一种在无配体三氯化钌催化下制备二级胺的无溶剂合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于催化化学技术领域，具体涉及一种通过三氯化钌(RuC13)的催化作用 合成二级胺的方法，该方法可以在无配体及无溶剂参与的条件下进行。
【背景技术】
[0002] 二级胺类化合物在医药、农药等行业具有广泛的应用，其主要的合成方法包括卤 代芳烃与胺的烷基化反应、酮或醛的还原胺化反应以及不饱和烃与胺的氢胺化反应等等， 但这些合成方法往往需要使用对环境有害的有机溶剂、卤代烃以及还原剂等。
[0003] 为了克服上述缺点，越来越多的研究集中在利用价格低廉、毒性较小的醇类与苯 胺衍生物反应，利用"氢转移"的策略来制备N-取代的胺基化合物。相应地，基于钌、铑、铱、 铜、银、金、铁、镍、钯的催化体系也被开发出来，用于催化上述偶联反应。然而，苯胺衍生物 仍具有一定的遗传毒性，潜在的危害不容小觑。
[0004] 于是，陆续有研究小组开始使用具有氢转移能力的金属催化剂(特别是金属钌)来 催化硝基苯类化合物与醇类化合物的反应(参见C. H. Tang，L. He，Y. M. Liu，et. al., Chem. Eur. J., 2011, 17(26):7172；Y. Liu, ff. Chen, C. Feng, et. al., Chem. Asian J., 2011, 6(5):1142；C. C. Lee, S. T. Liu, Chem. Commun., 2011, 47:6981)。然而，这些方法通常使用有毒的含膦配体，从某种程度上限制了它们的实际应 用。
[0005] 另外，值得注意的是，上述借助金属催化剂的硝基苯类化合物与醇类化合物的反 应往往需要使用过量的醇类，而利用可再生生物质材料作为氢源，从而避免使用过量的醇 类将会是一个不错的选择。近年来，可再生生物质(特别是甘油）的应用引起了广泛关注，其 可以用来还原多种官能团(诸如苯甲醛、苯乙酮、芳基硝基化合物等）。但是，到目前为止，鲜 有文献报道利用甘油作为氢源来还原硝基化合物，进而制备N-取代的胺基化合物。其中，中 科院兰州化物所石峰课题组曾以RuC1 3和三苯磷(PPh3)为催化体系，以三氟甲苯(CF3_Ph)为 溶剂来催化硝基化合物、醇和甘油反应，分别得到二级胺和三级胺(参见X. J. Cui，Y. Q. Deng, F. Shi, ACS Catal.，2013，3(5):808;)，但该方法中也使用了有毒的含膦配体和 有机溶剂。
【发明内容】
[0006] 为了克服上述技术问题，本发明提供了一种全新的RuC13催化体系，即在不添加任 何辅助配体及溶剂的情况下，直接使用RuC1 3作为催化剂，这既避免了使用有毒的含膦配 体，又极大限度地降低了醇的用量。此外，本发明可以选择性地生成二级胺，并且可以获得 较高的收率。本发明的催化效果和文献报道的催化效果接近，整个过程绿色、高效且易于操 作，是一种合成二级胺的好方法。
[0007] 具体而言，本发明采用如下技术方案： 一种在无配体三氯化钌催化下制备二级胺类化合物的无溶剂合成方法，其包括如下步 骤:在惰性气体保护下，按照硝基苯类化合物:醇类化合物:碱性化合物:三氯化钌:甘油=1: 1~2:1~2:0.02~0.05:5~15的摩尔比，将上述反应物加入到配备搅拌装置的反应容器中，于 100~150 °C搅拌反应20~30小时，得到二级胺类化合物。
[0008] 优选的，在上述二级胺类化合物的无溶剂合成方法中，所述惰性气体选自氮气、氦 气、氖气、氩气中的任意一种，优选氮气。
[0009] 优选的，在上述二级胺类化合物的无溶剂合成方法中，所述硝基苯类化合物具有 如式(I)所示的结构通式：
其中：Rl~R5各自独立地选自氣、卤素、Cl~C4烷基、Cl~C4烷氧基中的任意一种;更优选的， 所述卤素为溴，所述CPC4烷基为甲基，所述CPC4烷氧基为甲氧基。
[0010]优选的，在上述二级胺类化合物的无溶剂合成方法中，所述醇类化合物具有如式 (II)~式(VI)中的任意一种所示的结构通式：
其中：R6~R1()各自独立地选自氢、卤素、CrC4烷基、CrC4烷氧基、代烷基中的任意 一种;更优选的，所述卤素为氯，所述CPC4烷基为甲基，所述CPC4烷氧基为甲氧基，所述Cp C4卤代烷基为三氟甲基。
[0011] 优选的，在上述二级胺类化合物的无溶剂合成方法中，所述碱性化合物选自无机 碱、有机碱、碱金属盐中的任意一种;更优选的，所述碱性化合物为碱金属盐； 其中：所述无机碱选自氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(Κ0Η)中的任意一种，优选氢氧化钠； 所述有机碱选自三乙胺(Et3N)、吡啶(Py)中的任意一种，优选三乙胺;所述碱金属盐选自碳 酸钾(K2C0 3)、磷酸钾(K3P〇4)、碳酸铯(Cs2C03)、叔丁醇钾(t-BuOK)、乙醇钠(EtONa)中的任意 一种，优选碳酸钾。
[0012] 优选的，在上述二级胺类化合物的无溶剂合成方法中，所述硝基苯类化合物、醇类 化合物、碱性化合物、三氯化钌、甘油之间的摩尔比为1:1.5:1:0.03:10。
[0013]优选的，在上述二级胺类化合物的无溶剂合成方法中，所述搅拌装置为磁力搅拌 装置。
[0014] 优选的，在上述二级胺类化合物的无溶剂合成方法中，所述反应容器为密封反应 管。
[0015] 优选的，在上述二级胺类化合物的无溶剂合成方法中，所述反应的反应温度为130 〇C。
[0016] 优选的，在上述二级胺类化合物的无溶剂合成方法中，所述反应的反应时间为24 小时。
[0017] 与现有技术相比，采用上述技术方案的本发明具有下列优点：本发明首次在不添 加任何辅助配体及溶剂的情况下，直接使用RuC1 3作为催化剂，有效避免了有毒的含膦配体 和有机溶剂的使用；本发明通过作为氢源的甘油的加入，实现了二级胺类化合物的选择性 制备，整个过程绿色、高效且易于操作，是一种合成二级胺类化合物的好方法。
【具体实施方式】
[0018] 下面将结合具体的实施例对本发明做出进一步的描述。除非另有说明，下列实施 例中所使用的试剂、材料、仪器等均可通过商业手段获得。
[0019] 实施例1 :RuC13催化体系催化硝基苯和苯甲醇反应。
[0020] 将硝基苯（1 mmol)，苯甲醇（1 · 5 mmol)，K2C〇3( 1 mmol)，RuCl3(3 mol%)以及甘油 (10 mmol)加入带有磁力搅拌子的干燥的反应管中，接着该反应管用N2置换3次，130 °C下 搅拌反应24 h。反应结束后，溶液冷却至室温，加入5 mL水，然后用3X5 mL氯仿萃取，合并 有机相，有机相再用无水硫酸镁干燥，过滤，滤液旋转蒸发浓缩后，经硅胶色谱柱层析分离， 得到目标产物(收率80%)。
[0021] 匪R (400 MHz, DMS〇-d6): δ 4.26 (d， J = 4.0 Hz, 2H)， 6.22 (t， J = 8.0 Hz, 1H), 6.50 (t, J = 8.0 Hz, 1H), 6.57 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.03 (t, J = 8.0 Hz, 2H), 7.22 (t, J = 8.0 Hz, 1H), 7.31 (t, J = 8.0 Hz, 2H), 7.36 (d, J = 8.0 Hz, 2H)〇
[0022] 13C-NMR (100 MHz, DMS〇-d6): δ 46.4, 112.2, 115.7, 126.6, 127.1, 128.2， 128.8, 140.3,148.6〇
[0023] 实施例2:RuC13催化体系催化硝基苯和对甲基苯甲醇反应。
[0024] 将硝基苯（1 mmol)，对甲基苯甲醇（1 · 5 mmol)，K2C〇3( 1 mmol)，RuCl3(3 mol%)以 及甘油（10 mmol)加入带有磁力搅拌子的干燥的反应管中，接着该反应管用N2置换3次，130 °C下搅拌反应24 h。反应结束后，溶液冷却至室温，加入5 mL水，然后用3X5 mL氯仿萃取， 合并有机相，有机相再用无水硫酸镁干燥，过滤，滤液旋转蒸发浓缩后，经硅胶色谱柱层析 分离，得到目标产物(收率84%，结构式如下所示）。
[0025] ^-NMR (400 MHz, DMSO-de): δ 2.27 (s, 3H), 4.20 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 6.15 (t, J = 8.0 Hz, 1H), 6.50 (t, J = 8.0 Hz, 1H), 6.55 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.02 (t, J = 8.0 Hz, 2H), 7.12 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7