专利名称：催化剂、其制备方法及n-烷基吡咯衍生物的制备方法
技术领域：
本发明具体的涉及一种催化剂、其制备方法及N-烷基吡咯衍生物的制备方法。
背景技术：
从廉价试剂为原料，发展高效、温和、高选择性的合成方法是有机合成化学的重要 挑战之一。吡咯及其衍生物的合成和有关反应研究已有一百多年的历史，是因为它广泛存 在于天然产物中，是生物碱的主要组成部分，具有广泛的生物活性，是许多天然和化学合成 药物的组成部分。吡咯类化合物中，N-烷基吡咯衍生物的合成方法主要有以下三种1、以卤代烃R1K其中X= LBnCLR1为烷基)为原料，采用碱，比如氢氧化钾、氢 氧化钠，再加其他的一些特殊试剂来合成N-烷基衍生物。比如采用CH3I为原料，该反应除 了卤代烃R1-X和碱之外，还需要添加其他的一些试剂，比如在文献Synthesis[(8)，617-18 ； 1979]中采用冠醚(18-cr0wn-6)来合成N-烷基吡咯，该反应的试剂昂贵，反应的产率不高。 采用卤代烃R1-X为原料往往伴随着有碳烷基化的副反应发生，导致反应产率的下降、反应 后处理复杂化。2、以Me2CO3为原料来合成N-甲基吡咯衍生物。在文献Catalysis Letters [120 (3-4)，299-302, 2008]中报道采用 Me2CO3 为原料， 添加CaOjiO2等氧化物来实现N-甲基吡咯的合成，该合成方法中有大量的N-甲酸甲酯吡 咯副产物生成，导致该方法的收率不高，而且该方法只能合成N-甲基吡咯，其他的烷基吡 咯化合物不能合成。3、以R1OTs为原料来合成N-甲基吡咯衍生物。在文献Journal of Heterocyclic Chemistry [31 (6), 1715-17 ； 1994]中报道采用 R1OTs为原料，添加碱以及相转移催化剂来实现N-甲基吡咯的合成，该反应产率较高，但是 要用到R1OTs和相转移催化剂这两种特殊的试剂，导致合成的成本高。归纳起来，以上的合成方法，要么反应的产率低，要么采用特殊的试剂，比如采用 价格昂贵的18-冠-6冠醚，或采用毒性大的CH3I，ife2C03试剂来实现N-烷基化反应。而且 这些方法经常需要是比较苛刻的反应条件，较长的反应时间，有时较低的反应产率，以及用 到环境不友好的试剂和催化剂。因此发展温和、高效、高选择性和环境友好的的合成N-烷 基吡咯类化合物的方法是十分必要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有的制备N-烷基吡咯衍生物的方法中 反应物毒性大、产物收率低、后处理复杂、合成产物类型单一以及成本较高的缺陷，提供一 种催化剂及其制备方法，以及一种N-烷基吡咯衍生物的制备方法。本发明的N-烷基吡咯 衍生物的制备方法是一种以醇为原料来合成N-烷基吡咯衍生物的方法，该方法反应温和、 反应速度快、产率高、成本低、选择性高且环境友好。
为达到上述目的，本发明人经过深入研究，首先采用醇和吡咯类化合物直接加热 回流，发现没有N-烷基吡咯类化合物生成；在反应体系中加入苯、甲苯等能够与水共沸的 溶剂，采用共沸反应蒸馏脱水的反应技术，发现也没有产物生成。因为采用醇为原料直接和 吡咯类化合物反应生成N-烷基吡咯类化合物的同时有水生成，因此考虑在反应体系中加 入脱水剂使水除掉，反应平衡有利于生成N-烷基吡咯类化合物来实现该反应，比如在反 应体系中加入氧化钙、氧化锆、五氧化二磷、三氯氧磷、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠 等脱水剂均没有成功获得N-烷基吡咯类化合物。因此本发明涉及一种催化剂的制备方法，其包含下列步骤(1)溶剂中，在AlCl3的作用下，将通式(I)、(II)、(III)、(IV)或(V)表示的化合 物和CCI3COCI进行傅克反应，反应完成即可；(2)将步骤⑴所得反应混合物冷却，然后滴加甲醇，控制内温-30 30°C，进行 回流反应0.5 M小时，蒸出溶剂，控制内温10 60°C，滴加碱(Κ0Η和/或NaOH)的甲醇 溶液，控制反应液的pH值为6 8，然后回流反应0. 5 12小时，蒸出溶剂，即可；(3)有机溶剂中，将步骤(2)得到的物质，在脱水剂的作用下，和烷基醇R1OH进行 吡咯的氮烷基化反应，反应完全后，将反应液过滤，滤饼即为该催化剂；
权利要求
1. 一种催化剂的制备方法，其特征在于包含下列步骤(1)溶剂中，在AlCl3的作用下，将通式(I)、(II)、(III)、(IV)或(V)表示的化合物和 CCI3COCI进行傅克反应，反应完成即可；(2)将步骤(1)所得反应混合物冷却，然后滴加甲醇，控制内温-30 30°C，进行回流 反应0. 5 M小时，蒸出溶剂，控制内温10 60°C，滴加KOH和/或NaOH的甲醇溶液，控 制反应液的PH值为6 8，然后回流反应0. 5 12小时，蒸出溶剂，即可；(3)有机溶剂中，将步骤(2)得到的物质，在脱水剂的作用下，和烷基醇R1OH进行吡咯 的氮烷基化反应，反应完全后，将反应液过滤，滤饼即为该催化剂；
2.如权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于 R1为C1 C10的烷基或C3 C10环烷基；R2、R4、R7、R10和R13独立的选自氢原子、C1 C10烷基、C3 C10环烷基、C3 C10杂环烷 基、C6 C10芳基、C4 C10杂芳基、C6 C10芳烷基或C4 C10杂芳烷基；R3、R5、R8、R11和R14独立的选自氢原子、C1 C10烷基、C3 C10环烷基、C3 C10杂环烷 基、C6 C10芳基、C4 C10杂芳基、C6 C10芳烷基或C4 C10杂芳烷基；R6、R9、R12和R15独立的选自氢原子、卤素、C1 C10烷基、C3 C10环烷基、C3 C10杂环 烷基、C6 C10芳基、C4 C10杂芳基、C6 C10芳烷基或C4 C10杂芳烷基。
3.如权利要求2所述的催化剂的制备方法，其特征在于=R1为C1 C6烷基；R2、R4、R7、 R10和R13独立的选自C1 C3烷基；R3、R5、R8、R11和R14独立的选自C1 C3烷基；R6、R9、R12 和R15独立的为卤素。
4.如权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于步骤(1)中，所述的溶剂为二氯甲烷、1，2_ 二氯乙烷、硝基甲烷和硝基苯中的一种或多 种；所述的AlCl3的用量为化合物(I)、(II)、(III)、(IV)或(V)的摩尔量的1 5倍；所 述的CC13C0C1的用量为化合物⑴、(II)、(III)、(IV)或(V)的摩尔量的1 5倍；所述 反应时间以检测原料反应完全为止；所述的反应的温度为25°C 回流反应温度。
5.如权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于步骤(2)中，所述的冷却的温 度为将内温冷却至-30 30°C;滴加的甲醇与化合物(I)、(II)、(III)、(IV)或(V)的体积 质量比为3 10ml/g。
6.如权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于步骤(3)中，所述的有机溶 剂为醚类溶剂、卤代烃类溶剂、苯、甲苯、硝基苯和硝基甲烷中的一种或多种；所述的脱水 剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾和碳酸钠中的一种或多种；脱水剂的用量为化合物(VI)、(VII)、(VIII)、(IX)或(X)的摩尔量的1 5倍；烷基醇R1OH的用量为化合物(VI)、(VII)、(VIII)、(IX)或(X)的摩尔量的1 10倍；所述反应时间以检测原料反应完全为止；所述 的反应的温度为20 100°C。
7.如权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于所述的制备方法还包括下列 步骤将步骤C3)所得滤饼洗涤，干燥，即可。
8.如权利要求1 7任一项所述的制备方法制得的催化剂。
9.一种N-烷基吡咯类化合物的制备方法，其特征在于包含下列步骤有机溶剂中，在 脱水剂以及权利要求8所述的催化剂的存在下，将化合物(VI)、(VII)、(VIII)、(IX)或⑴ 和烷基醇R1OH进行吡咯类化合物的氮烷基化反应，即可；
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为醚类溶剂、卤代 烃类溶剂、苯、甲苯、硝基苯和硝基甲烷中的一种或多种；脱水剂的用量为化合物(VI)、(VII)、(VIII)、(IX)或(X)的摩尔量的1 3倍；催化剂的用量为化合物(VI)、(VII)、(VIII)、(IX)或⑴的质量的0.1 1倍；烷基醇R1OH的用量为化合物(VI)、(VII)、(VIII)、(IX)或⑴的摩尔量的1 10倍；所述反应时间以检测原料反应完全为止；所述反应温度 为 20 100°C。
11.如权利要求9或10所述的的制备方法，其特征在于所述的脱水剂为氢氧化钠、氢 氧化钾、碳酸钾和碳酸钠中的一种或多种。
全文摘要
本发明公开了一种催化剂的制备方法及由其制得的催化剂。本发明还公开了一种N-烷基吡咯类化合物的制备方法，其包含下列步骤有机溶剂中，在脱水剂以及上述催化剂的存在下，将化合物(VI)、(VII)、(VIII)、(IX)或(X)和烷基醇R1OH进行吡咯类化合物的氮烷基化反应，即可。本发明的N-烷基吡咯衍生物的制备方法是一种以醇为原料来合成N-烷基吡咯衍生物的方法，该方法反应温和、反应速度快、产率高、成本低、选择性高且环境友好。
文档编号C07D209/04GK102114430SQ20091024777
公开日2011年7月6日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者向绍基, 艾传浩, 韩海军 申请人:上海睿智化学研究有限公司