专利名称：一种合成吡啶基取代脲类衍生物的方法
技术领域：
本发明涉及吡啶基取代脲类衍生物的合成，具体地说涉及一种二氧化硒催化羰基化的方法，用于合成吡啶基取代脲类衍生物。
背景技术：
含有肽键(-CONH-)的吡啶脲类衍生物具有一定的生物生理活性。如N-苯甲酰基-N’-吡啶基脲类衍生物是一类高效杀虫剂文献US4,405,552；EP8,880；DE3,126,263；US4,264,605；JP62,155,260；JP55,011,537；CA1,131,232等；N-苯基-N’-吡啶基脲类衍生物是一类重要的除草剂和植物生长调节剂文献EP401,168；US438,054；植株生理学通讯，1989，(1)，17～19等；N-苯基-N’-氮氧化吡啶基脲类衍生物也同样是一类高效的植物生长调节剂文献US4,787,931；WO8,702,665；WO8,403,884等。目前常规合成吡啶脲类衍生物的方法主要采用光气或类光气的异氰酸酯法，其不足之处在于光气有剧毒，反应过程中产生大量腐蚀性大的含氯副产，不但严重腐蚀设备也易污染环境。而且常规合成吡啶脲类衍生物的方法主要采用三步走的方法，此类明显操作繁琐，总收率亦不太高。文献Tetrahedron Lett，1999，40(26)，4845～4846；中国专利申请号01134394.X；中国专利申请号02109056.5报道了非对称取代脲的制备方法，但亦没有用于制备吡啶基取代脲类衍生物。而文献中国专利申请号01103688.5则只能制备苯基吡啶基脲。
发明内容
本发明的目的在于提供一种反应条件温和、成本低的二氧化硒催化羰基化合成吡啶基取代脲类衍生物。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下在CO存在下，有机胺和取代的硝基吡啶类化合物为原料，以二氧化硒为催化剂，三乙胺等有机碱为助催化剂，在有机溶剂中于密封的高压釜内进行反应；反应式如下 其中硝基吡啶上的取代基R1可为一种或多种惰性基团或者为氢原子；硝基可位于吡啶基上各不同的取代位置；有机胺上的取代基R2，R3可为一种或多种给电子和/或吸电子基团或者为氢原子；催化剂的摩尔用量为底物的0.1～20％；有机碱可为三乙胺、1，8-二氮双环[5，4，0]-十一-碳-7-烯、1，5-二氮双环[4，3，0]-5-壬烯、1，4-二氮双环[2，2，2]辛烷、N-甲基吡咯烷(NMP)或叔丁胺，其摩尔用量为反应底物的10～200％；反应底物与溶剂的摩尔比为1∶1至1∶50；反应时间为2～20小时；反应温度为50～200℃；一氧化碳反应压力为表压1～10.0MPa。其中所述反应物硝基吡啶基上的惰性取代基R1可为烷基、烷氧基、烷硫基、二烷氨基等；反应物有机胺中给电子取代基可以是甲基、乙基等，吸电子取代基是三氟甲基、甲酰基，乙酰基等；其中所述CO也可为含CO的工业尾气；有机溶剂可为一种或多种极性或非极性溶剂，极性溶剂为甲苯、四氢呋喃、N，N’-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)或氯仿等，非极性溶剂为正己烷或苯等。
本发明有如下优点1.成本低。催化剂价廉，设备投资少，容易操作。
2.反应条件温和。不使用有毒的光气，三废少，易于清洁生产。
3.催化剂可回收再用。
具体实施方法下面通过实施例详述本发明；但本发明并不限于下述的实施例。
实施例1二氧化硒催化下N，N-二乙基-N′-(6-甲氧基-3-吡啶基)脲的合成在100ml的不锈钢高压釜中加入2-甲氧基-5-硝基吡啶10mmol、二氧化硒0.5mmol、二乙胺15mmol、三乙胺10mmol和甲苯10ml，用CO置换三次后将CO压力升至3.0MPa，将其放入150℃的油浴锅内搅拌反应4小时，冷至室温，反应产物过滤，过滤所得晶体经柱层析后纯化，洗脱液为石油醚∶乙酸乙酯＝5∶1，浓缩洗脱液得产品，m.p.73-74℃，收率为77.1％。
实施例2二氧化硒催化下吡啶基取代脲类衍生物的合成将实施例以表格形式总结如下(其反应条件及步骤同实施例1) 表1二氧化硒催化下2-甲氧基-5-硝基吡啶与有机胺羰基化反应合成吡啶脲类衍生物序 产率底物产物 熔点(℃)号 (％)1 HNEt2 73-74 77.12 HNnPr252-54 72.63 HNiPr2 62-63 34.84 HNnBu2 91-94 73.25 102-10472.46 99-100 80.27123-12645.3实施例3二氧化硒催化不同反应条件下吡啶基取代脲类衍生物的合成，以N，N-二乙基-N′-(6-甲氧基-3-吡啶基)脲的合成为例，在不同的反应比例、反应时间、压力、温度等反应条件下(其反应步骤同实施例1)的实施结果列于表2。但本发明并不限于下述的实施例。
表2反应温度、催化剂用量、碱的性质及用量、CO压力和反应时间等条件对反应的影响CO压序温度碱产率催化剂量 反应时力号(℃) (mmol) (mmol)间(h)(％)(MPa)8 1100.5 TEA(10)3.0468.19 1700.5 TEA(10)3.0476.5101300.01TEA(10)3.0457.3111301.0 TEA(10)3.0478.8121300.5 TEA(/) 3.0451.9131300.5 TEA(20)3.0477.3141300.5 DABCO(10) 3.0477.4151300.5 DBU(10)3.0478.2161300.5 TEA(10)1.0441.2171300.5 TEA(10)5.0477.2181300.5 TEA(10)3.0169.3191300.5 TEA(10)3.010 77.8反应条件2-甲氧基-5-硝基吡啶，10mmol；二乙胺，15mmol；二氧化硒，0.01-1.0mmol；有机碱，0-20mmol；CO，1.0-5.0MPa；甲苯，10ml；温度，110-170℃；反应时间，1.0-10.0h。
TEA三乙胺(Triethylamine)DABCO1，4-二氮双环[2，2，2]辛烷(1，4-Diazabicyclo[2，2，2]octane)DBU1，8-二氮双环[5，4，0]-十一碳-7-烯(1，8-Diazabicyclo[5，4，0]undec-7-ene)
权利要求
1.一种合成吡啶基取代脲类衍生物的方法，在CO存在下取代的硝基吡啶和有机胺为原料，以二氧化硒为催化剂，三乙胺等有机碱为助催化剂，在有机溶剂中于密闭的高压釜内进行反应；反应式如下 将反应产物过滤，所得晶体用重结晶或柱层析纯化；其中硝基吡啶上的取代基R1为一种或多种惰性基团或者为氢原子；硝基吡啶上硝基可位于吡啶基上各不同的取代位置；有机胺上的取代基R2、R3为各种烷基、取代烷基或者为氢原子；催化剂二氧化硒的摩尔用量为底物的0.1～20％；有机碱为有机叔胺，其摩尔用量为反应底物的10～200％；反应底物与溶剂的摩尔比为1∶1-50；有机溶剂为一种或多种极性或非极性惰性溶剂；反应时间为2～20小时；反应温度为50～200℃；一氧化碳反应压力为表压1～10.0Mpa。
2.按权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述硝基吡啶基上的取代基R1为烷基、烷氧基、烷硫基或/和二烷氨基。
3.按权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述有机胺中R2、R3为甲基、乙基、三氟甲基、甲酰基或乙酰基。
4.按权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述一氧化碳可使用含空气、氮气、二氧化碳和/或水蒸汽的工业一氧化碳尾气，其中空气、氮气、二氧化碳和/或水蒸汽的含量之和不大于总体积的10％。
5.按权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述有机溶剂中的极性溶剂为甲苯、四氢呋喃、N，N’-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或/和氯仿，非极性溶剂为己烷或/和苯。
6.按权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述有机碱为三乙胺、1，8-二氮双环[5，4，0]-十一-碳-7-烯、1，5-二氮双环[4，3，0]-5-壬烯、1，4-二氮双环[2，2，2]辛烷、N-甲基吡咯烷或叔丁胺。
7.按权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述产物通过重结晶或柱层析的分离方法加以纯化。
8.按权利要求7所述的合成方法，其特征在于，所述产物在通过重结晶分离纯化时，用于重结晶的溶剂为60％无水乙醇的水溶液、无水乙醇、三氯甲烷或/和N，N-二甲基甲酰胺。
9.按权利要求7所述的合成方法，其特征在于，所述产物在通过柱层析分离纯化时，用硅胶填充柱，以石油醚和乙酸乙酯或甲苯和乙酸乙酯为淋洗液。
全文摘要
一种合成吡啶基取代脲类衍生物的方法，在CO存在下有机胺和取代的硝基吡啶类化合物为原料，以二氧化硒为催化剂，三乙胺等有机碱为助催化剂，在有机溶剂中于密闭的高压釜内进行反应。硝基吡啶上的取代基R
文档编号C07D213/00GK1626517SQ20031012042
公开日2005年6月15日 申请日期2003年12月11日 优先权日2003年12月11日
发明者陈金铸, 陆世维 申请人:中国科学院大连化学物理研究所