专利名称：一种合成苯甲酰取代脲类化合物的方法
技术领域：
本发明涉及苯甲酰取代脲类化合物，具体地说涉及一种催化羰基化合成苯甲酰取代脲类化合物的方法。
背景技术：
含有取代肽键(-CONHCONH-)的苯甲酰脲类化合物具有一定的生物活性，可作为生物杀虫剂和杀菌剂等农药产品，也是医药、农药和染料等精细化工产品的中间体。目前，工业上合成这些化合物主要采用光气法或类光气法，其不足之处在于光气有剧毒且反应过程中产生大量腐蚀性大的含氯副产物，既是环境污染物，又使设备受到严重腐蚀。近几十年来，人们一直在寻找探索替代光气的方法，(文献1Goodall B L.EP0398404，1990；文献2Drent E，Prillwitz P E.EP 225673，1987)，一种以Pd等贵金属为催化剂，CO为羰基化试剂，苯甲酰胺和芳香硝基化合物合成苯甲酰取代脲类化合物的方法，以其反应步骤少、原子经济性和环境友好性而越来越引起人们的关注，其不足之处在于反应所使用的催化剂是价格昂贵的钯等贵金属，反应条件比较苛刻。
发明内容
本发明的目的在于提供一种反应条件温和、成本低的催化羰基化合成苯甲酰取代脲类化合物的方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下在CO存在下，苯甲酰胺化合物和芳香硝基化合物为原料，以硒为催化剂，三乙胺为助催化剂，在有机溶剂中于密封的高压釜内进行反应；反应式如下 其中芳香硝基化合物苯基上的取代基X可为一种或多种给电子基团和/或吸电子基团；苯甲酰胺与芳香硝基化合物的物料摩尔比为10∶1至1∶10；硒的摩尔用量为反应物苯甲酰胺与芳香硝基化合物中摩尔用量较少一方的0.1～20％；三乙胺的摩尔用量为反应物苯甲酰胺与芳香硝基化合物中摩尔用量较少一方的10～200％；反应物苯甲酰胺与芳香硝基化合物中摩尔用量较少一方与有机溶剂的配制摩尔比为1∶1至1∶50；反应时间为2～20小时；反应温度为50～200℃；一氧化碳反应压力为表压1～10MPa；其中所述反应物芳香硝基化合物中给电子取代基是甲基、乙基、氨基或甲氧基等，吸电子取代基是氯、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气、氮气、二氧化碳和/或水蒸气的工业一氧化碳尾气，其中空气、氮气、二氧化碳和/或水蒸气的含量之和小于等于总体积的10％；其中所述有机溶剂为一种或多种极性和/或非极性惰性溶剂；所述极性溶剂为甲苯、四氢呋喃或氯仿，非极性溶剂为正己烷或苯；所述所述极性与非极性惰性溶剂的混合体积比为1∶10至10∶1。
本发明具有如下优点1.成本低。本发明原料简单、易得，只使用价格较低的非金属硒为催化剂，投资设备少，容易操作。
2.反应条件温和。本发明反应腐蚀小，避免了有毒光气的使用，使三废处理负担明显减少，达到了清洁生产的要求，有利于大规模工业化生产。
3.反应工艺难度低。本发明操作简便，产物与催化剂的后序分离容易，催化剂在该反应过程中存在相转移过程，产物与催化剂用简单的相分离就可分开。
4.经济性好。本发明反应选择性高，采用非金属硒为催化剂使选择性达到99％以上，产率高；另外本发明具有原子经济反应的效率，产品质量稳定。
5.具有相转移功能。在本发明的催化反应中，反应开始前固体硒粉催化剂是不溶于反应体系中的，在反应过程中固相的硒转变为溶于反应体系的活性物种进行均相的催化反应，在反应终了后，催化剂又以固相硒粉析出，很易与产物分离。
具体实施例方式
下面通过实施例详述本发明；然而，本发明不限于下述的实施例。
实施例1在70mL的不锈钢高压釜中加入苯甲酰胺(20mmol)、Se(0.5mmol)、硝基苯(10mmol)、Et3N(1ml)和甲苯(10ml)，用CO置换三次后将CO压力升至3MPa，将其放入已升至155℃的油浴锅内搅拌反应10小时，冷却至室温，打开釜，将过滤所得的固体与母液浓缩后过滤所得的固体合并，经重结晶，干燥，称重得1.7512g产物1-苯基-3-苯甲酰脲，HPLC分析纯度为99.7％以上，实得收率为65.1％(以硝基苯计)。含量测定采用Waters高效液相色谱系统，包括两个515泵，486型UV检测器，Spherisorb ODS-2柱(5μm，4.6×250mm)，以甲醇-水为流动相，流速1mL/min，检测器波长为每个化合物的λmax，柱温室温，外标法。
实施例2有机溶剂为苯，用量为10ml，其它实验方法和条件同实施例1，HPLC分析纯度为99％以上，实得收率为63.2％(以硝基苯计)。
实施例3
有机溶剂为四氢呋喃，用量为10ml，其它实验方法和条件同实施例1，HPLC分析纯度为99％以上，实得收率为52.1％(以硝基苯计)。
实施例4有机溶剂为氯仿，用量为10ml，其它实验方法和条件同实施例1，HPLC分析纯度为99％以上，实得收率为34.5％(以硝基苯计)。
实施例5催化剂硒的摩尔用量为反应物硝基苯的0.1％，其它实验方法和条件同实施例1，HPLC分析纯度为99％以上，实得收率为3.2％(以硝基苯计)。
实施例6催化剂硒的摩尔用量为反应物硝基苯的10％，其它实验方法和条件同实施例1，HPLC分析纯度为99％以上，实得首次单程收率为72.3％(以硝基苯计)。
实施例7催化剂硒的摩尔用量为反应物硝基苯的20％，其它实验方法和条件同实施例1，HPLC分析纯度为99％以上，实得收率为74.8％(以硝基苯计)。
实施例8反应时间为2小时，其它实验方法和条件同实施例1，HPLC分析纯度为99％以上，实得收率为29.7％(以硝基苯计)。
实施例9反应时间为20小时，其它实验方法和条件同实施例1，HPLC分析纯度为99％以上，实得收率为76.2％(以硝基苯计)。
实施例10CO压力为5.0MPa，其它实验方法和条件同实施例1，HPLC分析纯度为99％以上，实得收率为66.5％(以硝基苯计)。
实施例11硝基苯的用量为10mmol，苯甲酰胺的用量为50mmol，其它实验方法和条件同实施例1，HPLC分析纯度为99％以上，实得收率为76.8％(以硝基苯计)。
实施例12助催化剂三乙胺的用量为反应物(硝基苯)100％时，其它实验方法和条件同实施例1，HPLC分析纯度为99％以上，实得收率为54.1％(以硝基苯计)。
实施例13芳香硝基物为间-三氟甲基硝基苯(10mmol)，其它实验方法和条件同实施例1，HPLC分析纯度为99％以上，实得收率为19.1％(以间-三氟甲基硝基苯计)。
实施例14芳香硝基物为对氯硝基苯(10mmol)，其它实验方法和条件同实施例1，HPLC分析纯度为99％以上，实得收率为29.4％(以对氯硝基苯计)。
实施例15混合溶剂甲苯∶苯＝10∶1，用量为10ml，其它实验方法和条件同实施例1，HPLC分析纯度为99％以上，实得收率为66.5％(以硝基苯计)。
实施例16芳香硝基物为邻氯硝基苯(10mmol)，其它实验方法和条件同实施例1，HPLC分析纯度为99％以上，实得收率为28.7％(以邻氯硝基苯计)。
实施例17芳香硝基物为硝基苯(10mmol)，甲苯溶剂为100mmol，其它实验方法和条件同实施例1，HPLC分析纯度为99％以上，实得收率为52.6％(以硝基苯计)。
实施例18反应物芳香硝基物与苯甲酰胺的物料用量分别为10mmol，其它实验方法和条件同实施例1，HPLC分析纯度为99％以上，实得收率为45.2％(以硝基苯计)。
实施例19反应物芳香硝基物为对乙基硝基苯(10mmol)，其它实验方法和条件同实施例1，HPLC分析纯度为99％以上，实得收率为41.3％(以对乙基硝基苯计)。
实施例20反应物芳香硝基物为对甲基硝基苯(10mmol)，其它实验方法和条件同实施例1，HPLC分析纯度为99％以上，实得收率为42.6％(以对甲基硝基苯计)。
实施例21混合溶剂甲苯∶苯＝1∶10，用量为10ml，其它实验方法和条件同实施例1，HPLC分析纯度为99％以上，实得收率为64.9％(以硝基苯计)。
本发明所述一氧化碳可使用含空气、氮气、二氧化碳和/或水蒸气的工业一氧化碳尾气，其中空气、氮气、二氧化碳和/或水蒸气的含量之和小于等于总体积的10％；所述反应物芳香硝基化合物中给电子取代基也可以是氨基或甲氧基等，吸电子取代基也可以是氟、溴或三氟甲氧基等；所述溶剂亦为正己烷。
权利要求
1.一种合成苯甲酰取代脲类化合物的方法，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为原料，以硒为催化剂，三乙胺为助催化剂，在有机溶剂中于密封的高压釜内进行反应；反应式如下 其中芳香硝基化合物苯基上的取代基X可为一种或多种给电子基团和/或吸电子基团；苯甲酰胺与芳香硝基化合物的物料摩尔比为10∶1至1∶10；硒的摩尔用量为反应物苯甲酰胺与芳香硝基化合物中摩尔用量较少一方的0.1～20％；三乙胺的摩尔用量为反应物苯甲酰胺与芳香硝基化合物中摩尔用量较少一方的10～200％；反应物苯甲酰胺与芳香硝基化合物中摩尔用量较少一方与有机溶剂的配制摩尔比为1∶1至1∶50；反应时间为2～20小时；反应温度为50～200℃；一氧化碳反应压力为表压1～10MPa。
2.按照权利要求1所述的合成苯甲酰取代脲类化合物的方法，其特征在于所述反应物芳香硝基化合物中给电子取代基是甲基、乙基、氨基或甲氧基，吸电子取代基是氯、氟、溴、三氟甲基或三氟甲氧基。
3.按照权利要求1所述的合成苯甲酰取代脲类化合物的方法，其特征在于其中所述一氧化碳可使用含空气、氮气、二氧化碳和/或水蒸气的工业一氧化碳尾气，其中空气、氮气、二氧化碳和/或水蒸气的含量之和小于等于总体积的10％。
4.按照权利要求1所述的合成苯甲酰取代脲类化合物的方法，其特征在于其中所述有机溶剂为一种或多种极性和/或非极性惰性溶剂。
5.按照权利要求4所述的合成苯甲酰取代脲类化合物的方法，其特征在于所述极性溶剂为甲苯、四氢呋喃或氯仿，非极性溶剂为正己烷或苯。
6.按照权利要求4所述的合成苯甲酰取代脲类化合物的方法，其特征在于所述极性与非极性惰性溶剂的混合体积比为1∶10至10∶1。
全文摘要
一种合成苯甲酰取代脲类化合物的方法，用苯甲酰胺与芳香硝基化合物在CO存在下，硒作为催化剂，三乙胺为助催化剂，在有机溶剂中于密封的高压釜内进行反应；其中芳香硝基物苯基上的取代基X可为一种或多种给电子和/或吸电子基团；苯甲酰胺与芳香硝基物的物料摩尔比为10∶1至1∶10；硒的摩尔用量为反应物中摩尔用量较少一方的0.1～20％；三乙胺的摩尔用量为反应物中摩尔用量较少一方的10～200％；反应物与有机溶剂的配制摩尔比为1∶1至1∶50；反应时间为2～20小时；反应温度为50～200℃；一氧化碳反应压力为表压1～10MPa。本发明操作简便，原料易得，选择性高，产率高，产品质量稳定，后序分离容易。
文档编号C07C275/54GK1432564SQ02109050
公开日2003年7月30日 申请日期2002年1月18日 优先权日2002年1月18日
发明者梅建庭, 陈金涛, 原晓华, 陆世维 申请人:中国科学院大连化学物理研究所