用于生产包含至少一个胺官能团的呋喃化合物的方法
【专利说明】用于生产包含至少一个胺官能团的巧喃化合物的方法
[0001] 本发明设及一种用于生产包含至少一个胺官能团的巧喃化合物的方法，该方法包 括使一种具有至少一个径基官能团或至少一个醒官能团的巧喃化合物与一种具有胺官能 团的第二反应物在一种银催化剂的存在下进行反应。 现有技术
[0002] 胺对于化学工业，而且还有对于许多生物过程具有显著的重要性。例如，氨基酸和 核巧酸构成基本生物结构单元和许多生物活性化合物，如维生素、激素、生物碱、神经递质、 或含有氨基的天然毒物。因此，不出人意料地，许多胺W及其衍生物得到作为农用化学品、 药物、或食品添加剂的应用。每年生产几百万吨的胺。它们作为基础材料、添加剂、染料、W 及农用化学品被广泛地用于散装和精细化学品工业两者中。
[0003] 最常见的生产仲胺或叔胺的策略设及使用具有良好的离去基团的烷基化试剂，如 RX其中X=面素、OTs或OTf，处理伯胺。运种常规方法的主要缺点是产生化学计算量的浪费 的(无)有机盐，W及低的仲胺/叔胺产物选择性。
[0004] 在最近几年，证实了N-单烷基化，其中使用醇代替RX并且过渡金属催化设及Ru、 Ir、Cu、或Ag催化剂前体。M.H.S.A.Hamid，P.A.Slatford，J.M.J.Williams，高级合成与催化 (Adv. Synth. Ca 化 1.). 2007,349,1555 ;T.D. Nixon, Μ. K.怖 ittles 巧，J.Μ. J. Williams,道尔 顿汇刊（Dalton Trans. ) .2009,753;G.Guillena，D.J. Ram0n，Μ . Yus，化学综述 (畑 em. Rev .).2010,110,1611 ;G .E .Dobereiner，R. Η. Crabtree，化学综述（畑 em. Rev.) .2010，110,681.S. Bahn,S. Imm'L.Neubert，M.Zhang，H.Neumann'M.Beller，催化化学 (ChemCat化em) 2011，3，1853。运些过渡金属催化的N-烷基化通常是设及"借氨"或"氨自动 转移化y化ogen autotransferΓ机制（醇氧化/亚胺形成/亚胺氨化）的氧化还原类型的反 应。
[0005] 尽管运些反应已经使用节型和饱和醇作为N-烷基化剂得到许多应用，推测产生的 金属氨化物物种与一些官能团(包括締控)是不相容的。
[0006] 一种使用铁催化（如Fe化3)的新颖简单的N-烷基化方法也在2011年进行了描述 (Y. Zhao，S. Wan Foo，S.Saito,德国应用化学国际版（Angew.畑 em.Iht.Ed.)2011,50, 3006)，该方法设及醇所带径基的sp3-碳原子处的取代(Sn)。
[0007] 具体而言，Al(0Tf)3最近被用作用于共辆締丙醇与节型醇的直接胺化的催化剂。 然而，似乎运种提出的催化剂导致苯胺加节醇反应的不充分的转化化.MasMma等人，高级 合成与催化(Adv. Synt. Ca化1.). 2012，354，2447)。
[000引还似乎，当节型醇的直接胺化W高产率和转化率发生时，与低反应性的醇(如巧喃 化合物）的相同反应是较低效的并且导致产量的降低，即使使用如[RU3(C0) 12]和 CataCXiumPCy的组合的复合催化剂时（C.Gonzales-Arellano等人，绿色化学 (Green.Chem.)，2010，12,第1281-1287页）。
[0009]于是对提供新颖的催化剂W通过醇的直接胺化W足够的产率、高转化率和改进的 反应选择性生产不同的胺存在需求，尤其是允许通过从常规的石化原料转向基于生物质的 原料(例如像巧喃化合物，5-?甲基慷醒(HMF))来生产胺。
[0010] 整里
[0011] ^似乎完全有可能通过使用一种特定的胺和一种特定的银催化剂来进行引导 一种巧喃化合物的N-烷基化的方法，尤其是获得与现有技术中设及巧喃化合物的方法相比 足够的产率和转化率。
[0012] 本发明然后设及一种用于生产包含至少一个胺官能团的巧喃化合物的方法，该方 法包括使W下各项：
[0013] --种第一反应物，是具有至少一个径基官能团或至少一个醒官能团的巧喃化合 物，与
[0014] --种第二反应物，是具有式(I)的化合物，
[0015] R-CH2-NH2 (I)
[0016] 在具有式(II)或（III)的催化剂的存在下：
[0017] [Cplri(2]2 (II)
[001 引[CpIr(NH3)3][X]2 (III)
[0019] 并且可任选地在一种还原剂的存在下进行反应；
[0020] 其中；
[0021] -R是Η或一个直链、支链或环状的控基；
[0022] -X是一种面素，如化、I、或C1;
[0023] -Cp是一个环戊二締基，该环戊二締基可任选地被从1至5个独立选择的控基取代 基取代，如甲基、乙基或丙基。
[0024] 不受理论特别束缚，根据本发明的反应过程，通过径基官能团脱氨为醒而发生N- 烷基化，并且随后通过在胺（I)与该醒中间体之间脱水缩合来形成亚胺，接着W瞬时 (transiently)形成的"Ir-H"物种来转移氨化。在具有醒基的底物的情况下，可W要求外部 还原剂(像仲醇)来转移氨化。
[0025]
[0026] ^此使用的"烷基"是指直链或支链的饱和脂肪族控。优选地烷基包含1-18个碳 原子。代表性的饱和直链烷基包括甲基、乙基、正丙基、正下基、正戊基、W及类似物;而饱和 的支链烷基包括异丙基、仲下基、异下基、叔下基、异戊基、W及类似物。
[0027] 如在此所使用，"締基"是指一种含有至少一个双键的脂肪族基团并且旨在包括 "未取代的締基"和"取代的締基"两者，其后者是指在该締基的一个或多个碳原子上具有代 替氨的取代基的締基部分。代表性的不饱和直链締基包括乙締基、丙締基、下締基、戊締基、 己締基、庚締基、辛締基、壬締基、癸締基W及类似物。
[0028] 术语"环状基团"是指被分类为脂环族基团、芳香族基团、或杂环基团的闭环控基。 术语"脂环族基团"是指具有的特性类似于脂肪族基团的那些的环状控基。
[0029] 如在此所用，"芳基"是指6碳单环或10碳双环的芳香族环体系，其中每个环的0、1、 2、3、或4个原子被取代。芳基的实例包括苯基、糞基W及类似物。术语"芳基烷基"或术语"芳 烷基"指的是被芳基取代的烷基。术语"芳基烷氧基"指的是被芳基取代的烷氧基。
[0030] 如在此所用，"环烷基"是指含有从3至8个碳原子的环烷基，例如像环己基。
[0031] 如在此所用，"杂环"是指含有最高达6个碳原子连同1或2个通常选自0、N和S的杂 原子的杂环基团，例如像W下基团：环氧乙烧、环氧乙締、氧杂环下烧、氧杂环下締(oxete)、 氧鐵(oxetium)、氧杂环戊烧(oxalane)(四氨巧喃）、氧杂环戊二締(oxole)、巧喃、嗯烧、R比 喃、二嗯英、化喃鐵（pyranium)、氧杂环庚烧、嗯呼、氧杂环辛烧、氧杂环辛Ξ締基团 (oxocinc group)、氮丙晚、日丫丙晚（azirine)、日丫丙因（azirene)、氮杂环下烧、氮杂环下締、 氮杂环下二締、甲氨氮杂茂、挫嘟(azoline)、挫、氮杂环己烧(azinane)、四氨化晚、四氨四 嗦、二氨叮嗦、叮嗦、氮杂环庚烧、叮庚因、氮杂环辛烧（azocane)、二氨叮锋因 (dihydroazocine)、日丫锋因基团（azocinic gro叩）和环硫乙烧、嚷丙締、硫杂环下烧 (thiethane)、嚷丙締、嚷下环、硫杂环下締(thiete)、硫杂环下締鐵(thietium)、硫戊环、嚷 吩、硫杂茂、硫化环戊烧、嚷喃、硫杂因（thiine)、硫杂因鐵(thiinium)、嚷庚环、嚷呼、硫杂 环辛烧（thiocane)、硫辛基团（thiocinic group)。
[0032] "杂环"也可W是指与苯环稠合的杂环基团，其中运些稠合的环含有碳原子连同1 或2个选自N、0和S的杂原子。
[0033] 整里
[0034] 本发明的巧喃化合物包含属于杂环芳香系的基团的巧喃基团，其特征为由一个氧 原子和四个碳原子构成的环状结构。巧喃家族的最简单的成员是巧喃自身。
[0035] 本发明的巧喃化合物可W包含至少一个径基官能团或至少一个径基官能团。优选 地，该巧喃化合物包含至少2个径基官能团、更优选地2个径基官能团。本发明的巧喃化合物 还可W包含至少2个醒官能团、更优选地2个醒官能团。运些巧喃化合物还可W例如包含一 个径基官能团和一个醒官能团。
[0036] 第一反应物优选地选自由W下各项组成的组:慷醇、慷醒、2,5-双巧圣甲基）巧喃、 5-径甲基慷醒(HMF)、巧喃-2，5-二甲醒和巧喃糖。
[0037] 5-径甲基慷醒(HMF)是一种生物质衍生的化合物，它可W被施用于药物的前体、巧 喃糖基的聚合物、聚合物如聚酷胺的单体、W及可W产生大量化学产品的其他有机中间体 的合成。
[0038] 具有式(I)的几种第二反应物可W值得注意地该反应过程期间使用。
[0039] R可W代表直链、支链或环状的控基，该控基可W是烷基、締基、芳基、环烷基或杂 环基团，最终包含一个或若干个杂原子如〇、S、F、W及N。对于R优选的基团可W是例如:H、烧 基、苯基、苄基、环烷基、W及环烧控。R可W包含从1至10个碳原子。
[0040] 本发明的优选的第二反应物，如具有式（I)的化合物，是选自由W下各项组成的 组:正庚胺、甲胺、締丙胺、节