專利名稱：一種制備α,β-不飽和酰胺的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于酰胺類有機(jī)化合物的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種α，β_不飽和酰胺的催化制備方法。
背景技術(shù)：
α, β-不飽和酰胺具有良好的生物活性，例如抗驚厥、抗抑郁、抗雌性激素、止痛以及抗菌性等，被廣泛的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)及有機(jī)合成等重要領(lǐng)域?，F(xiàn)有技術(shù)中，制備α，不飽和酰胺的方法是:先將不飽和酸制成酰氯，然后再與二級胺酰胺化反應(yīng)得到產(chǎn)物。2010年，Kumagai將苯甲酸在SOCl2作用下與N，N- 二甲基甲酰胺通過一鍋法反應(yīng)合成了苯甲酰胺，其中SOCl2與N，N- 二甲基甲酰胺形成了一個關(guān)鍵的Vilsmeier形式中間體，該中間體使苯甲酸進(jìn)一步酰氯化然后再與N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)生成了目標(biāo)產(chǎn)物(參見:T Kumagai, T Anki, T Ebi, A Konishi, K Matsumoto etl.Tetrahedron.，2010(66):8968) ；2012年奈有峰采用不飽和酸與氯化亞砜反應(yīng)制得酰氯，再將酰氯與相應(yīng)的胺或者氨水反應(yīng)得到各種所需的α，β-不飽和酰胺(參見:奈有峰.由α，β-不飽和酰胺合成取代高?；撬?北京化工大學(xué)2012)。由不飽和酸制取酰氯一般需要用到三氯化磷，三氯氧磷或者氯化亞砜等易揮發(fā)、刺激性和腐蝕性強(qiáng)、毒性較大的化學(xué)藥品，不僅對環(huán)境產(chǎn)生污染，也增加了生產(chǎn)過程的復(fù)雜性。另外，飽和酰胺化合物可以在α，β位脫水來制備α，β -不飽和酰胺化合物，比如，中國專利申請CN1826314A公開了一種α，β -不飽和酰胺化合物的制備方法，首先將保護(hù)基團(tuán)引入飽和酰胺化合物，在脫氫催化劑與適合氧化劑的存在下脫水、反應(yīng)形成雙鍵，最后除去保護(hù)基團(tuán)而得到最終產(chǎn)物，但是整個反應(yīng)過程所需化學(xué)試劑多，反應(yīng)時間長，條件復(fù)雜。2013年印度的Reddy教授等人使用高氯酸銅催化苯甲酸和甲酰胺類化合物合成酸胺類化合物(參見:P.S.Kumar , G.S.Kumar, R.A.Kumar, N.V.Reddy, K.R.Reddy, Eur.J.0rg.Chem.2013 (7): 1218);但是該催化體系對底物要求高并且反應(yīng)需要在100°C的高溫下進(jìn)行。因此尋找一種原料來源廣泛、反應(yīng)過程簡單、產(chǎn)物收率高、安全、環(huán)保、普適性好的制備方法以有效合成α，不飽和酰胺是很有必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種反應(yīng)過程簡單、產(chǎn)物收率高、安全、環(huán)保的制備α，β -不飽和酰胺的方法。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種制備α，β_不飽和酰胺的方法，包括以下步驟:在惰性氣氛中，以肉桂酸類化合物與甲酰胺類化合物為反應(yīng)物，以鐵鹽和氧化劑為催化體系，通過酰胺化反應(yīng)制備得到產(chǎn)物α，β-不飽和酰胺；其中，鐵鹽選自無水硫酸鐵、三氟甲磺酸鐵、乙酰丙酮鐵、氧化鐵、三溴化鐵、三氯化鐵、三碘化鐵、氧化亞鐵、氯化亞鐵、溴化亞鐵、碘化亞鐵、單質(zhì)鐵、四氧化三鐵、二茂鐵中的一種或者一種以上的混合物；氧化劑選自叔丁基過氧化氫、氧化二叔丁基、過氧化二異丙苯、過硫酸鉀或者過硫酸銨中的一種或者一種以上的混合物；
所述催化體系中，鐵鹽和氧化劑的摩爾比為1: 15 40。上述技術(shù)方案中，所述甲酰胺類化合物為N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二乙基甲酰胺、N，N-二丁基甲酰胺、1-甲酰吡咯烷、N-甲酰哌啶、N-甲酰嗎啉、甲酰胺或者N-甲基甲酰胺。上述技術(shù)方案中，所述肉桂酸類化合物為肉桂酸、4-氯肉桂酸、4-氟肉桂酸、4-三氟甲基肉桂酸、4-異丙基肉桂酸、4-甲基肉桂酸、3-甲基肉桂酸、4-甲氧基肉桂酸、2-甲氧基肉桂酸、3-甲氧基肉桂酸、3，4- 二甲氧基肉桂酸、3，4，5-三甲氧基肉桂酸、4-硝基肉桂酸、3-(1-萘基 )丙烯酸、2-呋喃丙烯酸、2-噻吩丙烯酸、3-吡啶丙烯酸、α-甲基肉桂酸、4-異丙基肉桂酸。 上述技術(shù)方案中，反應(yīng)過程包括在惰性氣氛中，將鐵鹽、氧化劑、肉桂酸類化合物和甲酰胺類化合物混勻，在30 70°C下攪拌8 14小時，蒸餾除去溶劑，最后經(jīng)快速柱層析得到α，β-不飽和酰胺。上述技術(shù)方案中，所述蒸餾除去溶劑，最后經(jīng)快速柱層析得到α，β -不飽和酰胺等操作都屬于現(xiàn)有技術(shù)，其中所使用的萃取劑、干燥劑、洗脫劑也是現(xiàn)有技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)最終產(chǎn)物的性質(zhì)選擇合適的試劑，優(yōu)選的技術(shù)方案中洗脫劑為乙酸乙酯/石油醚體系(體積比為1:1)。上述技術(shù)方案中，所述惰性氣氛為氬氣氣氛。上述技術(shù)方案中，肉桂酸與甲酰胺類化合物的摩爾比為1: 35 170 ;肉桂酸與鐵鹽的摩爾比為:5 20:1 ;優(yōu)選為10: I ;催化劑的用量過少會使反應(yīng)無法高效進(jìn)行，但是催化劑的用量過大會增加反應(yīng)成本并影響反應(yīng)體系的后處理。上述技術(shù)方案中，反應(yīng)溫度為30 70°C，優(yōu)選為50°C。上述技術(shù)方案中，反應(yīng)時間為8 14小時，優(yōu)選為12小時。本發(fā)明同時請求保護(hù)一種用于催化肉桂酸類化合物與甲酰胺類化合物的酰胺化反應(yīng)制備α，β_不飽和酰胺的鐵鹽催化體系，由鐵鹽和氧化劑組成，其中鐵鹽和氧化劑的摩爾比為1: 15 40;所述鐵鹽選自無水硫酸鐵、三氟甲磺酸鐵、乙酰丙酮鐵、氧化鐵、三溴化鐵、三氯化鐵、三碘化鐵、氧化亞鐵、氯化亞鐵、溴化亞鐵、碘化亞鐵、單質(zhì)鐵、四氧化三鐵、二茂鐵中的一種或者其一種以上的混合物；氧化劑選自叔丁基過氧化氫、氧化二叔丁基、過氧化二異丙苯、過硫酸鉀或者過硫酸銨中的一種或者其一種以上的混合物。優(yōu)選的技術(shù)方案中，鐵鹽和氧化劑的摩爾比為1: 16 20。上述技術(shù)方案可表示如下:
O°
yFeCaL
IJj + H f........................................................................1
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):
1.本發(fā)明使用鐵鹽和氧化劑作為催化劑體系催化肉桂酸類化合物與甲酰胺類化合物進(jìn)行酰胺化應(yīng)制備α，β_不飽和酰胺，反應(yīng)活性較高，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)時間短，收率高(最聞達(dá)99%)。2.本發(fā)明公開的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用催化劑的量少，將多步反應(yīng)縮短為一步反應(yīng)，處理簡單，有利于產(chǎn)物的純化；更重要的是避免了易揮發(fā)有毒性的酰氯化試劑的使用。3.本發(fā)明公開的催化劑體系對多種反應(yīng)物具有普適性。4.本發(fā)明使用的原料來源廣泛，廉價易得，反應(yīng)過程簡單可控，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
實(shí)施例一
權(quán)利要求
1.一種制備α，β_不飽和酰胺的方法，其特征在于，包括以下步驟:在惰性氣氛中，以肉桂酸類化合物與甲酰胺類化合物為反應(yīng)物，以鐵鹽和氧化劑為催化體系，通過酰胺化反應(yīng)制備得到產(chǎn)物α，β-不飽和酰胺； 其中，鐵鹽選自無水硫酸鐵、三氟甲磺酸鐵、乙酰丙酮鐵、氧化鐵、三溴化鐵、三氯化鐵、三碘化鐵、氧化亞鐵、氯化亞鐵、溴化亞鐵、碘化亞鐵、單質(zhì)鐵、四氧化三鐵、二茂鐵中的一種或者一種以上的混合物；氧化劑選自叔丁基過氧化氫、過氧化二叔丁基、過氧化二異丙苯、過硫酸鉀或者過硫酸銨中的一種或者一種以上的混合物； 所述催化體系中，鐵鹽和氧化劑的摩爾比為1: 15 40。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述α，β-不飽和酰胺的制備方法，其特征在于:所述甲酰胺類化合物為N，N- 二甲基甲酰胺、N，N- 二乙基甲酰胺、N，N- 二丁基甲酰胺、1-甲酰吡咯烷、N-甲酰哌啶、N-甲酰嗎啉、甲酰胺或者N-甲基甲酰胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述α，不飽和酰胺的制備方法，其特征在于:所述肉桂酸類化合物為肉桂酸、4-氯肉桂酸、4-氟肉桂酸、4-三氟甲基肉桂酸、4-異丙基肉桂酸、4-甲基肉桂酸、3-甲基肉桂酸、4-甲 氧基肉桂酸、2-甲氧基肉桂酸、3-甲氧基肉桂酸、3，4-二甲氧基肉桂酸、3，4，5-三甲氧基肉桂酸、4-硝基肉桂酸、3-(1-萘基)丙烯酸、2-呋喃丙烯酸、2-噻吩丙烯酸、3-吡啶丙烯酸、α -甲基肉桂酸、4-異丙基肉桂酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述α，β-不飽和酰胺的制備方法，其特征在于:所述惰性氣氛為IS氣氣氛。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述α，β-不飽和酰胺的制備方法，其特征在于:肉桂酸與鐵鹽的摩爾比為:5 20: I。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述α，β-不飽和酰胺的制備方法，其特征在于:肉桂酸與甲酰胺類化合物的摩爾比為:1: 35 170。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述α，β-不飽和酰胺的制備方法，其特征在于:反應(yīng)溫度為30 70。。。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述α，β-不飽和酰胺的制備方法，其特征在于:反應(yīng)時間為8 14小時。
9.一種鐵鹽催化體系，用于催化肉桂酸類化合物與甲酰胺類化合物的酰胺化反應(yīng)制備α，β -不飽和酰胺，由鐵鹽和氧化劑組成，其中鐵鹽和氧化劑的摩爾比為1: 15 40 ;所述鐵鹽選自無水硫酸鐵、三氟甲磺酸鐵、乙酰丙酮鐵、氧化鐵、三溴化鐵、三氯化鐵、三碘化鐵、氧化亞鐵、氯化亞鐵、溴化亞鐵、碘化亞鐵、單質(zhì)鐵、四氧化三鐵、二茂鐵中的一種或者一種以上的混合物；氧化劑選自叔丁基過氧化氫、氧化二叔丁基、過氧化二異丙苯、過硫酸鉀或者過硫酸銨中的一種或者一種以上的混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鐵鹽催化體系，其特征在于:鐵鹽和氧化劑的摩爾比為1: 16 20。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備α,β-不飽和酰胺的方法，具體步驟為在惰性氣氛中，以肉桂酸類化合物與甲酰胺類化合物為反應(yīng)物，以鐵鹽和氧化劑為催化劑體系，通過酰胺化反應(yīng)制備得到產(chǎn)物α,β-不飽和酰胺，其中，鐵鹽和氧化劑的摩爾比為1∶15～40。此方法中，催化劑體系的區(qū)域選擇性好，反應(yīng)活性高，反應(yīng)條件溫和，目標(biāo)產(chǎn)物的收率高，制備過程安全環(huán)保，簡易可控，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C07C233/11GK103232357SQ20131014437
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月24日
發(fā)明者毛金成, 晏宏, 楊海龍, 陸林華 申請人:蘇州大學(xué)