技术领域
本发明属于有机合成领域，尤其涉及一种从酚类化合物出发制备N-芳基和N-烷基芳胺类化合物的方法。
背景技术：
N-芳基和N-烷基芳胺类化合物是重要的化工中间体，广泛应用于医药、材料、农药、染料等各行业中。N-芳基芳胺类化合物的合成可通过过渡金属催化的芳基卤代物和芳胺发生偶联反应获得。也有文献报道以酚为原料用一锅法合成N-芳基苯胺类化合物。而N-烷基芳胺类化合物的合成方法主要有三种，第一种是芳胺与烷基化试剂发生取代反应；第二种是芳胺与醛、酮发生还原胺化反应；第三种是过渡金属催化的芳基卤代物和烷基胺发生的偶联反应。但以酚类化合物和氨化试剂反应合成N-芳基和N-烷基芳胺类化合物的方法还未见报道。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种N-芳基和N-烷基芳胺类化合物的合成方法。该方法的反应不需要过渡金属催化，避免了重金属的污染；不使用价格昂贵的原料和试剂，具有反应条件温和、操作简单、成本低廉、产物收率高等优点，适合工业化生产。
为解决技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种实现此目的，本发明的N-芳基和N-烷基芳胺类化合物的合成方法是将酚类化合物和氨化试剂溶于有机溶剂中，加入碱，在50~80℃温度下反应2~4小时，然后加热到100~160℃继续搅拌反应2~24小时，后处理得到N-芳基和N-烷基芳胺类化合物；
其反应式如下：
各反应物的摩尔配比关系为：酚类化合物∶胺化试剂∶碱=1∶1~3∶2~6；
所述碱的加入方式是以下任意一种：
（1）在50~80℃温度的反应开始前加入全部的碱；
（2）在50~80℃温度的反应开始前先加入一部分的碱，在50~80℃温度的反应后再加入剩余的碱，然后加热到100~160℃继续反应；
所述的后处理是指水淬灭反应，二氯甲烷萃取，无水硫酸钠干燥、过滤、旋蒸，快速硅胶柱层析，得到相对应的N-芳基和N-烷基芳胺类化合物。
所述的酚类化合物是苯酚、取代苯酚、萘酚化合物、喹啉、二氢苯并呋喃或香豆素类化合物；其中，取代苯酚中的取代基是烷基、烷氧基、卤素、硝基、氰基、苯氧基、醛基、酯基或苯基；所述萘酚化合物是1-萘酚或2-萘酚；所述喹啉是6-羟基喹啉、8-羟基喹啉或2-甲基-8-羟基喹啉；所述香豆素类化合物是7-羟基香豆素、7-羟基-4-甲基-香豆素或7-羟基-4-三氟甲基-香豆素；
所述的氨化试剂用结构式表示为：
式中，R1为烷基、苄基、呋喃-2-基-甲基、苯基或取代苯基；其中烷基是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基或3-戊基；取代苯基中的取代基是烷基、烷氧基、卤素、硝基、氰基、苯氧基、醛基、酯基或苯基；
R2为H、CH3、C2H5、C3H7-n、C3H7-iso、C4H9-n、C4H9-t或Ph；
X为Cl、Br或I。
本发明中，所述的碱是碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾或甲醇钠中的任意一种或其混合物。
本发明中，所述的有机溶剂为二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、甲苯、乙二醇二甲醚或二氧六环中的任意一种或其混合物。
本发明的有益效果体现在：
（1）本发明使用的氨化试剂能使酚直接转化N-芳基和N-烷基芳胺类化合物。
（2）反应在常压下进行，具有反应条件温、操作简单、成本低廉、产物收率高等优点，适合工业化生产。
（3）反应无需过渡金属催化，避免了重金属对产品的污染。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点与更加清楚，下面通过具体实施例对本发明的合成方法作进一步的说明。
实施例1：二苯胺的合成
向干燥的反应管中加入苯酚（94mg,1.0mmol）、KOH（168mg,3.0mmol）、2-氯-N-苯基丙酰胺（549mg,3.0mmol）和甲苯（3ml），50℃下反应2小时，补加KOH（168mg,3.0mmol）,110℃下反应24小时，加入10ml水，二氯甲烷（3×25ml）萃取，有机相用饱和食盐水（2×20ml）洗，无水硫酸钠干燥、过滤、旋蒸，快速硅胶柱层析（淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯=20/1），得到产物二苯胺，白色固体，收率83%。
1HNMR(400MHz,CDCl3,TMS)δ7.29(t,J=8.0Hz,4H),7.09(d,J=7.6Hz,4H),6.95(t,J=7.6Hz,2H),5.72(bs,1H);13CNMR(100MHz,CDCl3,TMS)δ143.0,129.3,120.9,117.8ppm.。
实施例2：4-氯二苯胺的合成
向干燥的反应管中加入对氯苯酚（128mg,1.0mmol）、NaOH（80mg,2.0mmol）、2-溴-N-苯基丙酰胺（227mg,1.0mmol）和N-甲基吡咯烷酮（3ml），60℃下反应4小时，补加NaOH（40mg,1.0mmol）,130℃下反应2小时，加入10ml水，二氯甲烷（3×25ml）萃取，有机相用饱和食盐水（2×20ml）洗，无水硫酸钠干燥、过滤、旋蒸，快速硅胶柱层析（淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯=20/1），得到产物4-氯二苯胺，白色固体，收率75%。
1HNMR(400MHz,CDCl3,TMS)δ7.32-7.22(m,4H),7.08-6.96(m,5H),5.71(bs,1H);13CNMR(100MHz,CDCl3,TMS)δ142.5,141.8,129.3,129.1,125.4,121.4,118.7,118.0ppm。
实施例3：3-甲氧基二苯胺的合成
向干燥的反应管中加入3-甲氧基苯酚（124mg,1.0mmol）、Na2CO3（212mg,2.0mmol）、2-碘-N-苯基丙酰胺（522mg,2.0mmol）和N,N-二甲基甲酰胺（3ml），70℃下反应3小时，补加Na2CO3（212mg,2.0mmol），140℃下反应16小时，加入10ml水，二氯甲烷（3×25ml）萃取，有机相用饱和食盐水（2×20ml）洗，无水硫酸钠干燥、过滤、旋蒸，快速硅胶柱层析（淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯=20/1），得到产物3-甲氧基二苯胺，浅黄色固体，收率48%。
1HNMR(400MHz,CDCl3,TMS)δ7.29(t,J=8.0Hz,2H),7.18(t,J=8.0Hz,1H),7.10(d,J=7.6Hz,2H),6.96(t,J=7.6Hz,1H),6.67-6.65(m,2H),6.49(d,J=8.8Hz,1H),5.72(s,1H),3.79(s,3H);13CNMR(100MHz,CDCl3,TMS)δ160.6,144.4,142.6,130.0129.2,121.1,118.2,110.0,105.9,103.1,55.1ppm。
实施例4：4-丙酰基二苯胺的合成
向干燥的反应管中加入对羟基苯丙相酮（150mg,1.0mmol）、CH3ONa（112mg,3.0mmol）、2-溴-2-苯基-N-苯基乙酰胺（289mg,1.0mmol）和N,N-二甲基乙酰胺（3ml），50℃下反应3小时，升温，120℃下反应18小时，加入10ml水，二氯甲烷（3×25ml）萃取，有机相用饱和食盐水（2×20ml）洗，无水硫酸钠干燥、过滤、旋蒸，快速硅胶柱层析（淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯=20/1），得到产物4-丙酰基二苯胺，黄色固体，收率69%。
1HNMR(400MHz,CDCl3,TMS)δ7.88(d,J=8.4Hz,2H),7.34(t,J=8.0Hz,2H),7.18(d,J=8.0Hz,2H),7.07(t,J=7.6Hz,1H),7.00(d,J=8.4Hz,2H),6.14(bs,1H),2.93(q,J=7.2Hz,2H),1.21(t,J=7.2Hz,3H);13CNMR(100MHz,CDCl3,TMS)δ199.1,148.1,140.1,130.1,129.4,128.6,123.1,120.5,114.4,31.1,8.5ppm。
实施例5：4-甲酯基二苯胺的合成
向干燥的反应管中加入4-羟基苯甲酸甲酯（152mg,1.0mmol）、K2CO3（414mg,3.0mmol）、2-溴-N-苯基丁酰胺（723mg,3.0mmol）和N,N-二甲基乙酰胺（3ml），80℃下反应4小时，补加K2CO3（414mg,3.0mmol），160℃下反应24小时，加入10ml水，二氯甲烷（3×25ml）萃取，有机相用饱和食盐水（2×20ml）洗，无水硫酸钠干燥、过滤、旋蒸，快速硅胶柱层析（淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯=20/1），得到产物4-甲酯基二苯胺，无色固体，收率50%。
1HNMR(400MHz,CDCl3,TMS)δ7.91(d,J=8.4Hz,2H),7.36-7.32(m,2H),7.18-7.16(m,2H),7.08-7.05(m,1H),6.98(d,J=8.4Hz,2H),6.08(bs,1H),3.88(s,3H);13CNMR(100MHz,CDCl3,TMS)δ166.9,148.0,140.8131.4,129.4,123.0,120.9,120.4,114.5,51.7ppm。
实施例6：8-苯氨基喹啉的合成
向干燥的反应管中加入8-羟基喹啉（145mg,1.0mmol）、K2CO3（276mg,2.0mmol）、2-溴-3,3-二甲基-N-苯基丁酰胺（538mg,2.0mmol）和二甲亚砜（3ml），80℃下反应2小时，补加K2CO3（552mg,4.0mmol），160℃下反应24小时，加入10ml水，二氯甲烷（3×25ml）萃取，有机相用饱和食盐水（2×20ml）洗，无水硫酸钠干燥、过滤、旋蒸，快速硅胶柱层析（淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯=20/1），得到产物8-苯氨基喹啉，黄色固体，收率72%。
1HNMR(400MHz,CDCl3,TMS)δ8.8(d,J=4.2Hz,1H),8.28(bs,1H),8.12(d,J=8.0Hz,1H),7.50(d,J=7.6Hz,1H),7.44-7.36(m,6H),7.23(t,J=8.0Hz,1H),7.05(t,J=7.2Hz,1H);13CNMR(100MHz,CDCl3,TMS)δ147.2,141.8,140.2,138.4,136.2,129.3,128.8,127.3,122.1,121.5,120.0,116.5,107.8ppm。
实施例7：N-苯基-2-萘胺的合成
向干燥的反应管中加入2-萘酚（144mg,1.0mmol）、NaOH（160mg,4.0mmol）、2-溴-3-甲基-N-苯基丁酰胺（510mg,2.0mmol）和二甲亚砜（3ml），50℃下反应3小时后，升温，100℃下反应10小时，加入10ml水，二氯甲烷（3×25ml）萃取，有机相用饱和食盐水（2×20ml）洗，无水硫酸钠干燥、过滤、旋蒸，快速硅胶柱层析（淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯=20/1），得到产物N-苯基-2-萘胺，褐色固体，收率68%。
1HNMR(400MHz,CDCl3,TMS)δ7.75(d,J=8.4Hz,2H),7.65(d,J=8.4Hz,1H),7.46(s,1H),7.41(t,J=7.6,1H),7.34-7.30(m,3H),7.25-7.22(m,1H),7.18(d,J=7.6Hz,2H),7.00(t,J=7.2Hz,1H);13CNMR(100MHz,CDCl3,TMS)δ142.7,140.6,134.5,129.4,129.1,127.6,126.4,126.3,123.5,121.5,119.9,118.3,111.7ppm。
实施例8：4-腈基二苯胺的合成
向干燥的反应管中加入4-氰基苯酚（119mg,1.0mmol）、NaOH（40mg,1.0mmol）、2-氯-N-苯基乙酰胺（169mg,1.0mmol）和二甲亚砜（3ml），50℃下反应3小时，补加NaOH（40mg,1.0mmol），120℃下反应6小时，加入10ml水，二氯甲烷（3×25ml）萃取，有机相用饱和食盐水（2×20ml）洗，无水硫酸钠干燥、过滤、旋蒸，快速硅胶柱层析（淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯=20/1），得到产物4-腈基二苯胺，白色固体，收率84%。
1HNMR(400MHz,CDCl3,TMS)δ7.46(d,J=8.4Hz，2H),7.36(t,J=8.0Hz,2H),7.17(d,J=8.0Hz,2H),7.13(t,J=7.2Hz,1H),6.97(d,J=8.4Hz,2H),6.18(bs,1H);13CNMR(100MHz,CDCl3,TMS)δ147.9,139.9133.7129.6,123.9,121.1,119.9,114.8,101.3ppm。
实施例9：4-氯二苯胺的合成
向干燥的反应管中加入苯酚（94mg,1.0mmol）、NaOH（40mg,1.0mmol）、2-氯-N-（4-氯苯基）丙酰胺（217mg,1.0mmol）和二氧六环（3ml），60℃下反应4小时，补加NaOH（40mg,1.0mmol），100℃下反应24小时，加入10ml水，二氯甲烷（3×25ml）萃取，有机相用饱和食盐水（2×20ml）洗，无水硫酸钠干燥、过滤、旋蒸，快速硅胶柱层析（淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯=20/1），得到产物4-氯二苯胺，白色固体，收率86%。
1HNMR(400MHz,CDCl3,TMS)δ7.31-7.23(m,4H),7.07-6.96(m,5H),5.60(bs,1H);13CNMR(100MHz,CDCl3,TMS)δ142.5,141.7,129.4,129.2,125.4,121.4,118.7,118.0ppm。
实施例10：7-苄氨基香豆素的合成
向干燥的反应管中加入7-羟基香豆素（162mg,1.0mmol）、KOH（112mg,2.0mmol）、2-溴-N-苄基丙酰胺（241mg,1.0mmol）和N-甲基吡咯烷酮（3ml），50℃下反应3小时，升温，100℃下反应16小时，加入10ml水，二氯甲烷（3×25ml）萃取，有机相用饱和食盐水（2×20ml）洗，无水硫酸钠干燥、过滤、旋蒸，快速硅胶柱层析（淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯=20/1），得到产物7-苄氨基香豆素，黄色固体，收率55%。
1HNMR(400MHz,CDCl3,TMS)δ7.53(d,J=9.2Hz,1H),7.34-7.29(m,5H),7.21(d,J=8.4Hz,1H),6.53(d,J=8.4Hz,1H),6.46(s,1H),6.06(d,J=9.2Hz,1H),4.78(bs,1H),4.38(s,2H);13CNMR(100MHz,CDCl3,TMS)δ161.9,156.5,151.3,143.8137.8,128.8,127.6,127.3,110.7,110.0,109.8,98.2.47.6ppm。
实施例11N-苯基-2-呋喃甲胺的合成
向干燥的反应管中加入苯酚（94mg,1.0mmol）、KOH（224mg,4.0mmol）、2-溴-N-（呋喃-2-基甲基）乙酰胺（217mg,1.0mmol）和N-甲基吡咯烷酮（3ml），50℃下反应2小时，160℃下反应2小时，加入10ml水，二氯甲烷（3×25ml）萃取，有机相用饱和食盐水（2×20ml）洗，无水硫酸钠干燥、过滤、旋蒸，快速硅胶柱层析（淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯=20/1），得到产物N-苯基-2-呋喃甲胺，黄色液体，收率88%。
1HNMR(400MHz,CDCl3,TMS)δ7.40(s,1H),7.23(t,J=7.6Hz,2H),6.78(t,J=7.2Hz,1H),6.71(d,J=8.0Hz,2H),6.35(s,1H),6.27(s,1H),4.34(s,2H),3.98(bs,1H);13CNMR(100MHz,CDCl3,TMS)δ152.7,147.5141.9,129.2,117.9,113.1,110.3,106.9,41.4ppm。
实施例12：N-异丙基-4-氟苯胺的合成
向干燥的反应管中加入4-氟苯酚（112mg,1.0mmol）、KOH（56mg,1.0mmol）、2-溴-N-异丙基丁酰胺（207mg,1.0mmol）和N,N-二甲基乙酰胺（3ml），50℃下反应3小时，补加KOH（56mg,1.0mmol），140℃下反应4小时，加入10ml水，二氯甲烷（3×25ml）萃取，有机相用饱和食盐水（2×20ml）洗，无水硫酸钠干燥、过滤、旋蒸，快速硅胶柱层析（淋洗剂：石油醚/乙酸乙酯=20/1），得到产物N-异丙基-4-氟苯胺，黄色液体，收率83%。
1HNMR(400MHz,CDCl3,TMS)δ7.10(d,J=8.4Hz,2H),6.51(d,J=8.4Hz,2H),3.69-3.56(m,2H),1.20(d,J=6.0Hz,6H);13CNMR(100MHz,CDCl3,TMS)δ146.7,128.9,121.5114.3,44.5,22.7。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。