[发明专利]一种制备二级和三级取代酰胺的方法

说明书

技术领域

本发明属于化学合成领域，具体涉及一种制备二级和三级取代酰胺的方法。

背景技术

酰胺键或酰胺官能团是生命化学和合成化学中最重要的官能团之一。酰胺类化合物是重要的有机合成试剂，也是在药物合成和材料研发等多领域中普遍应用的合成中间体。由于酰胺键在生物活性化合物中普遍存在，改进酰胺合成方法或酰胺成键方法、以克服传统方法的缺点已经成为药物合成工业中最热门的研究领域和最重要的研究目标。因此，取代酰胺的合成方法研究近年来受到了人们的特别关注，人们也报道了一系列催化方法使用各种原料来合成酰胺类化合物，以取代过去使用偶联试剂、脱水试剂、或者活化的反应物如酰氯的方法。同时，不少国际顶级期刊如Nature、Chem.Soc.Rev.等最近也综述了酰胺类化合物的合成方法，对酰胺的合成也作了一定的展望。

虽然腈类化合物的水解是制备无取代酰胺的一种直接、经济和简便的方法，文献上也有非常多的报道，但是使用腈为稳定易得的原料用于合成含取代基的二级和三级酰胺的方法还非常之少。与腈的水解反应类似，已知的腈与胺反应合成取代酰胺的方法多采用贵重金属如铂（Pt）、钌（Ru）或铈（Ce）等的催化剂，但这些反应仍需要很高的温度（160°C以上），有的还需要其中一种反应物大大过量（大于2当量）。贵金属催化的方法虽然比传统方法有了改进，但是使用贵重不易得、难合成、不稳定、毒性大、有重金属残留的贵金属催化剂以及过量的反应物的方法显然还存在很多的缺点，特别不适用于药物和生物活性化合物的合成。最近一例廉价金属铁（Fe）催化方法的报道，但是该方法需使用10mol%的九水合硝酸铁[Fe(NO₃)₃·9H₂O]，8当量的腈或者6-8当量的胺才能有效地反应，因此实际上催化剂用量大、原料利用率很低。此外还有一例锌（Zn）催化的报道对Fe催化方法进行了改进，但是该方法需使用10mol%的路易斯酸Zn(OTf)₂为催化剂、10mol%的盐酸羟胺（NH₂OH·HCl）为共催化剂、以及2当量的原料腈。显然，不易得、易水解的Zn(OTf)₂价格较高、催化剂体系也较为复杂，加上需使用过量的腈，也导致该方法的应用潜力非常有限。

因此，使用低毒性、无毒性催化剂甚至无需过渡金属参与的催化腈与胺反应合成二级和三级取代酰胺的方法非常值得研究。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种环境污染小、高效的制备二级和三级取代酰胺的方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种制备二级和三级取代酰胺的方法，在空气或者惰性气体条件下利用碱催化剂催化腈类与胺类的反应，反应温度为100~200°C，反应时间为24~72小时，反应式为：

其中：

原料腈和原料胺的摩尔比为3~1:1~3；原料胺是伯胺或仲胺；

R¹是各种官能团取代在2-，3-，或4-的苯基或者各类取代芳基、取代呋喃、取代噻吩、取代吡啶等各类取代杂芳基，或者是各种碳链长度和支链取代的烷基；

R²和R³是氢或各种官能团取代的苄基、杂苄基，或者是各种取代的、各种碳链长度和支链取代的烷基、环烷基；

反应的溶剂为水或氨水；

所述碱催化剂为LiOH、NaOH、KOH、CsOH、t-BuOK、t-BuONa、Mg(OH)₂或者Ca(OH)₂。

优选的，所述碱催化剂为CsOH。

优选的，所述碱催化剂的用量为1~200mol%。

优选的，所述碱催化剂的用量为10~20mol%。

优选的，所述惰性气体为氮气。

优选的，所述反应温度为160°C。

优选的，所述反应时间为48小时。

优选的，所述反应的溶剂为水。

本发明从廉价、稳定、易得的腈类和胺类化合物出发，使用合适的催化剂，在无过渡金属催化剂参与的条件下进行的腈与胺的反应，实现了环境污染小、高效的二级和三级取代酰胺类化合物的合成新方法。