一种芳基腈化合物的合成方法与流程

本发明属于医药化工中间体合成技术领域，涉及一种芳基腈类化合物的合成方法。

背景技术：

芳基腈类化合物不但是医药、农药、染料、功能材料、香料和天然产物等重要结构组成部分，而且也是有机合成重要的中间体。在一定的反应条件下芳基腈化合物可以很容易的转化为其它化合物，如醛、酮、羧酸、胺、酰胺和杂环衍生物等。制备芳基腈化合物的方法有很多种，其中sandmeyerreaction和rosemund-vonbraunreaction是合成芳腈的经典方法，然而，上述两种方法都需要化学计量的氰化亚铜(cucn)以及苛刻的反应条件(150–250℃)。工业中制备芳腈类化合物是利用氨氧化法。其反应条件苛刻，需要高温、高压、过量的氨，对设备要求比较高，这些弊端也大大限制其在工业上的应用。

过渡金属催化的n-氰基-n-苯基-p-苯磺酰胺(ncts)制备芳基腈由于具有非常高的反应活性，并且ncts作为一种低毒，易制备且容易保存的氰基试剂，引起了科学家们的广泛关注。其中主要是贵金属催化反应。

(1)rh催化氰基化

2013年，anbarasan课题组报道了以金属铑为催化剂的直接氰基化反应，其使用的定位基团有吡啶，喹啉，吡嗪，嘧啶等[参见：chaitanyam,anbarasanp.organicletters.2013,15:4960-4963.]。

(2)ru催化氰基化

2014年，ackermann小组首次报道了以一种廉价的金属钌为催化剂的直接氰基化反应[参见：liuw.；ackermannl.chemicalcommunications.2014,50:1878-1881.]。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种廉价金属锰催化、步骤简单、原料易得、反应条件温的合成芳基腈类化合物的新方法。

一种芳基腈化合物的合成方法，步骤如下：以2-苯基吡啶衍生物和n-氰基-n-对甲氧基苯基-p-苯磺酰胺为原料，以锰盐为催化剂，在溶剂中加热反应，合成一系列芳基腈化合物，反应式如下：

式中：r¹为烷基、三氟甲基或芳基；

r²为烷基、烷氧基、卤素或芳基；

所述的锰盐选自氯化锰、醋酸锰、溴化锰、乙酰丙酮锰、十羰基二锰、五羰基溴化锰，锰盐加入量为2-苯基吡啶衍生物的1-5mol％；

所述的n-氰基-n-对甲氧基苯基-p-苯磺酰胺加入量为2-苯基吡啶衍生物的100-200mol％；

所述的溶剂为甲苯、1,4-二氧六环、n,n-二甲基甲酰胺、乙醇、二氯甲烷、乙醚、四氢呋喃、丙酮中的一种或两种以上混合，溶剂的加入量为2-苯基吡啶重量的10～100倍；

反应温度为25～100℃。

本发明的有益效果是：芳基腈类化合物是许多药物和生物活性分子的重要组成部分，在有机合成及药物化学等领域有着重要的应用，具有广阔的市场前景。本项目涉及一种芳基腈类化合物的合成方法，该方法以2-苯基吡啶衍生物和n-氰基-n-对甲氧基苯基-p-苯磺酰胺为原料，以锰盐为催化剂，合成一系列芳基腈化合物。该发明专利方法步骤简单、原料易得、反应条件温和等优点。本发明具有较大的使用价值和社会经济效益。

附图说明

图1为化合物1a的¹h-nmr谱图。

图2为化合物1b的¹h-nmr谱图。

图3为化合物1c的¹h-nmr谱图。

图4为化合物1d的¹h-nmr谱图。

图5为化合物1e的¹h-nmr谱图。

图6为化合物1f的¹h-nmr谱图。

图7为化合物1g的¹h-nmr谱图。

图8为化合物1h的¹h-nmr谱图。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。

实施例1：2-(2-吡啶基)苯甲腈(1a)的合成

称取2-苯基吡啶(53.7mg,0.3mmol)、n-氰基-n-对甲氧基苯基-p-苯磺酰胺(181.2mg,0.6mmol)和乙酰丙酮锰(3.6mg,0.01mmol)，并依次加入到25ml的schlenk反应瓶中，然后，加入甲苯(2.7ml)，并置于25℃油浴中反应12h。反应结束后，减压除去溶剂，使用石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂，硅胶柱分离，收率为89％。¹hnmr(cdcl3,400mhz)：δ8.78(d,j＝4.8,1h),7.87-7.78(m,4h),7.70(dd,j＝7.6,1h),7.53-7.49(m,1h),7.38-7.35(m,1h).

实施例2：5-甲基-(2-吡啶基)苯甲腈(1b)的合成

称取2-(4-甲基苯基)吡啶(58.2mg,0.3mmol)、n-氰基-n-对甲氧基苯基-p-苯磺酰胺(151.1mg,0.5mmol)和氯化锰(1.9mg,0.015mmol)，并依次加入到25ml的schlenk反应瓶中，然后，加入乙醚(1.1ml)，并置于50℃油浴中反应12h。反应结束后，减压除去溶剂，使用石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂，硅胶柱分离，收率为93％。¹hnmr(400mhz,cdcl3)：δ8.76(d,j＝4.4,1h),7.83-7.79(m,1h),7.74(dd,j＝8.0,2h),7.59(s,1h),7.48(d,j＝8.0,1h).

实施例3：5-甲氧基-(2-吡啶基)苯甲腈(1c)的合成

称取2-(4-甲氧基苯基)吡啶(63.1mg,0.3mmol)、n-氰基-n-对甲氧基苯基-p-苯磺酰胺(135.9mg,0.45mmol)和溴化锰(3.2mg,0.015mmol)，并依次加入到25ml的schlenk反应瓶中，然后，加入n,n-二甲基甲酰胺(2.5ml)，并置于70℃油浴中反应12h。反应结束后，减压除去溶剂，使用石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂，硅胶柱分离，收率为95％。¹hnmr(400mhz,cdcl3)：δ8.75(d,j＝4.8hz,1h),7.83-7.74(m,3h),7.32(dd,j＝6.4,5.6hz,1h),7.27(s,1h),7.22(d,j＝8.0hz,1h),3.89(s,3h).

实施例4：5-氟-(2-吡啶基)苯甲腈(1d)的合成

称取2-(对氟苯基)吡啶(59.4mg,0.3mmol)、n-氰基-n-对甲氧基苯基-p-苯磺酰胺(90.6mg,0.3mmol)和五羰基溴化锰(0.9mg,0.003mmol)，并依次加入到25ml的schlenk反应瓶中，然后，加入二氯甲烷(5.9ml)，并置于80℃油浴中反应12h。反应结束后，减压除去溶剂，使用石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂，硅胶柱分离，收率为89％。¹hnmr(cdcl3,400mhz)：δ8.77(d,j＝4.8hz,1h),7.85(dt,j＝7.6,5.5hz,2h),7.77(d,j＝8.0hz,1h),7.50(dd,j＝8.0,2.8hz,1h),7.42-7.35(m,2h).

实施例5：5-氯-(2-吡啶基)苯甲腈(1e)的合成

称取2-(对氯苯基)吡啶(64.2mg,0.3mmol)、n-氰基-n-对甲氧基苯基-p-苯磺酰胺(135.9mg,0.45mmol)和溴化锰(3.2mg,0.015mmol)，并依次加入到25ml的schlenk反应瓶中，然后，加入乙醇(4.5ml)，并置于100℃油浴中反应12h。反应结束后，减压除去溶剂，使用石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂，硅胶柱分离，收率为87％。¹hnmr(cdcl3,400mhz)：δ8.78(d,j＝4.8hz,1h),7.87-7.77(m,4h),7.66(dd,j＝8.4,2.0hz,1h),7.39-7.36(m,1h).

实施例6：2-(3-甲基-2-吡啶基)苯甲腈(1f)的合成

称取3-甲基-2-苯基吡啶(58.2mg,0.3mmol)、n-氰基-n-对甲氧基苯基-p-苯磺酰胺(120.8mg,0.4mmol)和十羰基二锰(2.4mg,0.006mmol)，并依次加入到25ml的schlenk反应瓶中，然后，加入四氢呋喃(1.7ml)，并置于40℃油浴中反应12h。反应结束后，减压除去溶剂，使用石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂，硅胶柱分离，收率为92％。白色固体，yield；¹hnmr(cdcl3,400mhz)：δ8.56(dd,j＝4.8hz,1h),7.77(d,j＝7.6hz,1h),7.69–7.64(m,2h),7.50(dd,j＝6.8hz,2h),7.28(dd,j＝8.0,4.8hz,1h),2.26(s,3h)

实施例7：2-(5-甲基-2-吡啶基)苯甲腈(1g)的合成

称取5-三氟甲基-2-苯基吡啶(74.4mg,0.3mmol)、n-氰基-n-对甲氧基苯基-p-苯磺酰胺(90.6mg,0.3mmol)和五羰基溴化锰(0.9mg,0.003mmol)，并依次加入到25ml的schlenk反应瓶中，然后，加入丙酮(15ml)，并置于60℃油浴中反应12h。反应结束后，减压除去溶剂，使用石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂，硅胶柱分离，收率为85％。¹hnmr(cdcl3,400mhz)：δ9.04(s,1h),8.09(dd,j＝8.0,2.0hz,1h),7.93(d,j＝8.4hz,1h),7.95(dd,j＝14.8,8.0hz,2h),7.76-7.72(m,1h),7.60-7.56(m,1h).

实施例8：2-(1-异喹啉)苯甲腈(1h)的合成

称取1-苯基异喹啉(69.1mg,0.3mmol)、n-氰基-n-对甲氧基苯基-p-苯磺酰胺(151.1mg,0.5mmol)、醋酸锰(1.6mg,0.009mmol)和吗啉(0.5mg,0.006mmol)，并依次加入到25ml的schlenk反应瓶中，然后，加入1,4-二氧六环(4.1ml)，并置于90℃油浴中反应12h。反应结束后，减压除去溶剂，使用石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂，硅胶柱分离，收率为83％。¹hnmr(cdcl3,400mhz)：δ8.66(d,j＝5.6hz,1h),7.91(d,j＝8.4hz,1h),7.86(d,j＝7.6hz,1h),7.75-7.71(m,4h),7.65(d,j＝7.6hz,1h),7.60-7.55(m,2h)。