一種制備伯胺的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，涉及一種從鹵代烴（或烴基醇磺酸酯）和氨水（或甲酰胺）為原料制備伯胺的方法。本發(fā)明包括如下三個步驟：（1）酰亞胺化：3,4-二芳基呋喃-2,5-二酮(I)與氨（或甲酰胺）等反應(yīng)制得3,4-二芳基-1H-吡咯-2,5-二酮(II)。（2）N-烴基化：以3,4-二芳基-1H-吡咯-2,5-二酮類化合物(II)在堿的作用下，與鹵代烴（或烴基醇磺酸酯）發(fā)生N-烴基化反應(yīng)，制得N-烴基-3,4-二芳基-1H-吡咯-2,5-二酮(III)；（3）水解：N-烴基-3,4-二芳基-1H-吡咯-2,5-二酮(III)經(jīng)堿性水解制備伯胺，生成的2,3-二芳基馬來酸鹽經(jīng)酸處理自動關(guān)環(huán)形成3,4-二芳基呋喃-2,5-二酮(I)，后者經(jīng)酰亞胺化后直接用于前述的N-烴基化反應(yīng)。本發(fā)明具有3,4-二芳基呋喃-2,5-二酮可以高回收率循環(huán)套用，原料摩爾比低，產(chǎn)物伯胺收率高的特點。
【專利說明】一種制備伯胺的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體涉及一種從鹵代烴(或烴基醇磺酸酯)和氨水(或甲酰胺)為原料制備伯胺的新方法。
【背景技術(shù)】
[0002]伯胺類化合物是一類重要的化工原料，在化學(xué)工業(yè)(尤其是精細(xì)化工和醫(yī)藥工業(yè))領(lǐng)域有著廣泛的用途。
[0003]伯胺的制備方法種類繁多，常用的方法有以下幾類:(1)從腈、酰胺、肟、腙或硝基化合物出發(fā)的還原方法(JD White, KM Yager, T Yakura.synthetic studies ofthe pyrroloquinoline nucleus of the makaluvamine alkaloids, synthesis of thetopoisomerase ii inhibitor makaluvamine D.Journal of the American ChemicalSociety, 1994， 116(5)， 556-568.RM Moriarty, CJ Chany II， et al Preparation ofmethyl carbamates from primary alkyl and arylcarboxamides using hypervalentiodine.Journal of Organic Chemistry, 1993，58(9)，2478-2482.WR Dolbier Jr.,XX Rong.Reactivity of perfluoro—n—alkyl radicals a Hammett study of hydrogentransfer from arene thiols.Tetrahedron letters 1994, 35 (34), 6225 -6228.)；(2)從醒、酮出發(fā)的還原氨化方法(SE Denmark, T Weber, DW Piotrowsk1.0rganoceriumadditions to SAMP-hydrazones: general synthesis of chiral amines.Journalof the American Chemical Society, 1987，109(7)，2224-2225.VA Soloshonok，AG Kirilenko, et al.A practical route to fluoroalkyl and fluoroarylaminesby base catalyzed[I, 3]-proton shift reaction.Tetrahedron letters 1994, 35
(19)，3119-3122.) ; (3)`從酰胺等羧酸衍生物出發(fā)的重排降解方法，如Hoffman降解(RMMoriarty, CJ Chany II， et al.Preparation of methyl carbamates from primaryalkyl and arylcarboxamides using hypervalent iodine.Journal of OrganicChemistry, 1993，58(9)，2478-2482)、Curtius 重排(K Ninomiya, T Shioiri, SYamada.Phosphorus in organic synthesis-VI1: Diphenyl phosphoraz1- date(DPPA).A new convenient reagent for a modified curtius reaction.Tetrahedronletters 1984，30 (14)，2151-2157)、Schmidt 重排(KB.Wiberg, BS Ross, et al.2_Substituted bicyclo[l.1.l]pentanes.Journal of Organic Chemistry, 1993，58(7)，2478-2482)等；(4)從鹵代烷烴或烷基醇磺酸酯出發(fā)經(jīng)親核取代等反應(yīng)制備伯胺的方法。上述各類方法起始原料不同，應(yīng)用范圍各異。
[0004]鹵代烴和烴基醇磺酸酯是極為常見的化工原料，來源廣泛，制備方便。從鹵代烴和烴基醇磺酸酯出發(fā)經(jīng)N-烷基化等反應(yīng)制備伯胺的方法主要包括:氨直接取代法、Delepine方法和Gabriel方法。
[0005]以鹵代烴和烴基醇磺酸酯為原料與氨直接進(jìn)行N-烷基化反應(yīng)，在制得伯胺的同時，還得到仲胺、叔胺副產(chǎn)物，伯胺的收率低，分離純化困難，極少應(yīng)用于伯胺的工業(yè)化制備。
【權(quán)利要求】
1.一種制備伯胺的方法，其特征在于:以鹵代烴或烴基醇磺酸酯、氨或甲酰胺為原料制備伯胺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:通過3，4-二芳基呋喃-2，5-二酮(I) — 3，4- 二芳基-1H-吡咯-2，5- 二酮類化合物(II) — N-烴基-3，4- 二芳基-1H-吡咯-2，5-二酮(III)三種物料的循環(huán)使用，以鹵代烴或烴基醇磺酸酯、氨或甲酰胺為原料制備伯胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)酰亞胺化:3，4-二芳基呋喃-2，5-二酮(I)與氨(或甲酰胺)反應(yīng)，制得了酰亞胺3，4- 二芳基-1H-吡咯-2，5- 二酮(II)； (2)N-烴基化:以3，4-二芳基-1H-吡咯-2，5-二酮(II)在堿的作用下，與鹵代烴(或烴基醇磺酸酯)發(fā)生N-烴基化反應(yīng)，制得N-烴基-3，4- 二芳基-1H-吡咯-2，5- 二酮(III)； (3)水解:N-烴基-3，4-二芳基-1H-吡咯-2，5- 二酮(III)經(jīng)堿性水解制備伯胺，同時生成的2，3- 二芳基馬來酸鹽經(jīng)酸處理自動閉環(huán)形成內(nèi)酸酐3，4- 二芳基呋喃-2，5- 二酮(I);所得到的3，4-二芳基呋喃-2，5-二酮(I)直接用于前述的酰亞胺化、N-烴基化反應(yīng)，實現(xiàn)循環(huán)利用；
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于:所述的芳基Ar1與Ar2各自獨立的為苯基、萘基。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述的苯基未被取代或被1-5個取代基取代，取代基獨立地選自下列基團(tuán):鹵素、硝基、氨基、N-(C1-C6烷基)氨基、N，N-二(C1-C6烷基)氨基、C1-C6?；被?、羥基、羧基、C1-C6烷基氧羰基、C1-C6烷基氮羰基、氰基、巰基、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、C1-C6鹵代烷基、C3-C6環(huán)烷基；所述的萘基包括1_取代萘基和2-取代萘基，萘基未被取代或被1-6個獨立地選自下列取代基取代:鹵素、硝基、氨基、N-(C1-C6烷基)單取代氨基、N，N-(C1-C6烷基)雙取代氨基、C1-C6?；被⒘u基、羧基、C1-C6烷基氧羰基、C1-C6烷基氮羰基、氰基、巰基、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、C1-C6鹵代烷基、C3-C6環(huán)烷基。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:所述的苯基未被取代或被1-2個取代基取代，取代基獨立地選自下列基團(tuán):鹵素、硝基、氨基、羥基、氰基、巰基、C1-C3烷基、C1-C3烷氧基、C1-C3鹵代烷基；所述的萘基包括1-取代萘基和2-取代萘基，萘基未被取代或被1-2個獨立地選自下列取代基取代:鹵素、硝基、氨基、羥基、羧基、氰基、巰基、C1-C3烷基、C1-C3烷氧基、C1-C3鹵代烷基。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:
堿選自 KOH、NaOH, LiOH, Ca (OH)2, Ba (OH)2, CsOH, Sr (OH)2, K2CO3, Na2C03> Li2C03> KHCO3,NaHC03> LiHC03、LiNH2, (-BuOK、纟-BuONa、(-BuOL1、MeOK, EtOK, MeONa, EtONa, MeOL1、EtOL1、LDA、DMAP, LiHMDS, C4H9L1、C6H5Li ;酸選自有機(jī)酸和無機(jī)酸，其中無機(jī)酸是鹽酸、硫酸、氫溴酸、磷酸、硝酸，有機(jī)酸是甲酸、乙酸、檸檬酸、草酸、酒石酸、苯甲酸、蘋果酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于: 所述的鹵代烴(或烴基醇磺酸酯)RX的結(jié)構(gòu)如下:
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于: 其中，其中，X選自碘、溴、氯、氟、苯基磺酰氧基、對甲苯磺酰氧基、對氯苯磺酰氧基或甲基磺酰氧基； Yp Y2 各自獨立選自-CR6=CR7_、-C = C-、-O-、-NR8R9-> -S-； Z選自氫、未被取代或被1-3個取代基取代的苯基，取代基獨立地選自下列基團(tuán):鹵素、硝基、氨基、羥基、羧基、C1-C3烷基氧羰基、C1-C3烷基氮羰基、氰基、巰基、C1-C3烷基、C1-C3烷氧基、C3-C6環(huán)烷基或者其中所述的烷基可以被鹵素、羥基、氨基取代；R1' R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8 和 R9 各自獨立選自氫、C1-C3 烷基；
n、m、p、q 選自 0、1、2、3。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(1)中，3，4-二芳基呋喃-2，5-二酮⑴與氨(或甲酰胺)的摩爾比為1:廣100;所述的氨為以NH3為溶質(zhì)的溶液，使用的溶劑選自水、甲醇、乙醇、丙醇、叔丁醇、異丙醇、仲丁醇或者上述各溶劑的任意比混合物，氨溶液的濃度范圍為飽和溶液~0.1% ；甲酰胺直接使用，或配制成溶液使用,溶劑選自水、甲醇、乙醇、丙酮、二氧六環(huán)、乙二醇、四氫呋喃、DMF、DMSO或者任意混合物，甲酰胺溶液的濃度范圍為10(H).1%，反應(yīng)溫度范圍為(Tl50°C。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(2)中，3，4-二芳基-1H-吡咯-2，5- 二酮類化合物(II)與堿的摩爾比為1:1~20 ;所述的堿選自KOH、NaOH, LiOH,Ca (OH) 2、K2CO3, Na2C03> KHCO3, NaHCO3^ 卜BuOK、MeONa, EtONa, LDA、DMAP, LiHMDS、C4H9Li,C6H5Li ;溶劑選自乙醇、丙醇、叔丁醇、異丙醇、仲丁醇、乙腈、丙酮、DMF和DMSO或者上述各溶劑的任意比混合物，化合物(II)與溶劑的質(zhì)量比是1:廣200，反應(yīng)溫度范圍為0~150°C。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(3)中，N-烴基-3，4-二芳基-1H-吡咯-2，5-二酮(III)和堿的摩爾比是1: 2~50，溶劑選自水、甲醇、乙醇、丙醇、叔丁醇、異丙醇、仲丁醇、乙醚、乙腈、丙酮、DMF和DMSO或者上述各溶劑的任意比混合物，N-烴基-3，4-二芳基-1H-吡咯-2，5-二酮(III)與溶劑的質(zhì)量比是1: f200，反應(yīng)溫度范圍為 0~150°C。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12任何一項所述的方法，其特征在于:所述的加熱采用常規(guī)加熱或微波照射加熱。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于:常規(guī)加熱低于100°C時，使用空氣浴、油浴、沙浴、蒸氣浴、水浴，反應(yīng)時間為0.05^24小時。
15.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(3)中生成的2，3-二芳基馬來酸鹽中加入酸，至反應(yīng)液PH值為4-6并有固體析出，振蕩分層，得3，4- 二芳基呋喃-2，5- 二酮(I)，3，4-二芳基呋喃-2，5-二酮(I)直接用于酰亞胺化；或反應(yīng)液按常規(guī)萃取、蒸餾、分離，得到產(chǎn)物伯胺；或者反應(yīng)液經(jīng)萃取后與酸成鹽，得到產(chǎn)物伯胺鹽。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于:所述的酸選自鹽酸、硫酸、氫溴酸、甲酸、乙酸、檸檬酸、草酸，所述的萃取所使用的有機(jī)溶劑選自甲基叔丁基醚、二氯甲烷或乙酸乙酯。
【文檔編號】C07C253/30GK103804108SQ201210459222
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月15日
【發(fā)明者】張為革, 吳軍輝, 沈杞容, 包凱, 孫俊, 朱志彬, 姜楠 申請人:沈陽藥科大學(xué)