本發(fā)明屬于腈類化合物的合成，具體涉及一種可見光協(xié)同茂鈦配合物催化芐醇類化合物脫氧合成腈類化合物的方法。
背景技術(shù)：
1、腈類化合物是指氰基與有機(jī)分子結(jié)合的產(chǎn)物，與很多生物活性分子、藥物和農(nóng)藥分子都有密切關(guān)系，廣泛應(yīng)用于藥物、材料科學(xué)、農(nóng)藥、醫(yī)藥和有機(jī)合成領(lǐng)域，如抑制乳腺腫瘤生長的藥物anastrozole、治療冠狀動脈擴(kuò)張的藥物verapamil、抗炎活性和弱的中樞神經(jīng)系統(tǒng)活性的藥物cilomilast、調(diào)節(jié)血糖的藥物saxagliptin等。在高分子聚合物材料中引入氰基可以改變聚合物的結(jié)構(gòu)和性能，使其具有特殊的功能。在一些農(nóng)藥分子中引入氰基可以大大提高農(nóng)藥的殺蟲效率從而減少農(nóng)藥的使用量，降低了對環(huán)境的污染程度。在藥物分子中引入氰基可以改善藥物分子的理化性質(zhì)、溶解度、生物利用度和藥代動力學(xué)性質(zhì)，提高藥物分子的代謝穩(wěn)定性，使藥物分子在體內(nèi)可以較長時間的靶向，提高藥理性。
2、合成腈類化合物的傳統(tǒng)方法可以分為兩大類：氫氰化反應(yīng)和轉(zhuǎn)移氫氰化反應(yīng)。但是，反應(yīng)過程中產(chǎn)生的劇毒氫氰酸和大量廢棄物導(dǎo)致了該種反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性不高。轉(zhuǎn)移氫氰化反應(yīng)一定程度上解決了生成毒性較高氫氰酸的問題，但是原子經(jīng)濟(jì)性不高沒有得到較好的解決。針對采用上述傳統(tǒng)方法中氰基參與反應(yīng)具有毒性大、環(huán)境污染程度高，原子經(jīng)濟(jì)性不高等缺點(diǎn)，利用廣泛存在的醇進(jìn)行脫氧合成腈類化合物也得到許多研究者的關(guān)注，其中barton–mccombie脫氧氫化反應(yīng)是最廣為人知的醇脫氧生成烷基自由基的反應(yīng)，但需要使用有毒的錫試劑；macmillan課題組實(shí)現(xiàn)了ir催化劑及氮雜卡賓(nhc)介導(dǎo)在可見光下醇和丙烯腈的加成，存在使用昂貴金屬釕的問題。基于以上問題廉價無毒的過渡金屬鈦進(jìn)入人們的視線，得益于其優(yōu)異的強(qiáng)親氧性和高還原電位，ukaji課題組已開發(fā)出相應(yīng)的醇的脫氧方法，但需要使用特殊制備且不易保存的茂鈦配合物以及金屬還原劑錳粉。因此開發(fā)出一種綠色環(huán)保且經(jīng)濟(jì)適用的合成腈類化合物的方法是十分必要的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有合成腈類化合物方法存在的缺點(diǎn)，提供一種反應(yīng)過程綠色、反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)時間短、安全高效、產(chǎn)率高的腈類化合物的合成方法。
2、針對上述目的，本發(fā)明采用的方案是：在惰性氣體保護(hù)下，將式i所示芐醇類化合物和丙烯腈加入有機(jī)溶劑中，并加入茂鈦配合物、三乙胺、2,4,5,6-四(9-咔唑基)-間苯二腈和有機(jī)堿，在可見光照射下60～80℃反應(yīng)，反應(yīng)完后分離純化，得到式ii所示腈類化合物；反應(yīng)方程式如下：
3、
4、式中ar代表芳基、雜環(huán)芳基、取代芳基、取代雜環(huán)芳基中任意一種，具體如苯基、萘基、噻吩基等，或者c1～c6烷基、c1～c4烷氧基、三氟甲基、鹵素中1～3種取代的前述取代基。
5、上述合成方法中，所述有機(jī)堿為2,4,6-三甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶中任意一種；優(yōu)選所述有機(jī)堿的加入量為芐醇類化合物摩爾量的1～3倍。
6、上述合成方法中，所述茂鈦配合物為環(huán)戊二烯基三氯化鈦、五甲基環(huán)戊二烯基三氯化鈦中任意一種，優(yōu)選所述茂鈦配合物的加入量為芐醇類化合物摩爾量的0.6～1.5倍。
7、上述合成方法中，優(yōu)選所述芐醇類化合物和丙烯腈的摩爾比為1:1.5～3。
8、上述合成方法中，優(yōu)選所述三乙胺的加入量為芐醇類化合物摩爾量的5～10倍。
9、上述合成方法中，優(yōu)選所述2,4,5,6-四(9-咔唑基)-間苯二腈的加入量為芐醇類化合物摩爾量的2％～10％。
10、上述合成方法中，優(yōu)選所述有機(jī)溶劑為干燥的2-甲基四氫呋喃、干燥的四氫呋喃中任意一種。
11、上述合成方法中，優(yōu)選在可見光照射下60～80℃反應(yīng)10～12小時，所述可見光照射采用10w?450nm?led燈。
12、本發(fā)明的有益效果如下：
13、本發(fā)明以芐醇類化合物和丙烯腈為反應(yīng)底物，以茂鈦配合物為鈦催化劑，2,4,5,6-四(9-咔唑基)-間苯二腈為光催化劑，三乙胺為還原劑，在有機(jī)堿存在下利用可見光和茂鈦配合物協(xié)同實(shí)現(xiàn)芐醇類化合物和丙烯腈反應(yīng)合成腈類化合物。本發(fā)明利用可見光、光催化劑和還原劑使茂鈦(iv)配合物還原為茂鈦(iii)配合物，該配合物與芐醇類化合物的羰基配位后熱分解形成芐基自由基，自由基與丙烯腈加成合成腈類化合物。本發(fā)明方法具有綠色、安全、易操作的優(yōu)點(diǎn)，且反應(yīng)條件溫和高效，反應(yīng)時間短、原子經(jīng)濟(jì)性高、目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)率較高、底物適用性廣，具有廣闊的應(yīng)用前景。本發(fā)明方法同時也有助于進(jìn)一步探究自由基的偶聯(lián)過程，拓展茂鈦在光催化領(lǐng)域中的應(yīng)用。
1.一種可見光協(xié)同茂鈦配合物催化芐醇類化合物脫氧合成腈類化合物的方法，其特征在于：在惰性氣體保護(hù)下，將式i所示芐醇類化合物和丙烯腈加入有機(jī)溶劑中，并加入茂鈦配合物、三乙胺、2,4,5,6-四(9-咔唑基)-間苯二腈和有機(jī)堿，在可見光照射下60～80℃反應(yīng)，反應(yīng)完后分離純化，得到式ii所示腈類化合物；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見光協(xié)同茂鈦配合物催化芐醇類化合物脫氧合成腈類化合物的方法，其特征在于：所述ar代表苯基、萘基、噻吩基中任意一種，或者c1～c6烷基、c1～c4烷氧基、三氟甲基、鹵素中1～3種取代的前述取代基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可見光協(xié)同茂鈦配合物催化芐醇類化合物脫氧合成腈類化合物的方法，其特征在于：所述芐醇類化合物和丙烯腈的摩爾比為1:1.5～3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可見光協(xié)同茂鈦配合物催化芐醇類化合物脫氧合成腈類化合物的方法，其特征在于：所述茂鈦配合物的加入量為芐醇類化合物摩爾量的0.6～1.5倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可見光協(xié)同茂鈦配合物催化芐醇類化合物脫氧合成腈類化合物的方法，其特征在于：所述三乙胺的加入量為芐醇類化合物摩爾量的5～10倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可見光協(xié)同茂鈦配合物催化芐醇類化合物脫氧合成腈類化合物的方法，其特征在于：所述2,4,5,6-四(9-咔唑基)-間苯二腈的加入量為芐醇類化合物摩爾量的2％～10％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可見光協(xié)同茂鈦配合物催化芐醇類化合物脫氧合成腈類化合物的方法，其特征在于：所述有機(jī)堿的加入量為芐醇類化合物摩爾量的1～3倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可見光協(xié)同茂鈦配合物催化芐醇類化合物脫氧合成腈類化合物的方法，其特征在于：所述有機(jī)溶劑為干燥的2-甲基四氫呋喃、干燥的四氫呋喃中任意一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可見光協(xié)同茂鈦配合物催化芐醇類化合物脫氧合成腈類化合物的方法，其特征在于：在可見光照射下60～80℃反應(yīng)10～12小時。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可見光協(xié)同茂鈦配合物催化芐醇類化合物脫氧合成腈類化合物的方法，其特征在于：所述可見光照射采用10w?450nm?led燈。