一种高立体选择性制备反式芳香叔胺偶氮类化合物的方法与流程

本发明涉及有机芳香叔胺类化合物的应用催化合成领域，具体地说涉及一种以芳基重氮四氟硼酸盐与有机芳香类化合物芳环对位c-h键选择性活化高效制备有机芳香叔胺偶氮类化合物及其衍生物的制备方法。

背景技术：

有机芳香胺偶氮类化合物是有机合成中的重要中间体。它们在有机染料、天然产物药学结构物质、聚合物的中间体、萃取剂、光电材料、阻燃、食品添加剂、农药的制备有着等方面广泛应用。胺类化合物是自然界中发现的最早且最基本的化学物质之一，它构成了重要的生命体基本骨架，存在于许多天然产物和药物等化合物中。

利用苯胺类化合物、亲核试剂、烷基亚硝酸酯与盐酸在低温下可直接实现交叉偶联反应，这种方法可以避免使用活化试剂带来的诸多缺陷，是合成偶氮类化合物的理想的绿色途径，但是过程中需要严格控制反应温度，反应均需要剧烈的搅拌以及特殊反应器，且对底物要求较高，不能有活性较高的官能团的存在，且上述方法一般都采用空气敏感型试剂，而且还存在着实验步骤繁琐、原子经济性低，分离困难，伴生的副产物对环境造成污染。

迄今为止，含特殊功能骨架的有机芳香叔胺偶氮类化合物的高效合成存在着原料质量、生产的安全性（盐酸等化合物具有较强的腐蚀性）以及产品的稳定性及纯度等几个方面的难题，合成技术难度较大，目前只有美、德、日等国的几家公司在生产，而我国高端有机芳香叔胺偶氮化合物等产品目前的情况主要是依靠于进口。

针对现有的含特殊功能骨架有机芳香叔胺偶氮类化合物及其衍生物合成工艺的不足，业界正着力于研制由稳定、廉价易得的芳基重氮四氟硼酸盐作为原料的高效、高选择性合成对应的有机芳香叔胺偶氮类化合物的方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种由廉价易得的芳基重氮四氟硼酸盐与有机芳香叔胺类化合物作为原料的高效、高选择性合成对应的反式含不同取代官能团的有机芳香叔胺偶氮类化合物的方法，以克服现有技术中的上述缺陷。

本发明的一个目的提供一种由廉价易得的芳基重氮四氟硼酸盐与有机芳香叔胺类化合物高效、高选择性合成对应的有机芳香叔胺偶氮类化合物的方法，包含下述步骤：取反应量的芳基重氮四氟硼酸盐、有机芳香叔胺、催化剂和有机溶剂空气条件下置于反应容器中进行混合，在搅拌下于25~60℃下反应12小时，即制得相应的含不同取代官能团的有机芳香胺偶氮类化合物。具体反应式如下：

（i）

其特征在于，包含下述步骤：

取反应量的芳基重氮四氟硼酸盐、有机芳香叔胺、催化剂和有机溶剂在空气条件下置于反应容器中进行混合，在搅拌下于25~60℃下反应12小时，即制得相应的芳环对位含不同取代官能团的反式有机芳香叔胺偶氮类化合物；

其中，

r¹是甲基、乙基、苄基、2-腈基乙基、2-羟基乙基、2-甲基萘基、环戊基；

r²是甲基、乙基、苄基；

r³是甲基、甲氧基、氯原子；

ar是苯基、4-溴苯基、4-氯苯基、3-氯苯基、3,4-二氯苯基、4-硝基苯基、3-氯-4-甲氧基苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基、2-甲基-4-甲氧基苯基、4-苯氧基苯基、3-乙炔基苯基、1-萘基、4-n,n-二甲基苯基。

上述由芳基重氮四氟硼酸盐与有机芳香叔胺类化合物合成反式有机芳香叔胺偶氮类化合物的方法中，所述芳香叔胺类化合物是选自n,n-二甲基苯胺、n,n-二乙基苯胺、n-乙基-n-苄基苯胺、n,n-二苄基苯胺、n,n-二乙基-3-甲基苯胺、n,n-二甲基-3-甲氧基-苯胺、n,n-二甲基-3-氯-苯胺、n-甲基-n-腈乙基苯胺、n-乙基-n-腈乙基苯胺、n-甲基-n-羟乙基苯胺、1-苯基哌啶。

上述由芳基重氮四氟硼酸盐与有机芳香叔胺类化合物合成反式有机芳香叔胺偶氮类化合物的方法中，所述芳基重氮四氟硼酸盐化合物是选自苯基重氮四氟硼酸盐、4-溴苯基重氮四氟硼酸盐、4-氯苯基重氮四氟硼酸盐、3-氯苯基重氮四氟硼酸盐、3,4-二氯苯基重氮四氟硼酸盐、4-硝基苯基重氮四氟硼酸盐、3-氯-4-甲氧基苯基重氮四氟硼酸盐、4-甲基苯基重氮四氟硼酸盐、4-甲氧基苯基重氮四氟硼酸盐、2-甲基-4-甲氧基苯基重氮四氟硼酸盐、4-苯氧基苯基重氮四氟硼酸盐、3-乙炔基苯基重氮四氟硼酸盐、1-萘基重氮四氟硼酸盐、4-n,n-二甲基苯基重氮四氟硼酸盐。

上述由芳基重氮四氟硼酸盐与有机芳香叔胺类化合物合成反式有机芳香叔胺偶氮类化合物的方法中，所述有机溶剂是二氯甲烷、乙腈、二氯乙烷、四氢呋喃、1,4-二氧六环、乙酸乙酯、甲醇、甲苯、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜。

上述由芳基重氮四氟硼酸盐与有机芳香叔胺类化合物合成反式有机芳香叔胺偶氮类化合物的方法中，所述布朗斯特酸催化剂是选自二苯基磷酸、二苯氧基磷酸、乙酸、三氟乙酸、甲酸、对甲苯磺酸。

上述由芳基重氮四氟硼酸盐与有机芳香叔胺类化合物合成反式有机芳香叔胺偶氮类化合物的方法中，所述芳基重氮四氟硼酸盐与芳香叔胺类化合物的摩尔比为1：[1.0~2.0]；所述芳基重氮四氟硼酸盐与布朗斯特酸的摩尔比为1：[0.1~0.3]。

本发明所提供由芳基重氮四氟硼酸盐与有机芳香叔胺类化合物高立体选择性合成反式有机芳香叔胺偶氮类化合物的方法，反应过程温和易控制。在获得较高产率和接近100%立体选择性的同时，该方法简单易行，而且所用催化剂廉价易得，制备简单、具有良好的工业应用前景。

【具体实施方式】

下面结合本发明的实施例对本发明做进一步说明：

一、测试与分析

本发明下述实施例中反应产物的结构分析采用agilent公司生产的配置hp-5ms毛细管色谱柱(30m×0.45mm×0.8μm)的气相-质谱仪联用仪gc/ms(6890n/5973n)以及bruker公司生产的brukeravance-iii500核磁共振分析仪。目标产物选择性和产率的分析则采用由agilent公司生产的配置氢火焰检测器、ab-ffap毛细管色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm)的气相色谱仪agilentgc7820a。

二、实施例

实施例1

将0.5mmol的苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n,n-二甲基苯胺与0.1mmol的催化剂(二苯基磷酸、二苯氧基磷酸、乙酸、三氟乙酸、甲酸、对甲苯磺酸)在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯甲烷，于室温搅拌反应12小时。通过gc检测分析，在二苯基磷酸作为催化剂时，该反应能达到89%的产率，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例2

将0.5mmol的苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n,n-二甲基苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml有机溶剂（二氯甲烷、乙腈、二氯乙烷、四氢呋喃、1,4-二氧六环、乙酸乙酯、甲醇、甲苯、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜），于室温搅拌反应12小时。通过gc检测分析，在二氯乙烷作为反应溶剂时，该反应能达到96%的产率，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例3

将0.5mmol的苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n,n-二甲基苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25~60^oc搅拌反应12小时。通过gc检测分析，在25^oc时，该反应能达到96%的产率，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例4

将0.5mmol的苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n,n-二乙基苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到95%分离产率的(e)-n,n-二乙基-4-苯基偶氮苯胺，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例5

将0.5mmol的苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n-乙基-n-苄基苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到83%分离产率的(e)-n-乙基-n-苄基-4-苯基偶氮苯胺，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例6

将0.5mmol的苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n,n-二苄基苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到68%分离产率的(e)-n,n-二苄基-4-苯基偶氮苯胺，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例7

将0.5mmol的苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n,n-二乙基-3-甲基苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到84%分离产率的(e)-n,n-二乙基-3-甲基-4-苯基偶氮苯胺，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例8

将0.5mmol的苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n,n-二甲基-3-甲氧基-苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到71%分离产率的(e)-n,n-二甲基-3-甲氧基-4-苯基偶氮苯胺，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例9

将0.5mmol的苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n,n-二甲基-3-氯-苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到79%分离产率的(e)-n,n-二甲基-3-氯-4-苯基偶氮苯胺，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例10

将0.5mmol的苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n-甲基-n-腈乙基苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到78%分离产率的(e)-n-甲基-n-腈乙基-4-苯基偶氮苯胺，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例11

将0.5mmol的苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n-乙基-n-腈乙基苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到89%分离产率的(e)-n-乙基-n-腈乙基-4-苯基偶氮苯胺，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例12

将0.5mmol的苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n-甲基-n-羟乙基苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到86%分离产率的(e)-n-甲基-n-羟乙基-4-苯基偶氮苯胺，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例13

将0.5mmol的苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的1-苯基哌啶与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到77%分离产率的(e)-1-(4-(苯基偶氮基)苯基)哌啶，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例14

将0.5mmol的4-溴苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n,n-二甲基苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到88%分离产率的(e)-n,n-二甲基-4-溴-苯基偶氮苯胺，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例15

将0.5mmol的4-氯苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n,n-二甲基苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到92%分离产率的(e)-n,n-二甲基-4-氯-苯基偶氮苯胺，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例16

将0.5mmol的3-氯苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n,n-二甲基苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到95%分离产率的(e)-n,n-二甲基-3-氯-苯基偶氮苯胺，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例17

将0.5mmol的3,4-二氯苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n,n-二甲基苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到78%分离产率的(e)-n,n-二甲基-3,4-二氯-苯基偶氮苯胺，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例18

将0.5mmol的4-硝基苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n,n-二甲基苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到72%分离产率的(e)-n,n-二甲基-4-硝基-苯基偶氮苯胺，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例19

将0.5mmol的3-氯-4-甲氧基苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n,n-二甲基苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到90%分离产率的(e)-n,n-二甲基-3-氯-4-甲氧基-苯基偶氮苯胺，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例20

将0.5mmol的4-甲基苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n,n-二甲基苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到86%分离产率的(e)-n,n-二甲基-4-甲基-苯基偶氮苯胺，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例21

将0.5mmol的4-甲氧基苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n,n-二甲基苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到82%分离产率的(e)-n,n-二甲基-4-甲氧基-苯基偶氮苯胺，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例22

将0.5mmol的2-甲基-4-甲氧基苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n,n-二甲基苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到87%分离产率的(e)-n,n-二甲基-2-甲基-4-甲氧基-苯基偶氮苯胺，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例23

将0.5mmol的4-苯氧基苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n,n-二甲基苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到69%分离产率的(e)-n,n-二甲基-4-苯氧基-苯基偶氮苯胺，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例24

将0.5mmol的3-乙炔基苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n,n-二甲基苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到83%分离产率的(e)-n,n-二甲基-3-乙炔基-苯基偶氮苯胺，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例25

将0.5mmol的1-萘基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n,n-二甲基苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到46%分离产率的(e)-n,n-二甲基-1-萘基偶氮苯胺，反式产物与顺式产物比大于99:1。

实施例26

将0.5mmol的4-n,n-二甲基苯基重氮四氟硼酸盐、0.6mmol的n,n-二甲基苯胺与0.1mmol的二苯基磷酸在氮气环境下加入schlenk管里，在空气条件下加入1.0ml二氯乙烷，分别于25^oc搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到93%分离产率的(e)-4,4'-(偶氮-1,2-二取代)-双-(n,n-二甲基苯胺)，反式产物与顺式产物比大于99:1。

由上述实施例可以看出，本发明所采用的利用芳基重氮四氟硼酸盐类化合物与有机芳香叔胺类化合物高立体选择性制备相应的芳香胺苯环对位含不同芳基官能团取代的有机偶氮芳香胺类衍生物的方法具有反应条件温和、催化剂廉价易得以及制备简单等优点。此外，该方法还具有底物适用性广、高产率以及高立体选择性等优点，提供了一种高效合成含不同取代官能团的有机磷酸酯类衍生物的方法。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。