一种取代脂肪族伯胺的制备方法与流程

本发明属于医药和天然化合物化工中间体及相关化学技术领域，涉及一种取代脂肪族伯胺的制备方法。

背景技术：

腈类选择性还原制备脂肪族伯胺是有机合成中很重要的一个步骤，特别是在一些重要的高价值化合物合成中(例如生物活性分子、天然产物以及其他重要天然产物的工业材料)，高纯脂肪族伯胺的合成是关键步骤。

传统由腈类选择性还原制备脂肪族伯胺的方法主要分为两大类，一是由ru、ir、co、fe以及其它过渡金属与配体结合的均相催化剂，该类催化剂虽然活性较高，但存在较多的缺点，例如选择性不好，有较多副产物仲胺和叔胺的形成。其次，常需要特别高的温度和压力(t>120℃andh2>50bar)，还有催化剂价格昂贵、分离回收困难、不可重复使用等[reguillor,grellierm,vautraversn,etal.j.am.chem.soc.2010,132,7854–7855.；bornscheinc,werkmeisters,wendtb,jiaoh,etal.nat.commun.2014,5,4111.；mukherjeea,srimanid,chakrabortys,milsteind,etal.j.am.chem.soc.2015,137,8888–8891.]；二是研究较多的非均相催化剂，此类催化剂包括雷尼镍，雷尼钴等，但是普遍存在催化剂较为敏感和极其不稳定，存在很大的危险，并且使用大量的添加物碱(nh3)去提高反应的选择性，限制了工业化应用[debellefonc,fouillouxp.catal.rev.:sci.eng.1994,36,459.；nishimuras,handbookofhetergogeneouscatalytichydrogenationfororganicsynthesis；johnwiley&sons:newyork,2001；p254.；blaserhu,malanc,puginb,spindlerf,etal.adv.synth.catal.2003,345,103–151.]。纳米多孔钯材料，是一类新型纳米结构催化剂，其由纳米尺度的细孔和韧带构成，与大多数金属相比具有极大的比表面积、优良的导电导热和无毒性能，可表现出与块状金属完全不同的物理化学性质，在催化研究领域已受到广泛关注。纳米多孔钯催化剂(pdnpore)具有催化活性高、稳定、回收利用方便等优点[tanakas,kanekot,asaon,yamamotoy,chenm-w,zhangw,inouea.chem.commun.,2011,47,5985-5987；kanekot,tanakas,asaon,yamamotoy,etal.adv.synth.catal.,2011,353,2927–2932.]。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种取代脂肪族伯胺的制备方法，该方法反应条件非常温和，无需任何添加剂，选择性达到100％，所选用催化剂具有活性高、稳定性好等优点，重复利用多次仍未见催化活性明显降低。

本发明的技术方案：

一种取代脂肪族伯胺的制备方法，以苯甲腈及其衍生物为原料、纳米多孔钯(pdnpore)为催化剂、h2为氢源，选择性加氢制备取代脂肪族伯胺，合成路线如下所示：

r＝aryl,alkyl

反应温度为0℃～150℃，反应时间为12h～36^h；

r为芳基或烷基；

所述的溶剂为水、乙醚、乙腈、二甲基亚砜、二氧六环、三乙胺、四氢呋喃、甲苯、乙醇、异丙醇、三氯甲烷、二氯甲烷、丙酮、n,n-二甲基甲酰胺中的一种或两种以上混合；

其中，苯甲腈及其衍生物在溶剂中的摩尔浓度为0.01～2mmol/ml，苯甲腈及其衍生物与催化剂摩尔比为1:0.01～1:0.5。

所述的纳米多孔钯的孔骨架大小为1nm～50nm。

所述的h2的压力为0.1～20.0mpa。

分离方法包括：重结晶、柱层析等。重结晶方法使用的溶剂可以为氯仿、环己烷、二氧六环、苯、甲苯、乙醇、石油醚、乙腈、n,n-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、乙酸乙酯。柱层析方法，可以使用硅胶或碱性氧化铝作为固定相，展开剂一般为极性与非极性的混合溶剂，如乙酸乙酯-石油醚、乙酸乙酯-正己烷、二氯甲烷-石油醚、甲醇-石油醚、甲醇-乙酸乙酯。

本发明的有益效果：本发明方法的反应条件非常温和，无需任何添加剂，产物选择性高，操作和后处理简单，催化剂重现性好，且重复利用多次催化效果没有明显降低，为其实现工业化提供可能。

附图说明

图1是实施例1和2中苯甲胺的¹h核磁谱图。

图2是实施例3和4中4-甲基苯甲胺的¹h核磁谱图。

图3是实施例5和6中苯乙胺的¹h核磁谱图。

图4是实施例7和8中4-甲氧基苯乙胺的¹h核磁谱图。

图5是实施例9和10中正己胺的¹h核磁谱图。

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。

本发明所述的取代脂肪族伯胺的制备方法，最高选择性和反应收率分别达到100％和93％，反应无需任何添加剂，选用催化剂催化反应重现性好，操作和后处理简单，且重复利用多次催化效果没有明显降低，为其工业化生产提供了有利条件。

实施例1：苯甲胺的合成

向加有pdnpore(1.6mg,3mol％)催化剂的乙醇(3ml)溶剂中，加入底物苯甲腈(51.6mg,0.5mmol)、氢气(5bar)，置于油浴中50℃下反应24h，柱层析(硅胶，200-300目；展开剂，甲醇，乙酸乙酯)得到苯甲胺48.8mg，产率93％，选择性97％。

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ:7.35-7.20(m,5h),3.84(s,2h),1.54(br,2h).

实施例2：苯甲胺的合成

向加有pdnpore(5.4mg,10mol％)催化剂的n,n-二甲基甲酰胺(3ml)溶剂中，加入底物苯甲腈(30.9mg,0.3mmol)、氢气(5bar)，置于油浴中30℃下反应20h，柱层析(硅胶，200-300目；展开剂，甲醇,乙酸乙酯)得到苯甲胺28.9mg，产率90％，选择性96％。

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ:7.35-7.20(m,5h),3.84(s,2h),1.54(br,2h).

实施例3：4-甲基苯甲胺的合成

向加有pdnpore(1.6mg,3mol％)催化剂的乙醇(3ml)溶剂中，加入底物4-甲基苯甲腈(58.6mg,0.5mmol)、氢气(5bar)，置于油浴中50℃下反应24h，柱层析(硅胶，200-300目；展开剂，甲醇，乙酸乙酯)得到4-甲基苯甲胺53.9mg，产率89％，选择性98％。

¹hnmr(cdcl3,400mhz)δ:7.20(d,j＝8hz,2h),7.14(d,j＝8hz,2h),3.83(s,2h),2.34(s,3h),2.06(br,2h)。

实施例4：4-甲基苯甲胺的合成

向加有pdnpore(1.1mg,2mol％)催化剂的乙腈(5ml)溶剂中，加入底物4-甲基苯甲腈(58.6mg,0.5mmol)、氢气(5bar)，置于油浴中50℃下反应24h，柱层析(硅胶，200-300目；展开剂，甲醇,乙酸乙酯)得到4-甲基苯甲胺50.3mg，产率83％，选择性96％。

¹hnmr(cdcl3,400mhz)δ:7.20(d,j＝8hz,2h),7.14(d,j＝8hz,2h),3.83(s,2h),2.34(s,3h),2.06(br,2h).

实施例5：苯乙胺的合成

向加有pdnpore(1.6mg,3mol％)催化剂的乙醇(3ml)溶剂中，加入底物苯乙腈(58.58mg,0.5mmol)、氢气(5bar)，置于油浴中70℃下反应24h，柱层析(硅胶，200-300目；展开剂，甲醇,乙酸乙酯)得到苯乙胺53.3mg，产率88％，选择性100％。而同样条件下，使用著名的pd/c催化剂，苯乙胺的产率仅为40％，选择性为45％。

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ:7.29-7.24(m,2h),7.21-7.14(m,3h),2.89(t,j＝7.2hz,2h),2.78(t,j＝7.2hz,2h),1.59(br,2h).

实施例6：苯乙胺的合成

向加有pdnpore(2.7mg,5mol％)催化剂的乙醇(5ml)溶剂中，加入底物苯乙腈(58.58mg,0.5mmol)、氢气(5bar)，置于油浴中70℃下反应19h，柱层析(硅胶，200-300目；展开剂，甲醇,乙酸乙酯)得到苯乙胺52.71mg，产率87％，选择性100％。

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ:7.29-7.24(m,2h),7.21-7.14(m,3h),2.89(t,j＝7.2hz,2h),2.78(t,j＝7.2hz,2h),1.59(br,2h).

实施例7：4-甲氧基苯乙胺的合成

向加有pdnpore(1.6mg,3mol％)催化剂的乙醇(3ml)溶剂中，加入底物4-甲氧基苯乙腈(73.59mg,0.5mmol)、氢气(5bar)，置于油浴中70℃下反应24h，柱层析(硅胶，200-300目；展开剂，甲醇,乙酸乙酯)得到4-甲氧基苯乙胺62.8mg，产率83％，选择性100％。

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ:7.06(d,j＝8hz,2h),6.80(d,j＝8hz,2h),3.77(s,3h),2.84(t,j＝8hz,2h),2.71(t,j＝8hz,2h).

实施例8：4-甲氧基苯乙胺的合成

向加有pdnpore(2.7mg,5mol％)催化剂的乙腈(5ml)溶剂中，加入底物4-甲氧基苯乙腈(73.59mg,0.5mmol)、氢气(5bar)，置于油浴中50℃下反应16h，柱层析(硅胶，200-300目；展开剂，甲醇,乙酸乙酯)得到4-甲氧基苯乙胺60.48mg，产率80％，选择性98％。

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ:7.06(d,j＝8hz,2h),6.80(d,j＝8hz,2h),3.77(s,3h),2.84(t,j＝8hz,2h),2.71(t,j＝8hz,2h).

实施例9：正己胺的合成

向加有pdnpore(1.6mg,3mol％)催化剂的乙醇(3ml)溶剂中，加入底物己腈(48.58mg,0.5mmol)、氢气(5bar)，置于油浴中50℃下反应24h，柱层析(硅胶，200-300目；展开剂，甲醇,乙酸乙酯)得到正己胺44.0mg，产率87％，选择性100％。

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ:2.60(t,j＝7.2hz,2h),1.77(br,2h),1.52-1.46(m,2h),1.36-1.28(m,6h),0.88(t,j＝6.8hz,3h).

实施例10：正己胺的合成

向加有pdnpore(2.7mg,5mol％)催化剂的乙醇(3ml)溶剂中，加入底物己腈(48.58mg,0.5mmol)、氢气(6bar)，置于油浴中80℃下反应20h，柱层析(硅胶，200-300目；展开剂，甲醇,乙酸乙酯)得到正己胺45.54mg，产率90％，选择性100％。

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ:2.60(t,j＝7.2hz,2h),1.77(br,2h),1.52-1.46(m,2h),1.36-1.28(m,6h),0.88(t,j＝6.8hz,3h).