應(yīng)72小時。

3)反應(yīng)結(jié)束后，用石油醚/乙酸乙酯(體積比為10∶1)作淋洗劑過硅膠柱分離提純，得到N-甲基苯胺的烷基化產(chǎn)物：N-甲基-N-苯基-2，2-二氟-3，3，3-三氟丙胺，稱重得產(chǎn)率60％。其H，F(xiàn)，C譜分別如圖6a-6c所示。

LCMS(ESI)calcd for C₁₀H₁₀NF₅H⁺[(M+H)⁺]240.0806，found 240.0805。

實(shí)施例7

通過胺的烷基化方法制備二芐胺：

1)在空氣中將1mmol芐胺，5equiv還原劑苯硅烷(5mmol)，4.6equvi苯甲酸(4.6mol)，5mol％催化劑碳酸銫(以芐胺為基準(zhǔn))，5ml丁醚加入到50ml schlenk管中。

2)于120℃回流反應(yīng)48小時。

3)反應(yīng)結(jié)束后，用石油醚/乙酸乙酯(體積比為10∶1)作淋洗劑過硅膠柱分離提純，得到芐胺的烷基化產(chǎn)物：二芐胺，稱重得產(chǎn)率60％。其H，C譜分別如圖7a-7b所示。