本发明涉及有机合成领域，具体涉及一种伯酰胺化合物的合成方法。
背景技术：
酰胺键是有机化学和生物化学中是最重要最基础的官能团之一，广泛存在于天然产物和合成药物中，其中约有25％的药物中含有酰胺基团,并且酰胺键是肽和蛋白质的基本组成单元,也是某些生物系统的关键结构单元。因此，酰胺类化合物的合成不仅是生物学和药学领域关注的重点，更是有机合成及其他工业领域研究的热门课题之一。
伯酰胺类化合物的合成方法很多，传统酰胺化合物的合成主要是由羧酸或其衍生物与氨发生亲核取代反应生成酰胺类物质。但是由于羧酸的活性较低，通常将其转化成活化的羧酸衍生物,接着与胺反应生成酰胺。近年来相继报道了伯酰胺化合物的合成方法：(1)Ning Jiao课题组报道了Cu催化O2氧化苯乙酮与叠氮化钠反应合成伯酰胺；(2)Hideo Togo报道了NBS和I2共同氧化乙基芳香化合物和NH3合成伯酰胺化合物；(3)Xiao-Qi Yu等课题组报道了以苯甲醛或苯甲醇类化合物与NH3或NH4Cl合成伯酰胺化合物；(4)Jonathan M.J.Williams报道了Cu催化腈类化合物水解为相应的伯酰胺；(5)Sanjay Batra利用碘催化H2O2氧化末端炔与NH3反应制备伯酰胺。虽然采用这些方法都能够有效地合成伯酰胺类化合物，采用化学性质不稳定的醛或者价格昂贵的炔为底物；或者危险的氧化剂；较高的温度；因此开发一种利用廉价的过渡金属为催化剂、绿色环保的空气(氧气)为氧化剂合成伯酰胺的方法是有机合成迫切解决的问题之一。(参考文献：Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,6528-6532；Org.Lett.2016,18,784-787；Angew.Chem.,Int.Ed.,2012,51,544-547；J.Mater.Chem.,2012,22,18115-18118；J.Org.Chem.,2012,77,8007-8015；Org.Biomol.Chem.,2014,12,414-417；Chem.Commun.,2016,52,1436-1438；Adv.Synth.Catal.2016,358,500-505)。
技术实现要素：
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种伯酰胺化合物的合成方法，包含如下操作步骤：
将装有铜盐催化剂的反应管抽真空填充氧气，然后在氧气氛围中加入不同结构的腈和N-源化合物，溶剂，密封容器，合适的反应温度下搅拌，反应结束后用水或饱和盐溶液洗涤，然后用有机溶剂萃取，干燥，减压蒸馏浓缩除去溶剂，粗产品经柱色谱分离，即得目标产物：
作为本发明的进一步技术方案，所述的结构式(I)中：
R是C2～C8的烷基、苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-硝基苯基、4-羟基苯基、4-氟苯基、4-氯苯基、4-溴苯基、4-碘苯基、4-三氟甲基苯基、4-腈基苯基、3-甲基苯基、2-噻吩基、2-吡啶基、1-萘基、2-萘基、对苯基苯基。
作为本发明的进一步技术方案，所述有机溶剂是选自N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、乙腈、1,4-二氧六环、四氢呋喃、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、氯苯、1,2-二甲苯或1,2-二氯乙烷中的一种或两种以上。
作为本发明的进一步技术方案，所述的催化剂是选自Cu、CuO、Cu2O、CuCl2、CuCl、CuBr2、CuBr、Cu(OAc)2、Cu(NO3)2、CuSO4中的一种或两种以上。
根据权利要求1所述的伯酰胺化合物的合成方法，其特征在于，所述的N-源是选自氨水、氯化铵、碘化铵、硫酸铵、醋酸铵、尿素中的一种或两种以上。
作为本发明的进一步技术方案，所述的温度主要是25℃～120℃。
作为本发明的进一步技术方案，所述的铜盐催化剂、腈类化合物和N-源的摩尔比为[0.01～0.5]:1:[2.0～8.0]。
作为本发明的进一步技术方案，所述的腈是选自正丙腈、正戊腈、正庚腈、苄腈、4-甲基苄腈、4甲氧基苄腈、4-硝基苄腈、4-羟基苄腈、4-氟苄腈、4-氯苄腈、4-溴苄腈、4-碘苄腈、4-三氟甲基苄腈、3-甲基苄腈、4-腈基苄腈、2-噻吩乙腈、2-吡啶乙腈、1-萘乙腈、2-萘乙腈、对苯基苄腈。本发明所涉及的合成路线如下：
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所提供的Cu催化氧气氧化，用廉价易得的腈和N-源为原料合成伯酰胺化合物的方法，具有操作简单、反应条件温和、绿色环保、高选择性和高产率等优势，具有良好的工业应用前景。
附图说明
图1为本发明的伯酰胺化合物的合成路径图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供的一种伯酰胺化合物的合成方法，包含如下操作步骤：
将装有铜盐催化剂的反应管抽真空填充氧气，然后在氧气氛围中加入不同结构的腈和N-源化合物，溶剂，密封容器，合适的反应温度下搅拌，反应结束后用水或饱和盐溶液洗涤，然后用有机溶剂萃取，干燥，减压蒸馏浓缩除去溶剂，粗产品经柱色谱分离，即得目标产物
实施例：
如图1所示，本发明提供的伯酰胺化合物(I)的合成步骤为：
将装有1～50mol％的铜盐催化剂(基于化合物腈)的反应管抽真空，填充氧气，在氧气氛围中加入0.2mmol腈(如：苄腈等)，0.4mmol～1.6mmolN-源化合物(氯化铵等)，2ml溶剂(如：N,N-二甲基甲酰胺)，密封容器，在25～120℃下反应，反应结束后用水或饱和盐溶液洗涤，然后用氯仿(或乙酸乙酯)萃取，干燥，减压蒸馏浓缩除去溶剂，粗产品经柱色谱分离，即得目标产物:
合成例1
苯甲酰胺的合成
在反应容器中加入10mol％CuCl，将反应管抽真空，填充氧气，在氧气氛围中加入0.2mmol苄腈，0.3mmol氯化铵和0.3mmol甲酸铵，2ml N,N-二甲基甲酰胺，密封反应容器，在25℃下反应，反应结束后，用水洗涤，然后以乙酸乙酯萃取，干燥，减压蒸馏浓缩除去溶剂，粗产品经柱色谱分离，即得目标产物，产率70％。
合成例2
4-甲基苯甲酰胺的合成
在反应容器中加入5mol％Cu，将反应管抽真空，填充氧气，在氧气氛围中加入0.2mmol 4-甲基苄腈，0.5mmol溴化铵，2ml乙腈，密封反应容器，在50℃下反应，反应结束后，用水洗涤，然后以乙酸乙酯萃取，干燥，减压蒸馏浓缩除去溶剂，粗产品经柱色谱分离，即得目标产物，产率85％。
合成例3
4-甲氧基苯甲酰胺的合成
在反应容器中加入30mol％CuBr，将反应管抽真空，填充氧气，在氧气氛围中加入0.2mmol 4-甲氧基苄腈，0.2mmol硫酸铵和0.3mmol氯化铵，2ml 1,4-二氧六环，密封反应容器，在80℃下反应，反应结束后，用水洗涤，然后以乙酸乙酯萃取，干燥，减压蒸馏浓缩除去溶剂，粗产品经柱色谱分离，即得目标产物，产率45％。
合成例4
4-氯苯甲酰胺的合成
在反应容器中加入50mol％Cu2O，将反应管抽真空，填充氧气，在氧气氛围中加入0.2mmol 4-氯苄腈，0.7mmol氨水，2ml二甲亚砜，密封反应容器，在100℃下反应，反应结束后，用水洗涤，然后以乙酸乙酯萃取，干燥，减压蒸馏浓缩除去溶剂，粗产品经柱色谱分离，即得目标产物，产率56％。
合成例5
4-溴苯甲酰胺的合成
在反应容器中加入20mol％Cu(OAc)2，将反应管抽真空，填充氧气，在氧气氛围中加入0.2mmol 4-溴苄腈，0.4mmol氯化铵和0.3mmol甲酸铵，2ml乙腈，密封反应容器，在80℃下反应，反应结束后，用水洗涤，然后以氯仿萃取，干燥，减压蒸馏浓缩除去溶剂，粗产品经柱色谱分离，即得目标产物，产率77％。
合成例6
4-碘苯甲酰胺的合成
在反应容器中加入40mol％Cu(NO3)2，将反应管抽真空，填充氧气，在氧气氛围中加入0.2mmol 4-碘苄腈，0.4mmol氯化铵，2ml四氢呋喃，密封反应容器，在50℃下反应，反应结束后，用水洗涤，然后以乙酸乙酯萃取，干燥，减压蒸馏浓缩除去溶剂，粗产品经柱色谱分离，即得目标产物，产率80％。
合成例7
4-硝基苯甲酰胺的合成
在反应容器中加入10mol％CuCl，将反应管抽真空，填充氧气，在氧气氛围中加入0.2mmol 4-硝基苄腈，0.3mmol氨水，2ml N-甲基吡咯烷酮，密封反应容器，在75℃下反应，反应结束后，用水洗涤，然后以乙酸乙酯萃取，干燥，减压蒸馏浓缩除去溶剂，粗产品经柱色谱分离，即得目标产物，产率50％。
合成例8
1-萘甲酰胺的合成
在反应容器中加入5mol％CuSO4，将反应管抽真空，填充氧气，在氧气氛围中加入0.2mmol 1-萘乙腈，0.5mmol尿素，2ml1,2-二氯乙烷，密封反应容器，在120℃下反应，反应结束后，用水洗涤，然后以氯仿萃取，干燥，减压蒸馏浓缩除去溶剂，粗产品经柱色谱分离，即得目标产物，产率46％。
合成例9
2-萘甲酰胺的合成
在反应容器中加入10mol％CuO，将反应管抽真空，填充氧气，在氧气氛围中加入0.2mmol 2-萘乙腈，0.4mmol氯化铵，1ml N,N-二甲基甲酰胺和1ml 1,4-二氧六环，密封反应容器，在80℃下反应，反应结束后，用水洗涤，然后以氯仿萃取，干燥，减压蒸馏浓缩除去溶剂，粗产品经柱色谱分离，即得目标产物，产率90％。
合成例10
2-吡啶甲酰胺的合成
在反应容器中加入50mol％Cu，将反应管抽真空，填充氧气，在氧气氛围中加入0.2mmol 2-吡啶乙腈，0.2mmol碘化铵，1ml乙腈和1ml二甲亚砜，密封反应容器，在100℃下反应，反应结束后，用水洗涤，然后以乙酸乙酯萃取，干燥，减压蒸馏浓缩除去溶剂，粗产品经柱色谱分离，即得目标产物，产率55％。
合成例11
2-噻吩甲酰胺的合成
在反应容器中加入10mol％CuCl，将反应管抽真空，填充氧气，在氧气氛围中加入0.2mmol 2-噻吩乙腈，0.4mmol氯化铵，1ml甲苯和1m11,2-二氯乙烷，密封反应容器，在70℃下反应，反应结束后，用水洗涤，然后以氯仿萃取，干燥，减压蒸馏浓缩除去溶剂，粗产品经柱色谱分离，即得目标产物，产率80％。
合成例12
4-三氟甲基苯甲酰胺的合成
在反应容器中加入25mol％Cu，将反应管抽真空，填充氧气，在氧气氛围中加入0.2mmol 4-三氟甲基苄腈，0.5mmol氯化铵，2ml N,N-二甲基甲酰胺，密封反应容器，在120℃下反应，反应结束后，用水洗涤，然后以氯仿萃取，干燥，减压蒸馏浓缩除去溶剂，粗产品经柱色谱分离，即得目标产物，产率33％。
合成例13
对苯基苯甲酰胺的合成
在反应容器中加入30mol％CuCl，将反应管抽真空，填充氧气，在氧气氛围中加入0.2mmol对苯基苄腈，0.6mmol氯化铵，1ml乙腈和1ml N,N-二甲基甲酰胺，密封反应容器，在25℃下反应，反应结束后，用水洗涤，然后以乙酸乙酯萃取，干燥，减压蒸馏浓缩除去溶剂，粗产品经柱色谱分离，即得目标产物，产率70％。
合成例14
4-羟基苯甲酰胺的合成
在反应容器中加入10mol％Cu，将反应管抽真空，填充氧气，在氧气氛围中加入0.2mmol 4-羟基苄腈，0.4mmol溴化铵，2ml氯苯，密封反应容器，在75℃下反应，反应结束后，用水洗涤，然后以乙酸乙酯萃取，干燥，减压蒸馏浓缩除去溶剂，粗产品经柱色谱分离，即得目标产物，产率60％。
合成例15
正丁酰胺的合成
在反应容器中加入20mol％CuO，将反应管抽真空，填充氧气，在氧气氛围中加入0.2mmol正戊腈，0.8mmol醋酸铵，1ml N-甲基吡咯烷酮和1ml氯苯，密封反应容器，在80℃下反应，反应结束后，用水洗涤，然后以乙酸乙酯萃取，干燥，减压蒸馏浓缩除去溶剂，粗产品经柱色谱分离，即得目标产物，产率45％。
合成例15
正己酰胺的合成
在反应容器中加入50mol％Cu，将反应管抽真空，填充氧气，在氧气氛围中加入0.2mmol正庚腈，0.5mmol氨水，1ml乙腈和1ml氯苯，密封反应容器，在100℃下反应，反应结束后，用水洗涤，然后以氯仿萃取，干燥，减压蒸馏浓缩除去溶剂，粗产品经柱色谱分离，即得目标产物，产率78％。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。