專利名稱：一種合成苯甲酰取代脲類化合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及苯甲酰取代脲類化合物，具體地說涉及一種催化羰基化合成苯甲酰取代脲類化合物的方法。
背景技術(shù)：
含有取代肽鍵(-CONHCONH-)的苯甲酰脲類化合物具有一定的生物活性，可作為生物殺蟲劑和殺菌劑等農(nóng)藥產(chǎn)品，也是醫(yī)藥、農(nóng)藥和染料等精細(xì)化工產(chǎn)品的中間體。目前，工業(yè)上合成這些化合物主要采用光氣法或類光氣法，其不足之處在于光氣有劇毒且反應(yīng)過程中產(chǎn)生大量腐蝕性大的含氯副產(chǎn)物，既是環(huán)境污染物，又使設(shè)備受到嚴(yán)重腐蝕。近幾十年來，人們一直在尋找探索替代光氣的方法，(文獻(xiàn)1Goodall B L.EP0398404，1990；文獻(xiàn)2Drent E，Prillwitz P E.EP 225673，1987)，一種以Pd等貴金屬為催化劑，CO為羰基化試劑，苯甲酰胺和芳香硝基化合物合成苯甲酰取代脲類化合物的方法，以其反應(yīng)步驟少、原子經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境友好性而越來越引起人們的關(guān)注，其不足之處在于反應(yīng)所使用的催化劑是價(jià)格昂貴的鈀等貴金屬，反應(yīng)條件比較苛刻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種反應(yīng)條件溫和、成本低的催化羰基化合成苯甲酰取代脲類化合物的方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下在CO存在下，苯甲酰胺化合物和芳香硝基化合物為原料，以硒為催化劑，三乙胺為助催化劑，在有機(jī)溶劑中于密封的高壓釜內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)；反應(yīng)式如下 其中芳香硝基化合物苯基上的取代基X可為一種或多種給電子基團(tuán)和/或吸電子基團(tuán)；苯甲酰胺與芳香硝基化合物的物料摩爾比為10∶1至1∶10；硒的摩爾用量為反應(yīng)物苯甲酰胺與芳香硝基化合物中摩爾用量較少一方的0.1～20％；三乙胺的摩爾用量為反應(yīng)物苯甲酰胺與芳香硝基化合物中摩爾用量較少一方的10～200％；反應(yīng)物苯甲酰胺與芳香硝基化合物中摩爾用量較少一方與有機(jī)溶劑的配制摩爾比為1∶1至1∶50；反應(yīng)時(shí)間為2～20小時(shí)；反應(yīng)溫度為50～200℃；一氧化碳反應(yīng)壓力為表壓1～10MPa；其中所述反應(yīng)物芳香硝基化合物中給電子取代基是甲基、乙基、氨基或甲氧基等，吸電子取代基是氯、氟、溴、三氟甲基或三氟甲氧基等；其中所述一氧化碳可使用含空氣、氮?dú)狻⒍趸己?或水蒸氣的工業(yè)一氧化碳尾氣，其中空氣、氮?dú)?、二氧化碳?或水蒸氣的含量之和小于等于總體積的10％；其中所述有機(jī)溶劑為一種或多種極性和/或非極性惰性溶劑；所述極性溶劑為甲苯、四氫呋喃或氯仿，非極性溶劑為正己烷或苯；所述所述極性與非極性惰性溶劑的混合體積比為1∶10至10∶1。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.成本低。本發(fā)明原料簡(jiǎn)單、易得，只使用價(jià)格較低的非金屬硒為催化劑，投資設(shè)備少，容易操作。
2.反應(yīng)條件溫和。本發(fā)明反應(yīng)腐蝕小，避免了有毒光氣的使用，使三廢處理負(fù)擔(dān)明顯減少，達(dá)到了清潔生產(chǎn)的要求，有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
3.反應(yīng)工藝難度低。本發(fā)明操作簡(jiǎn)便，產(chǎn)物與催化劑的后序分離容易，催化劑在該反應(yīng)過程中存在相轉(zhuǎn)移過程，產(chǎn)物與催化劑用簡(jiǎn)單的相分離就可分開。
4.經(jīng)濟(jì)性好。本發(fā)明反應(yīng)選擇性高，采用非金屬硒為催化劑使選擇性達(dá)到99％以上，產(chǎn)率高；另外本發(fā)明具有原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)的效率，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
5.具有相轉(zhuǎn)移功能。在本發(fā)明的催化反應(yīng)中，反應(yīng)開始前固體硒粉催化劑是不溶于反應(yīng)體系中的，在反應(yīng)過程中固相的硒轉(zhuǎn)變?yōu)槿苡诜磻?yīng)體系的活性物種進(jìn)行均相的催化反應(yīng)，在反應(yīng)終了后，催化劑又以固相硒粉析出，很易與產(chǎn)物分離。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例詳述本發(fā)明；然而，本發(fā)明不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1在70mL的不銹鋼高壓釜中加入苯甲酰胺(20mmol)、Se(0.5mmol)、硝基苯(10mmol)、Et3N(1ml)和甲苯(10ml)，用CO置換三次后將CO壓力升至3MPa，將其放入已升至155℃的油浴鍋內(nèi)攪拌反應(yīng)10小時(shí)，冷卻至室溫，打開釜，將過濾所得的固體與母液濃縮后過濾所得的固體合并，經(jīng)重結(jié)晶，干燥，稱重得1.7512g產(chǎn)物1-苯基-3-苯甲酰脲，HPLC分析純度為99.7％以上，實(shí)得收率為65.1％(以硝基苯計(jì))。含量測(cè)定采用Waters高效液相色譜系統(tǒng)，包括兩個(gè)515泵，486型UV檢測(cè)器，Spherisorb ODS-2柱(5μm，4.6×250mm)，以甲醇-水為流動(dòng)相，流速1mL/min，檢測(cè)器波長(zhǎng)為每個(gè)化合物的λmax，柱溫室溫，外標(biāo)法。
實(shí)施例2有機(jī)溶劑為苯，用量為10ml，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，HPLC分析純度為99％以上，實(shí)得收率為63.2％(以硝基苯計(jì))。
實(shí)施例3
有機(jī)溶劑為四氫呋喃，用量為10ml，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，HPLC分析純度為99％以上，實(shí)得收率為52.1％(以硝基苯計(jì))。
實(shí)施例4有機(jī)溶劑為氯仿，用量為10ml，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，HPLC分析純度為99％以上，實(shí)得收率為34.5％(以硝基苯計(jì))。
實(shí)施例5催化劑硒的摩爾用量為反應(yīng)物硝基苯的0.1％，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，HPLC分析純度為99％以上，實(shí)得收率為3.2％(以硝基苯計(jì))。
實(shí)施例6催化劑硒的摩爾用量為反應(yīng)物硝基苯的10％，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，HPLC分析純度為99％以上，實(shí)得首次單程收率為72.3％(以硝基苯計(jì))。
實(shí)施例7催化劑硒的摩爾用量為反應(yīng)物硝基苯的20％，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，HPLC分析純度為99％以上，實(shí)得收率為74.8％(以硝基苯計(jì))。
實(shí)施例8反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，HPLC分析純度為99％以上，實(shí)得收率為29.7％(以硝基苯計(jì))。
實(shí)施例9反應(yīng)時(shí)間為20小時(shí)，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，HPLC分析純度為99％以上，實(shí)得收率為76.2％(以硝基苯計(jì))。
實(shí)施例10CO壓力為5.0MPa，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，HPLC分析純度為99％以上，實(shí)得收率為66.5％(以硝基苯計(jì))。
實(shí)施例11硝基苯的用量為10mmol，苯甲酰胺的用量為50mmol，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，HPLC分析純度為99％以上，實(shí)得收率為76.8％(以硝基苯計(jì))。
實(shí)施例12助催化劑三乙胺的用量為反應(yīng)物(硝基苯)100％時(shí)，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，HPLC分析純度為99％以上，實(shí)得收率為54.1％(以硝基苯計(jì))。
實(shí)施例13芳香硝基物為間-三氟甲基硝基苯(10mmol)，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，HPLC分析純度為99％以上，實(shí)得收率為19.1％(以間-三氟甲基硝基苯計(jì))。
實(shí)施例14芳香硝基物為對(duì)氯硝基苯(10mmol)，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，HPLC分析純度為99％以上，實(shí)得收率為29.4％(以對(duì)氯硝基苯計(jì))。
實(shí)施例15混合溶劑甲苯∶苯＝10∶1，用量為10ml，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，HPLC分析純度為99％以上，實(shí)得收率為66.5％(以硝基苯計(jì))。
實(shí)施例16芳香硝基物為鄰氯硝基苯(10mmol)，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，HPLC分析純度為99％以上，實(shí)得收率為28.7％(以鄰氯硝基苯計(jì))。
實(shí)施例17芳香硝基物為硝基苯(10mmol)，甲苯溶劑為100mmol，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，HPLC分析純度為99％以上，實(shí)得收率為52.6％(以硝基苯計(jì))。
實(shí)施例18反應(yīng)物芳香硝基物與苯甲酰胺的物料用量分別為10mmol，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，HPLC分析純度為99％以上，實(shí)得收率為45.2％(以硝基苯計(jì))。
實(shí)施例19反應(yīng)物芳香硝基物為對(duì)乙基硝基苯(10mmol)，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，HPLC分析純度為99％以上，實(shí)得收率為41.3％(以對(duì)乙基硝基苯計(jì))。
實(shí)施例20反應(yīng)物芳香硝基物為對(duì)甲基硝基苯(10mmol)，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，HPLC分析純度為99％以上，實(shí)得收率為42.6％(以對(duì)甲基硝基苯計(jì))。
實(shí)施例21混合溶劑甲苯∶苯＝1∶10，用量為10ml，其它實(shí)驗(yàn)方法和條件同實(shí)施例1，HPLC分析純度為99％以上，實(shí)得收率為64.9％(以硝基苯計(jì))。
本發(fā)明所述一氧化碳可使用含空氣、氮?dú)?、二氧化碳?或水蒸氣的工業(yè)一氧化碳尾氣，其中空氣、氮?dú)?、二氧化碳?或水蒸氣的含量之和小于等于總體積的10％；所述反應(yīng)物芳香硝基化合物中給電子取代基也可以是氨基或甲氧基等，吸電子取代基也可以是氟、溴或三氟甲氧基等；所述溶劑亦為正己烷。
權(quán)利要求
1.一種合成苯甲酰取代脲類化合物的方法，其特征在于在CO存在下，苯甲酰胺化合物和芳香硝基化合物為原料，以硒為催化劑，三乙胺為助催化劑，在有機(jī)溶劑中于密封的高壓釜內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)；反應(yīng)式如下 其中芳香硝基化合物苯基上的取代基X可為一種或多種給電子基團(tuán)和/或吸電子基團(tuán)；苯甲酰胺與芳香硝基化合物的物料摩爾比為10∶1至1∶10；硒的摩爾用量為反應(yīng)物苯甲酰胺與芳香硝基化合物中摩爾用量較少一方的0.1～20％；三乙胺的摩爾用量為反應(yīng)物苯甲酰胺與芳香硝基化合物中摩爾用量較少一方的10～200％；反應(yīng)物苯甲酰胺與芳香硝基化合物中摩爾用量較少一方與有機(jī)溶劑的配制摩爾比為1∶1至1∶50；反應(yīng)時(shí)間為2～20小時(shí)；反應(yīng)溫度為50～200℃；一氧化碳反應(yīng)壓力為表壓1～10MPa。
2.按照權(quán)利要求1所述的合成苯甲酰取代脲類化合物的方法，其特征在于所述反應(yīng)物芳香硝基化合物中給電子取代基是甲基、乙基、氨基或甲氧基，吸電子取代基是氯、氟、溴、三氟甲基或三氟甲氧基。
3.按照權(quán)利要求1所述的合成苯甲酰取代脲類化合物的方法，其特征在于其中所述一氧化碳可使用含空氣、氮?dú)?、二氧化碳?或水蒸氣的工業(yè)一氧化碳尾氣，其中空氣、氮?dú)?、二氧化碳?或水蒸氣的含量之和小于等于總體積的10％。
4.按照權(quán)利要求1所述的合成苯甲酰取代脲類化合物的方法，其特征在于其中所述有機(jī)溶劑為一種或多種極性和/或非極性惰性溶劑。
5.按照權(quán)利要求4所述的合成苯甲酰取代脲類化合物的方法，其特征在于所述極性溶劑為甲苯、四氫呋喃或氯仿，非極性溶劑為正己烷或苯。
6.按照權(quán)利要求4所述的合成苯甲酰取代脲類化合物的方法，其特征在于所述極性與非極性惰性溶劑的混合體積比為1∶10至10∶1。
全文摘要
一種合成苯甲酰取代脲類化合物的方法，用苯甲酰胺與芳香硝基化合物在CO存在下，硒作為催化劑，三乙胺為助催化劑，在有機(jī)溶劑中于密封的高壓釜內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)；其中芳香硝基物苯基上的取代基X可為一種或多種給電子和/或吸電子基團(tuán)；苯甲酰胺與芳香硝基物的物料摩爾比為10∶1至1∶10；硒的摩爾用量為反應(yīng)物中摩爾用量較少一方的0.1～20％；三乙胺的摩爾用量為反應(yīng)物中摩爾用量較少一方的10～200％；反應(yīng)物與有機(jī)溶劑的配制摩爾比為1∶1至1∶50；反應(yīng)時(shí)間為2～20小時(shí)；反應(yīng)溫度為50～200℃；一氧化碳反應(yīng)壓力為表壓1～10MPa。本發(fā)明操作簡(jiǎn)便，原料易得，選擇性高，產(chǎn)率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，后序分離容易。
文檔編號(hào)C07C275/54GK1432564SQ02109050
公開日2003年7月30日 申請(qǐng)日期2002年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月18日
發(fā)明者梅建庭, 陳金濤, 原曉華, 陸世維 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所