石墨烯负载纳米钯催化卤代芳烃羰基氨基化反应的方法
【专利摘要】本发明公开了一种石墨烯负载纳米钯催化卤代芳烃羰基氨基化反应的方法，采用石墨烯负载纳米钯作为催化剂，以N,N-二甲基甲酰胺同时作为溶剂和一氧化碳源，没有加入任何其它碱，溶剂热条件下催化卤代芳烃的羰基氨基化反应，得到酰胺化产物。本发明操作简单、生产周期短、催化剂用量少，所使用的N,N-二甲基甲酰胺和催化剂均可以回收循环使用，符合绿色环保的合成理念，在催化领域有着巨大的应用前景。
【专利说明】石墨烯负载纳米钯催化南代芳烃羰基氨基化反应的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化学合成【技术领域】，具体涉及一种石墨烯负载纳米钯催化卤代芳烃羰 基氨基化的新方法。
【背景技术】
[0002] 金属钮催化的羰基化反应（Carbonylation)是指在钮的催化作用下，在有机化合 物分子内引入羰基的反应。自1938年首例烯烃羰基化反应被发现以后，这类反应一直是有 机合成和催化领域的研究热点之一。羰基化反应所得的产物（酮、醛、酯、酰胺和酐等）在 有机合成上一直是重要的原料或中间体，也是许多药物和香料合成过程中不可缺少的中间 体。
[0003] 虽然羰基化反应中起关键性作用的传统过渡金属均相催化剂如Pd(0Ac)2、 Pd(PPh3)4等，具有高活性、高选择性等优点，但同时存在不稳定、难分离、不可重复使用和成 本昂贵等缺点，使工业应用受到了限制。通过催化剂的改性以实现简化分离过程，提高重复 使用率，避免贵金属的浪费成为研究工作者的共同目标。因此，负载型钯催化剂应运而生， 这类催化剂通过将钯纳米颗粒负载到具有特定性能的载体上，可以针对性地解决均相钯催 化剂的各种不足，人们开始研究用于催化卤代芳烃的羰基化的新型负载型钯催化剂。目前 用于钯的载体主要有活性炭、有机聚合物等。在常规的卤代烷烃合成羰基化产物的方法中， 反应中通常还需通入一氧化碳做为碳源，而且反应中多使用碱。由于一氧化碳的剧毒性和 较复杂的气体操作过程，给一些规模小、附加值高的羰基化合物的合成带来困难。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于克服上述方法的缺点，提供一种操作简单、在无 需通入一氧化碳且无需额外加入碱的情况下催化卤代芳烃的羰基氨基化反应合成酰胺的 方法。
[0005] 解决上述技术问题所采用的技术方案是：将石墨烯负载纳米钯催化剂超声分散 于N，N-二甲基甲酰胺中，然后加入卤代芳烃，石墨烯负载纳米钯催化剂中纳米钯的摩尔量 为卤代芳烃摩尔量的0. 001%?1%，搅拌均匀，置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中， 160?200°C反应12?48小时，自然降温至室温，过滤，滤液倾倒入饱和NaHC03水溶液中， 然后用乙酸乙酯萃取，有机相经无水硫酸镁干燥、减压浓缩、硅胶柱纯化，得到酰胺化产物， 滤饼经N，N- 二甲基甲酰胺和蒸馏水洗涤、真空干燥后，重复使用。
[0006] 上述的石墨烯负载纳米钯催化剂中纳米钯的摩尔量优选为卤代芳烃摩尔量的 0. 01%?0. 5%,石墨烯负载纳米钮1催化剂中纳米钮1的粒径为10?50nm。
[0007] 上述的齒代芳烃优选碘苯、对甲氧基碘苯、对甲基碘苯、1-碘萘、溴苯中的任意一 种。
[0008] 本发明采用石墨烯负载纳米钯作为催化剂，二甲基甲酰胺同时作为溶剂和一氧化 碳源，没有加入任何其它碱，溶剂热条件下实现了卤代芳烃的羰基氨基化反应。该方法操作 简单、生产周期短、催化剂用量少，所使用的二甲基甲酰胺和催化剂可以回收循环使用，符 合环保绿色的合成理念，在催化领域有着巨大的应用前景。
【具体实施方式】
[0009] 下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实 施例。
[0010] 实施例1
[0011] 以制备结构式如下的N，N_ 二甲基苯甲酰胺为例，其制备方法如下：
[0012]
【权利要求】
1. 一种石墨烯负载纳米钯催化卤代芳烃羰基氨基化反应的方法，其特征在于：将石墨 烯负载纳米钯催化剂超声分散于N，N-二甲基甲酰胺中，然后加入卤代芳烃，石墨烯负载纳 米钯催化剂中纳米钯的摩尔量为卤代芳烃摩尔量的0. 001%?1%，搅拌均匀，置于聚四氟 乙烯内衬的不锈钢反应釜中，160?200°C反应12?48小时，自然降温至室温，过滤，滤液 倾倒入饱和NaHC03水溶液中，然后用乙酸乙酯萃取，有机相经无水硫酸镁干燥、减压浓缩、 硅胶柱纯化，得到酰胺化产物，滤饼经N，N-二甲基甲酰胺和蒸馏水洗涤、真空干燥后，重复 使用。
2.根据权利要求1所述的石墨烯负载纳米钯催化卤代芳烃羰基氨基化反应的方法， 其特征在于：所述的石墨烯负载纳米钯催化剂中纳米钯的摩尔量为卤代芳烃摩尔量的 0. 01%?0. 5%。
3.根据权利要求1所述的石墨烯负载纳米钯催化卤代芳烃羰基氨基化反应的方法，其 特征在于：所述的石墨烯负载纳米钮催化剂中纳米钮的粒径为10?50nm。
4.根据权利要求1?3任意一项所述的石墨烯负载纳米钯催化卤代芳烃羰基氨基化反 应的方法，其特征在于：所述的卤代芳烃为碘苯、对甲氧基碘苯、对甲基碘苯、1-碘萘、溴苯 中的任意一种。
【文档编号】C07C235/46GK104045579SQ201410260531
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】孙华明, 张莹, 陈纯, 高培森, 高子伟, 张伟强 申请人:陕西师范大学