一种芳基叔胺类化合物的制备方法

本发明涉及催化合成领域，具体涉及一种制备芳基叔胺类化合物的方法。

背景技术：

含氮化合物广泛存在于天然产物、生物活性分子以及药物分子中，其中，芳基叔胺化合物占据着非常重要的位置，如何构筑芳基叔胺类化合物激发了人们对其流线型合成的努力。可以说，对于芳基叔胺合成最稳定的方法是羰基还原胺化，它包括两个基本步骤:仲胺与醛缩合形成亚胺离子，然后用氢化物试剂还原。一种更加直接的策略是通过在原位生成烷基自由基与亚胺离子加成，然而，尽管进行了广泛努力，对于以往的相关报道仍然纯在一定的弊端，比如：需要引入化学计量的有机汞盐来形成活化的烷基源，不利于反应的普适性以及操作；或者使用昂贵的卤代烷烃作为烷基源以及化学计量硅烷作为还原剂，比较浪费，不够节约环保，往往还会有杂产物的生成。这些缺点均会限制上述方案的大规模应用。因此，寻求一种条件温和、绿色高效、方法简单且操作方便的方法合成芳基叔胺类化合物是亟待解决的关键问题。

技术实现要素：

本发明要解决现有合成方法过于繁琐，需要预活化的烷基源的技术问题，而提供一种芳基叔胺类化合物的制备方法。

一种芳基叔胺类化合物的制备方法，具体按以下步骤进行：

一、在氮气氛围、室温条件下，将二级芳胺化合物、醛类化合物、烷烃化合物、tbadt、tbsotf和分子筛加入到超干溶剂中，得到混合溶液；

二、采用leds光源照射步骤一获得的混合溶液12～36h，旋蒸，然后采用薄层色谱法分离纯化，所得产物即为芳基叔胺类化合物，完成该方法。

进一步的，步骤一先将分子筛和二级芳胺化合物溶于超干溶剂中，然后加入醛类化合物和tbsotf，再加入tbadt和烷烃化合物。

其中，分子筛为粉末状干燥剂；

进一步的，步骤一所述二级芳胺化合物为二苯胺、4,4’-二甲基二苯胺、4,4’-二溴二苯胺、4-甲基二苯胺、4-氟二苯基胺、3-甲基二苯胺、2,4-二甲基二苯胺、n-苄基苯胺、n-甲基苯胺、n-甲基-对甲基苯胺、4-氟-n-甲基苯胺、吲哚啉或1,2,3,4-四氢喹啉。

进一步的，步骤一所述醛类化合物为丙醛、丁醛、戊醛、庚醛、异戊醛、3，3-二甲基丁醛、4-苯基丁醛、4-醛基四氢吡喃、异丁醛、铃兰醛或苯甲醛。

进一步的，步骤一所述烷烃化合物为环己烷、环戊烷、环庚烷、环辛烷、降冰片烷、甲苯、对甲基甲苯、对氯甲苯、3-甲基甲苯、均三甲苯、2,3-二甲基-2-丁烯或甲基叔丁基醚。

进一步的，步骤一所述tbadt为光催化剂十钨酸四丁基胺。

结构式如下：

进一步的，步骤一所述tbsotf为叔丁基二甲硅基三氟甲磺酸脂。

进一步的，步骤一所述超干溶剂为超干乙腈。

进一步的，步骤一所述二级芳胺化合物与超干溶剂的比例关系为0.08～0.1mmol∶1ml；所述醛类化合物与超干溶剂的比例关系为0.13～0.15mmol∶1ml；所述烷烃化合物与超干溶剂的比例关系为4～6mmol∶1ml；tbadt与超干溶剂的比例关系为7～10mg∶1ml；tbsotf与超干溶剂的比值为0.10～0.12mmol∶1ml；分子筛与超干溶剂的比例关系为15～25mg∶1ml。

进一步的，步骤二所述leds光源波长为380～400nm，功率为10w，光照温度为室温。

进一步的，步骤二所述薄层色谱法分离纯化所采用的溶剂为石油醚溶剂。

本发明利用光催化的方式，通过使用催化量的光催化剂tbadt抽取烷烃上的氢生成烷基自由基，进一步与胺和醛缩合形成的亚胺离子发生自由基加成反应，进一步发生快速的氢原子过程，最终实现叔胺类化合物的高效制备。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明通过一种简便、绿色、高效的方法来构筑芳基叔胺类化合物，主要具有以下优势：

(1)该反应体系为三组份反应，通过“一锅法”进行，操作简便；同时，反应在室温、惰性气体氛围下用390nm±10nmleds光源照射就可以实现富有挑战性的芳基叔胺类化合物，反应条件温和。

(2)该催化体系用的二级芳胺类化合物、醛类化合物、烷烃类化合物、tbsotf、分子筛、超干溶剂都是简单、廉价、易得的商用化合物，所用的光催化剂也相对廉价，反应底物普适性好，整个反应体系节约、高效。

(3)该催化体系底物适用范围广，非常的绿色温和；在室温下通过光照射便能够实现克级反应，并且具有较好的产率，体现出高效；并且使用催化量的光敏剂，体现了反应的节约环保，具有潜在的应用价值。

本发明用于制备芳基叔胺类化合物。

附图说明

图1为实施例一制备芳基叔胺化合物-1的反应机理图；

图2为实施例一制备的产物为叔胺类化合物-1的¹hnmr谱图；

图3为实施例一制备的产物为叔胺类化合物-1的¹³cnmr谱图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式一种芳基叔胺类化合物的制备方法，具体按以下步骤进行：

一、在氮气氛围、室温条件下，将二级芳胺化合物、醛类化合物、烷烃化合物、tbadt、tbsotf和分子筛加入到超干溶剂中，得到混合溶液；

二、采用leds光源照射步骤一获得的混合溶液12～36h，旋蒸，然后采用薄层色谱法分离纯化，所得产物即为芳基叔胺类化合物，完成该方法。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一所述二级芳胺化合物为二苯胺、4,4’-二甲基二苯胺、4,4’-二溴二苯胺、4-甲基二苯胺、4-氟二苯基胺、3-甲基二苯胺、2,4-二甲基二苯胺、n-苄基苯胺、n-甲基苯胺、n-甲基-对甲基苯胺、4-氟-n-甲基苯胺、吲哚啉或1,2,3,4-四氢喹啉。其它与具体实施一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一所述醛类化合物为丙醛、丁醛、戊醛、庚醛、异戊醛、3，3-二甲基丁醛、4-苯基丁醛、4-醛基四氢吡喃、异丁醛、铃兰醛或苯甲醛。其它与具体实施一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一所述烷烃化合物为环己烷、环戊烷、环庚烷、环辛烷、降冰片烷、甲苯、对甲基甲苯、对氯甲苯、3-甲基甲苯、均三甲苯、2,3-二甲基-2-丁烯或甲基叔丁基醚。其它与具体实施一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一所述超干溶剂为超干乙腈。其它与具体实施一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤一所述二级芳胺化合物与超干溶剂的比例关系为0.08～0.1mmol∶1ml；所述醛类化合物与超干溶剂的比例关系为0.13～0.15mmol∶1ml；所述烷烃化合物与超干溶剂的比例关系为4～6mmol∶1ml；tbadt与超干溶剂的比例关系为7～10mg∶1ml；tbsotf与超干溶剂的比值为0.10～0.12mmol∶1ml；分子筛与超干溶剂的比例关系为15～25mg∶1ml。其它与具体实施一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤二先通氩气除氧，然后在磁力搅拌器搅拌条件下，进行leds光源照射。其它与具体实施一至六之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤二所述leds光源波长为380～400nm，功率为10w，光照温度为室温。其它与具体实施一至七之一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤二所述leds光源波长为380～400nm，功率为50w，光照温度为室温。其它与具体实施一至八之一相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤二所述薄层色谱法分离纯化所采用的溶剂为石油醚溶剂。其它与具体实施一至九之一相同。

采用以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例一：

本实施例一种芳基叔胺类化合物的制备方法，具体按以下步骤进行：

一、在氮气氛围、室温条件下，将30mg分子筛和0.2mmol二苯胺溶于2.2ml超干乙腈中，然后加入0.28mmol环己基甲醛和0.22mmoltbsotf(叔丁基二甲硅基三氟甲磺酸脂)，再加入18mg光催化剂tbadt(十钨酸四丁基胺)，然后加入6mmol环己烷，得到混合溶液；

二、通氩气除氧5min，在磁力搅拌器搅拌条件下，采用波长为380～400nm，功率为10w的leds光源照射步骤一获得的混合溶液，控制光照时间为24h，光照温度为室温，用tlc监测反应进度，反应结束后，通过减压蒸馏除去溶剂，然后采用薄层色谱法分离纯化，所得产物即为芳基叔胺类化合物，完成该方法。

本实施例的反应机理图，如图1所示；最初，二苯胺a1与环己基甲醛b1在tbsotf的作用下能够形成亚胺离子，tbadt在390nm±10nm的leds光源照射下受光激发达到激发态*[w10o32]^4-，能够抽取环己烷上c-h键上的氢生成环己基自由基，环己基自由基进一步去进攻亚胺阳离子中间体，随后经过一个快速的氢原子转移过程，进一步脱质子得到芳基叔胺化合物-1。

通过核磁氢谱、碳谱以及质谱鉴定本实施例制备的产物为叔胺类化合物-1，其结构式为：

纯度99％，产率为75％；其核磁数据分析为：¹hnmr(400mhz,cdcl3)δppm＝7.18(t,j＝6.5hz,4h),6.98(d,j＝8.1hz,4h),6.88(t,j＝6.5hz,2h),3.66(t,j＝7.8hz,1h),1.85(dd,j＝27.4,12.4hz,6h),1.71(d,j＝12.3hz,2h),1.61(s,4h),1.24–1.04(m,8h),0.85(q,j＝12.0hz,2h).¹³cnmr(101mhz,cdcl3)δppm＝149.89(s),128.80(s),123.03(s),120.71(s),70.60(s),41.89(s),32.76(s),30.91(s),26.90(s),26.80(s),26.59(s)。

实施例二：

本实施例一种芳基叔胺类化合物的制备方法，具体按以下步骤进行：

一、在氮气氛围、室温条件下，将50mg分子筛和0.2mmol4-氟-n-甲基苯胺溶于2.2ml超干乙腈中，然后加入0.28mmol环己基甲醛和0.22mmoltbsotf(叔丁基二甲硅基三氟甲磺酸脂)，再加入18mg光催化剂tbadt(十钨酸四丁基胺)，然后加入6mmol环己烷，得到混合溶液；

二、通氩气除氧5min，在磁力搅拌器搅拌条件下，采用波长为380～400nm，功率为10w的leds光源照射步骤一获得的混合溶液，控制光照时间为24h，光照温度为室温，用tlc监测反应进度，反应结束后，通过减压蒸馏除去溶剂，然后采用薄层色谱法分离纯化，所得产物即为芳基叔胺类化合物，完成该方法。

通过核磁氢谱、碳谱以及质谱鉴定本实施例制备的产物为叔胺类化合物-2，其结构式为：

纯度99％，产率为60％；其核磁数据分析为：¹hnmr(400mhz,cdcl3)δppm＝6.91–6.84(m,2h),6.63(dd,j＝9.3,4.3hz,2h),3.39(t,j＝7.2hz,1h),2.76(s,3h),1.76–1.62(m,12h),1.24(dd,j＝25.2,12.8hz,2h),1.12(dd,j＝20.2,11.4hz,4h),1.06–0.90(m,4h).¹³cnmr(101mhz,cdcl3)δppm＝155.35(s),153.03(s),148.58(s),115.30(s),115.08(s),111.93(s),66.98(s),39.57(s),34.20(s),31.70(s),29.96(s),26.86(s),26.70(s).¹⁹fnmr(376mhz,cdcl3)δppm＝-131.85(s).

实施例三：

本实施例一种芳基叔胺类化合物的制备方法，具体按以下步骤进行：

一、在氮气氛围、室温条件下，将50mg分子筛和0.2mmol二苯胺溶于2.2ml超干乙腈中，然后加入0.28mmol丁醛和0.22mmoltbsotf(叔丁基二甲硅基三氟甲磺酸脂)，再加入18mg光催化剂tbadt(十钨酸四丁基胺)，然后加入6mmol环己烷，得到混合溶液；

二、通氩气除氧5min，在磁力搅拌器搅拌条件下，采用波长为380～400nm，功率为10w的leds光源照射步骤一获得的混合溶液，控制光照时间为24h，光照温度为室温，用tlc监测反应进度，反应结束后，通过减压蒸馏除去溶剂，然后采用薄层色谱法分离纯化，所得产物即为芳基叔胺类化合物，完成该方法。

通过核磁氢谱、碳谱以及质谱鉴定本实施例制备的产物为叔胺类化合物-3，其结构式为：

纯度99％，产率为62％；其核磁数据分析为：¹hnmr(400mhz,cdcl3)δppm＝7.18(t,j＝7.8hz,4h),6.93(d,j＝8.0hz,4h),6.88(t,j＝7.3hz,2h),3.72(td,j＝9.6,4.2hz,1h),2.03(d,j＝13.0hz,1h),1.79(d,j＝12.6hz,1h),1.60(ddd,j＝36.6,28.7,14.4hz,7h),1.31(dt,j＝11.4,5.8hz,1h),1.13(td,j＝20.6,11.8hz,3h),0.92(d,j＝11.3hz,2h),0.81(t,j＝7.2hz,3h).¹³cnmr(101mhz,cdcl3)δppm＝148.76(s),129.00(s),122.79(s),120.91(s),65.91(s),43.54(s),33.21(s),31.80(s),31.55(s),26.58(s),26.41(s),20.84(s),14.34(s).

实施例四：

本实施例一种芳基叔胺类化合物的制备方法，具体按以下步骤进行：

一、在氮气氛围、室温条件下，将50mg分子筛和0.2mmol二苯胺溶于2.2ml超干乙腈中，然后加入0.28mmol3，3-二甲基丁醛和0.22mmoltbsotf(叔丁基二甲硅基三氟甲磺酸脂)，再加入18mg光催化剂tbadt(十钨酸四丁基胺)，然后加入6mmol环己烷，得到混合溶液；

二、通氩气除氧5min，在磁力搅拌器搅拌条件下，采用波长为380～400nm，功率为10w的leds光源照射步骤一获得的混合溶液，控制光照时间为24h，光照温度为室温，用tlc监测反应进度，反应结束后，通过减压蒸馏除去溶剂，然后采用薄层色谱法分离纯化，所得产物即为芳基叔胺类化合物，完成该方法。

通过核磁氢谱、碳谱以及质谱鉴定本实施例制备的产物为叔胺类化合物-4，其结构式为：

纯度99％，产率为82％；其核磁数据分析为：¹hnmr(400mhz,cdcl3)δppm＝7.18(t,j＝7.9hz,4h),6.97(d,j＝7.9hz,4h),6.86(t,j＝7.2hz,2h),3.88(t,j＝8.9hz,1h),1.88(dd,j＝32.9,13.0hz,2h),1.76–1.58(m,5h),1.21–1.03(m,3h),0.91–0.81(m,12h).¹³cnmr(101mhz,cdcl3)δppm＝148.55(s),128.92(s),122.84(s),120.71(s),62.14(s),46.42(s),43.09(s),32.55(s),31.34(s),31.00(s),30.05(s),26.66(s),26.54(s).

实施例五：

本实施例一种芳基叔胺类化合物的制备方法，具体按以下步骤进行：

一、在氮气氛围、室温条件下，将50mg分子筛和0.2mmol二苯胺溶于2.2ml超干乙腈中，然后加入0.28mmol环己基甲醛和0.22mmoltbsotf(叔丁基二甲硅基三氟甲磺酸脂)，再加入18mg光催化剂tbadt(十钨酸四丁基胺)，然后加入4mmol对甲基甲苯，得到混合溶液；

二、通氩气除氧5min，在磁力搅拌器搅拌条件下，采用波长为380～400nm，功率为10w的leds光源照射步骤一获得的混合溶液，控制光照时间为24h，光照温度为室温，用tlc监测反应进度，反应结束后，通过减压蒸馏除去溶剂，然后采用薄层色谱法分离纯化，所得产物即为芳基叔胺类化合物，完成该方法。

通过核磁氢谱、碳谱以及质谱鉴定本实施例制备的产物为叔胺类化合物-5，其结构式为：

纯度99％，产率为80％；其核磁数据分析为：¹hnmr(400mhz,cdcl3)δppm＝7.12(t,j＝7.7hz,4h),6.99(d,j＝7.5hz,2h),6.88–6.82(m,4h),6.72(d,j＝7.9hz,4h),3.89(t,j＝9.6hz,1h),3.09–2.98(m,1h),2.91(d,j＝14.0hz,1h),2.27(s,3h),2.10–1.90(m,3h),1.77–1.62(m,3h),1.18(ddd,j＝48.7,24.5,11.6hz,3h),1.01–0.87(m,2h).¹³cnmr(101mhz,cdcl3)δppm＝148.94(s),137.61(s),135.32(s),129.11(s),128.93(s),128.85(s),122.87(s),120.85(s),70.25(s),45.14(s),35.27(s),32.75(s),31.06(s),26.48(s),21.10(s).

实施例六：

本实施例一种芳基叔胺类化合物的制备方法，具体按以下步骤进行：

一、在氮气氛围、室温条件下，将50mg分子筛和0.2mmol二苯胺溶于2.2ml超干乙腈中，然后加入0.28mmol环己基甲醛和0.22mmoltbsotf(叔丁基二甲硅基三氟甲磺酸脂)，再加入18mg光催化剂tbadt(十钨酸四丁基胺)，然后加入6mmol甲基叔丁基醚，得到混合溶液；

二、通氩气除氧5min，在磁力搅拌器搅拌条件下，采用波长为380～400nm，功率为10w的leds光源照射步骤一获得的混合溶液，控制光照时间为24h，光照温度为室温，用tlc监测反应进度，反应结束后，通过减压蒸馏除去溶剂，然后采用薄层色谱法分离纯化，所得产物即为芳基叔胺类化合物，完成该方法。

通过核磁氢谱、碳谱以及质谱鉴定本实施例制备的产物为叔胺类化合物-6，其结构式为：

纯度99％，产率为74％；其核磁数据分析为：¹hnmr(400mhz,cdcl3)δppm＝7.20(t,j＝7.8hz,4h),7.00(d,j＝8.4hz,4h),6.90(t,j＝7.3hz,2h),3.80(td,j＝9.1,4.1hz,1h),3.60–3.46(m,2h),2.10(d,j＝13.3hz,1h),1.82(d,j＝12.7hz,1h),1.67(dd,j＝29.5,10.7hz,4h),1.24–1.11(m,3h),0.98(s,11h).¹³cnmr(101mhz,cdcl3)δppm＝148.85(s),128.81(s),123.25(s),120.96(s),72.77(s),67.19(s),59.99(s),41.30(s),31.86(s),30.94(s),27.43(s),26.52(s),26.36(s).

实施例七：

本实施例一种芳基叔胺类化合物的制备方法(克级反应)，具体按以下步骤进行：

一、在氮气氛围、室温条件下，将300mg分子筛和3mmol二苯胺溶于20ml超干乙腈中，然后加入4.4mmol异戊醛和3.3mmoltbsotf(叔丁基二甲硅基三氟甲磺酸脂)，再加入160mg光催化剂tbadt(十钨酸四丁基胺)，然后加入10ml环己烷，得到混合溶液；

二、通氩气除氧10min，在磁力搅拌器搅拌条件下，采用波长为380～400nm，功率为50w的leds光源照射步骤一获得的混合溶液，控制光照时间为36h，光照温度为室温，用tlc监测反应进度，反应结束后，通过减压蒸馏除去溶剂，然后采用薄层色谱法分离纯化，所得产物即为芳基叔胺类化合物，完成该方法。

通过核磁氢谱、碳谱以及质谱鉴定本实施例制备的产物为叔胺类化合物-7，其结构式为：

纯度99％，产率为75％；其核磁数据分析为：¹hnmr(400mhz,cdcl3)δppm＝7.23–7.18(m,4h),6.91(dd,j＝15.9,7.7hz,6h),3.83(td,j＝10.2,3.1hz,1h),2.04(d,j＝13.0hz,1h),1.81–1.66(m,4h),1.66–1.57(m,2h),1.51(dd,j＝10.6,3.3hz,1h),1.36–1.28(m,1h),1.16(dd,j＝24.3,11.6hz,3h),0.99(dd,j＝18.7,10.4hz,2h),0.89(d,j＝6.4hz,3h),0.76(d,j＝6.7hz,3h).¹³cnmr(101mhz,cdcl3)δppm＝148.52(s),129.02(s),122.83(s),120.97(s),63.34(s),43.40(s),40.28(s),31.63(s),26.62(s),26.47(s),25.16(s),23.76(s),22.30(s).

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。