一種銅促進的芳香腈類化合物的合成方法
【專利說明】一種銅促進的芳香腈類化合物的合成方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及有機合成領(lǐng)域，具體涉及一種銅促進的芳香腈類化合物的合成方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 芳香腈類化合物是重要的有機合成原料和中間體，它們很容易轉(zhuǎn)化為其它有用的 官能團化合物，如醛、酮、羧酸、胺及酰胺等。在醫(yī)藥、農(nóng)藥方面表現(xiàn)出較高的利用價值，特 別是在醫(yī)藥領(lǐng)域，如在心血管藥物、抗生素、抗癌等方面都表現(xiàn)出良好生物醫(yī)藥活性。芳香 腈類化合物在染料、香料、緩蝕劑及液晶材料方面有著廣泛的應(yīng)用，如檸檬腈就是一種國際 新型腈類香料，2, 4-二硝基-6-氰苯胺是重要的染料中間體。芳香腈類化合物不僅具有優(yōu) 良的生物活性還具有多變的化學結(jié)構(gòu)，是有機合成與藥物化學研宄的熱點之一，關(guān)于這類 化合物合成路線的探索也在不斷地深入。
[0003]鹵代苯類化合物與氰基化試劑反應(yīng)生成芳香腈類化合物，是應(yīng)用較廣的合成方 法。金屬氰化物是應(yīng)用較早的氰基化試劑。Mowry,Cassar,Takagi,Maligres等分別報道 了CuCN、NaCN、KCN、Zn(CN)2與鹵代芳烴進行氰基化反應(yīng)，生成苯甲腈類化合物。這種方 法的優(yōu)點是在合適的溶劑中，可以不用催化劑和配體，高溫反應(yīng)即可；缺點是反應(yīng)條件較 苛刻，需要高溫，對設(shè)備要求高，且金屬氰化物劇毒，不符合化工生產(chǎn)綠色環(huán)保的要求。近 些年來，越來越多的廉價的低毒的有機氰基化試劑被利用起來，例如乙腈。2012年，LiJ H課題組，報道了以鹵代苯為底物，乙腈為腈源，摻入氧化劑、催化劑、配體，合成了所需的 芳香腈類化合物。ShenZM等報道了以2-苯基吡啶及其衍生物為底物，乙腈為腈源，醋 酸銅為催化劑，加入配體，在150°C條件下攪拌即可合成目標產(chǎn)物。目前報道以有機氰化 物為腈源合成芳香甲腈類化合物的方法還有很多種，但這些方法反應(yīng)需要特定結(jié)構(gòu)的反 應(yīng)底物，需要特殊配體、過氧化物等反應(yīng)條件。因此新的簡便合成芳香腈類化合物的方 法一直受到人們的重視?！緟⒖嘉墨I：MowryD.F.，Chem.Rev.，1948, 42,189-283;Cassar L，F(xiàn)odM，etal.，J.Org.Chem.，1979, 173, 335-339;TkagiK，OkamotoT，etal.，Chem. Lett.，1973, 2, 471-474;MaligresP.E. ,WatersM.S. ,FleitzF. ,etal. ,Tetrahedron Lett. 1999, 40,8193-8195;ChataniN.，HanafusaT.，J.Org.Chem.，1986, 51，4714-4716 ; LuoY，WangY.G.，etal.，Tetrahedron，2013, 69, 8400-8404 ;JinJ.，WenQ.，LuP.，Wang Y.，Chem.Commun.，2012, 48, 9933-993 ;Song，R.J.，Li,J.H.，Synlett，2012, 23, 2491-2496 ; KouX.Z.，ShenZ.M.，etal.，Chem.Eur.J.，2013，19，16880-16886;KimJ.，Kim J.H. ,ChangS. ,Angew.Chem. , 2012, 124, 12114 ；jeraC.N. ,SansanoJ.M. ,Angew. Chem.，2009, 121，2488-2490.】
[0004] 針對上述方法的不足，開發(fā)不使用有毒的氰基化試劑、不使用配體和過氧化物、操 作簡單、適用范圍廣的芳香腈類化合物的合成新途徑，具有潛在的工業(yè)應(yīng)用前景。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005] 本發(fā)明的目的是開發(fā)一種在氧氣環(huán)境下，銅試劑促進芳香甲醛與有機氰化試劑反 應(yīng)，高轉(zhuǎn)化率和高產(chǎn)率地合成芳香腈類化合物的方法。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案 實現(xiàn)的：
【主權(quán)項】
1. 一種銅促進的芳香腈類化合物的合成方法，包含下述步驟： 取芳香甲醛、銅試劑、有機氰化試劑、有機溶劑置于反應(yīng)容器中，混合；在氧氣氛圍下， 于反應(yīng)溫度為120~140°C下，持續(xù)攪拌反應(yīng)20~30h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，用飽和氯 化銨溶液洗滌，然后用有機溶劑萃取，干燥，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，粗產(chǎn)品經(jīng)柱色譜分離， 即得芳香腈類化合物。具有以下結(jié)構(gòu)式：
所述結(jié)構(gòu)式I中，R1是瓜？、(：1、81'、1、甲基、甲氧基、叔丁基、苯基、乙酰氨基、苯乙炔基、 苯乙烯基、2, 4, 6-三甲基。 所述結(jié)構(gòu)式II中，R2是萘基、苯乙烯基。 所述結(jié)構(gòu)式III中，R3是甲基、苯基。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅促進的芳香腈類化合物的合成方法，其特征在于，所述的 銅試劑是選自氯化亞銅、溴化亞銅、氯化銅、溴化銅、醋酸銅中的至少一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅促進的芳香腈類化合物的合成方法，其特征在于，所述的 有機氰化試劑是乙腈、戊腈、三甲基乙腈、苯乙腈中的至少一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅促進的芳香腈類化合物的合成方法，其特征在于，所述芳 香苯甲醛選自苯甲醛、對氟苯甲醛、對氯苯甲醛、鄰氯苯甲醛、對溴苯甲醛、對碘苯甲醛、對 甲基苯甲醛、鄰甲基苯甲醛、對甲氧基苯甲醛、對叔丁基苯甲醛、對苯基苯甲醛、對乙酰氨基 苯甲醛、對苯乙炔基苯甲醛、對苯乙烯基苯甲醛、2, 4, 6-三甲基苯甲醛、1-萘甲醛、肉桂醛、 N-甲基吲哚-3-甲醛、N-苯基吲哚-3-甲醛。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅促進的芳香腈類化合物的合成方法，其特征在于，所述反 應(yīng)過程中所用混合溶劑選自二氯甲烷、乙腈、N，N-二甲基乙酰胺（DMAc)、四氫呋喃、N，N-二 甲基甲酰胺、二甲基亞砜中的至少一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的由銅促進的芳香腈類化合物的合成方法，其特征在于，所述 混合溶劑中至少是乙腈，乙腈既可做溶劑，又可做有機氰化試劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅促進的芳香腈類化合物的合成方法，其特征在于，所述混 合溶劑中乙腈與有機溶劑的體積比為[1:1]~[5:1]。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅促進的芳香腈類化合物的合成方法，其特征在于，銅試劑 與芳香甲醛之間的摩爾比為[2:1]~[1:1]。反應(yīng)是在氧氣氛圍下進行，反應(yīng)溫度為120~ 140°C，反應(yīng)時間為20~30h。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅促進的芳香腈類化合物的合成方法，其特征在于，所述萃 取步驟中的有機溶劑是乙酸乙酯、三氯甲烷或二氯甲烷中的至少一種。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種銅促進的芳香腈類化合物的合成方法，該方法在氧氣氛圍下，以芳香甲醛和有機氰化試劑為原料合成芳香腈類化合物。該方法使用廉價易得的銅試劑，反應(yīng)在氧氣下進行，無配體、酸和堿、過氧化物、微波輻射等特殊反應(yīng)條件；反應(yīng)條件溫和，綠色環(huán)保，產(chǎn)物的選擇性和產(chǎn)率都很高，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。
【IPC分類】C07C255-50, C07D209-42, C07C255-54, C07C253-30, C07C255-60, C07C255-52, C07C255-34
【公開號】CN104876834
【申請?zhí)枴緾N201510159156
【發(fā)明人】周永波, 劉立鑫, 董建玉, 李強, 李中文, 尹雙鳳, 韓立彪
【申請人】湖南大學
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年4月7日