一种由醇氧化制备腈的方法
【专利说明】-种由醇氧化制备腊的方法 (-)技术领域
[0001] 本发明设及一种由醇氧化制备腊的方法，具体设及一种采用氧气作氧化剂，铜盐 或铜粉作催化剂，2, 2, 6, 6-四甲基赃晚氮氧化物灯EMPO)作助催化剂，官能化的氨基酸作 配体，氨水作氮源直接催化氧化醇生成腊的新方法。 (二）【背景技术】
[0002] 腊类化合物在医药、农药、染料和精细化学品的生产中有着十分广泛的应用。目 前，大多数的腊类化合物主要通过传统的Samlmeyer反应，含面化合物与无机氯化物的亲 核取代反应等方法制备。然而运些方法存在着诸多缺陷，如使用了化学计量的有毒金属氯 化物作为氯源；反应条件苛刻；产生无机盐等副产物；反应原子经济性差。近年来，采用氨 水作氮源，在氧化剂的作用下直接氧化醇制备腊类化合物的方法受到了广泛的关注。运些 方法有效地避免了使用剧毒无机氯化物，提高了原子利用率。目前，运类体系通常采用化 学计量的氧化剂，主要是氯铭酸化晚盐（PCC)、高舰试剂、二氧化儘（Mn〇2)、叔下基过氧化氨 (TBHP)、过硫酸钟（KzSzOs)W及二氯二氯基苯酿值DQ)。但是由于运类氧化剂的氧化性较 强，不可避免的造成醇的过度氧化，从而导致反应收率较低。
[0003] 同其他氧化剂相比，氧气不仅绿色溫和、廉价易得，而且其最终还原副产物为水， 既不会对环境造成危害，也不会对产物造成二次污染，是一种清洁，环境友好的氧化剂。 近年来，采用氧气作为氧化剂，W醇作原料，经直接氧化氨化制备腊类化合物的方法受到 人们的广泛关注。例如：MiZimo课题组[Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 6286 - 628引采 用负载的钉氨氧化物Ru(OH)yAl203作催化剂，在六个大气压，120°C，0. 45mo 1/L氨水的 四氨巧喃溶液条件下，实现了一级芳香醇和芳杂醇到芳香腊的转化，收率最高可达96%。 2013年，Muldoon课题组[Qiem. Commun. , 2013, 49, 6030-6032]和Huang课题组[Org. Lett.，2013, 8, 1850-1853]分别报道了一种由TEMPO和联化晚共同参与的均相催化氧化体 系，该体系采用铜盐作催化剂，空气（氧气）作氧化剂，可W将一级芳香醇转化成腊，收率最 高可达95%。W上所报道的体系均为毫摩尔级别的反应，仅用于方法学研究，无法进行放大 生产，不具备实际的应用价值。
[0004] 所W，研究采用氧气作氧化剂，氨水作氮源，将醇直接氧化氨化，实现克级至百克 级W上的腊类化合物的制备过程仍具有十分重要的意义。 (H)
【发明内容】
[0005] 本发明旨在提供一种采用氧气作氧化剂，铜盐或铜粉作催化剂，TEMPO作助催化 剂，官能化的氨基酸作配体，氨水作氮源直接催化氧化醇生成腊，且具备克级至百克级W上 制备规模的新方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] 一种由醇氧化制备腊的方法，所述方法为：
[0008] 将式（I)所示底物醇、催化剂、助催化剂TEMPO、配体、碱性物质、25wt%~28wt% 氨水和溶剂混合，在氧气（一般为常压）氛围下，于25~100°C揽拌反应2~24h，之后反 应液经后处理得到式（II)所示产物腊；
[0009] 所述式（I)所示底物醇与催化剂、助催化剂TEMPO、配体、碱性物质的投料物质的 量之比为1 :〇.Ol~0. 3 :0.Ol~0. 3 :0.Ol~0. 5 :0~1 ;所述氨水的体积用量W所述底 物醇的质量计为1. 0~6. 6mL/g;
[0010] 所述催化剂为铜盐或铜粉，所述铜盐选自下列之一：舰化亚铜、漠化亚铜、氯化亚 铜、氯化铜、漠化铜、=氣甲横酸铜、氨氧化铜、硫酸铜、硝酸铜或醋酸铜；
[0011] 所述配体选自下列之一：N-苯基甘氨酸、N-苯基鄉氨酸、N-苯基苯丙氨酸、N-苯 基丙氨酸、脯氨酸、甘氨酸、组氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、丝氨酸或天口冬氨酸；
[0012] 所述碱性物质选自下列之一：氨氧化钢、甲醇钢、碳酸钢、碳酸氨钢、醋酸钢、碳酸 钟、碳酸飽、叔下醇钟或憐酸钟； 阳01引所述溶剂选自下列之一：甲醇、乙醇、N，N-二甲基甲酯胺值MF)、二甲亚讽值MS0)、 水、乙腊、丙酬、乙酸乙醋、环己烧、二氯甲烧或甲苯；
[0014]
[001引式（I)或式（n)中，R为氨、甲基、甲氧基、3,4-亚甲二氧基、甲硫基、氨基、締丙氧 基、苯乙烘基、氯基、氣、氯、漠、舰或硝基；
[0016] 11 = 0或1;
[0017] 111 = 0或1; 阳0化]X为C、S、N或0。
[0019] 需要说明的是，本发明所述制备方法中，可W不加碱性物质，在运种情况下所述碱 性物质的投料比计为0。
[0020] 本发明所述由醇氧化制备腊的方法，优选所述式（I)所示底物醇与催化剂、助催 化剂TEMPO、配体、碱性物质的投料物质的量之比为1 :0.Ol~0. 1 :0.Ol~0. 1 :0.Ol~ 0. 3 :0. 1~0. 25 ;优选所述氨水的体积用量W所述底物醇的质量计为1. 5~3. 5血/g。
[0021] 优选所述铜盐为舰化亚铜、=氣甲横酸铜或氯化铜。
[0022] 优选所述配体为N-苯基甘氨酸、N-苯基丙氨酸或N-苯基苯丙氨酸，并且其结构 式分别如下所示：
[0023]
[0024] 优选所述碱性物质为氨氧化钢、碳酸钢或憐酸钟。
[0025] 优选所述溶剂为甲醇或乙醇；并且，推荐所述溶剂的体积用量W所述底物醇的质 量计为2. 8~17. 5血/g,优选4~10血/邑。 阳0%] 优选反应溫度为50~60°C，反应时间为12~24h。
[0027] 所述反应液可W按如下方法进行后处理：反应结束后，待反应液冷却至室溫，减压 蒸除溶剂，剩余物经水洗过滤，滤饼干燥后得到式（II)所示产物腊。
[0028] 进一步，具体推荐本发明所述由醇氧化制备腊的方法为：
[0029] 将式（I)所示底物醇、催化剂、助催化剂TEMPO、配体、碱性物质、25wt%~28wt% 氨水和溶剂混合，在氧气（一般为常压）氛围下，于50~60°C揽拌反应12~24h，之后待 反应液冷却至室溫，减压蒸除溶剂，剩余物经水洗过滤，干燥后得到式（II)所示产物腊；
[0030] 所述式（I)所示底物醇与催化剂、助催化剂TEMPO、配体、碱性物质的投料物质的 量之比为1 :〇.Ol~0. 1 :〇.Ol~0. 1 :〇.Ol~0. 3 :0. 1~0. 25;所述氨水的体积用量W所 述底物醇的质量计为1. 5~3. 5mL/g;
[0031] 所述催化剂为铜盐或铜粉，所述铜盐为舰化亚铜、=氣甲横酸铜或氯化铜；
[0032] 所述配体为N-苯基甘氨酸、N-苯基丙氨酸或N-苯基苯丙氨酸；
[0033] 所述碱性物质为氨氧化钢、碳酸钢或憐酸钟；
[0034] 所述溶剂为甲醇或乙醇，所述溶剂的体积用量W所述底物醇的质量计为4~ IOmL/邑。
[0035] 本发明的有益效果主要体现在：
[0036] (1)使用绿色清洁的氧气作氧化剂，整个反应过程环境友好，无污染；
[0037] (2)底物适用范围广，收率高；
[0038] (3)反应条件溫和，采用氧气做氧化剂，氨水作氮源，将醇直接氧化氨化，原料绿色 溫和、廉价易得，具备克级至百克级W上制备规模，有较高的实际应用价值。 (四）【具体实施方式】
[0039] 下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于 此。 阳040] 实施例1
[0041]在化的圆底烧瓶中加入苯甲醇（108. 02g，1000mmol，即结构式（I)中的R为H，X=C，n= 1，m= 0)，舰化亚铜化 50g，50mmol)，N-苯基甘氨酸（7. 51g，50mmol)， TEMP0(7. 80g，50mmol)，碳酸钢（10. 60g，100mmol)，氨水（300血，25 ~28% )，甲醇 800血， 在冰浴条件下，用氧气将圆底烧瓶中的空气抽换气3次，然后体系于50°C条件下揽拌12h， 反应结束后，反应液冷却至室溫，减压蒸除溶剂后干燥，得到产物苯甲腊95. 79g，收率 93 %。古NMR巧OOMHz,Chloroform-d) 5 7. 61 - 7. 53 (m, 3H)，7. 43 (t,J= 7. 8Hz, 2H)。"C NMR(126MHz，Chloroform-d) 5 132. 5, 131. 8, 128. 9, 118. 5, 112. 1。 阳0创实施例2
[0043] 所用的反应物为对甲基苯甲醇（122. 03g，1000 mmol，即结构式（I)中的R为