[发明专利]一种由金属铜盐催化的羧酸甲酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机合成领域，具体涉及一种由金属铜盐催化的羧酸甲酯的制备方法。

背景技术

酯是化学与制药学中最重要的有机结构之一，并被广泛应用于生产各种有价值的化合物如聚合物、香水以及脂肪酸等（Larock,R.C.ComprehensiVe Organic Transformation;VCH:New York,1999）。所以，酯化反应是有机合成反应中最重要的反应之一。

传统合成酯的方法是用活化的羧酸衍生物如酰氯、酸酐等与醇发生取代反应。该方法的缺点是酰氯。酸酐等化合物不稳定，且对环境不友好。

另外一种直接制备酯的方法是用羧酸与醇缩合生成相应的酯。但该反应是可逆反应，所以需要过量的醇或羧酸使反应朝着生成酯的方向进行，在工业生产中较为浪费。

近年来，有机过氧化物被广泛应用于碳氢键活化中。2008年Li小组(Y.H.Zhang,J.Q.Feng,C.J.Li,J.Am.Chem.Soc.2008,130,2900)报道了吡啶导向的碳氢键甲基化反应，该反应以有机过氧化物提供甲基自由基。

发明内容

本发明提供了一种由金属铜盐催化的羧酸甲酯的制备方法，该制备方法原料易得，操作简单。

一种由金属铜盐催化的羧酸甲酯的制备方法，包括：在有机溶剂中，用金属铜盐作催化剂，以羧酸为底物，在过氧化物的作用下发生反应，反应结束后经后处理得到所述的羧酸甲酯；

所述的羧酸甲酯的结构如式（Ⅰ）所示：

所述的羧酸的结构如式（Ⅱ）所示：

式（Ⅰ）和式（Ⅱ）中，R¹为芳基或碳原子数为5～11的饱和烷基；

所述的过氧化物为有机过氧化物，所述有机过氧化物能在加热条件下产生甲基自由基。

该制备方法的反应方程式如下：

该制备方法的原理为：过氧化物在金属铜盐的催化下产生甲基自由基，甲基自由基再与羧酸中的氧氢键作用生成碳氧键。

作为优选，所述的过氧化物为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二异丙苯（DCP）或过氧化叔丁醚（DTBP），这些过氧化物容易产生甲基自由基，反应效率高。

作为优选，所述的羧酸中的R¹为芳基，芳基可以与羰基发生共轭，提高N原子的反应活性，从而提高反应的效率；作为进一步的优选，所述的芳基为苯基、4-溴苯基、4-氯苯基、2-氯苯基、4-甲基苯基、4-硝基苯基、2-硝基苯基、4-氰基苯基、4-联苯基、4-叔丁基苯基或1-萘基。

在实际操作过程中，并不严格控制过氧化物用量的上限，一般会加入过量的过氧化物，所述的羧酸与所述的过氧化物的摩尔比优选为1:1～1:3。

与其他贵金属催化剂相比，金属铜盐催化剂廉价易得，能降低制备成本，常规的一价铜盐或二价铜盐都能用作所述的金属铜盐，作为优选，所述的金属铜盐为氯化亚铜、碘化亚铜、乙酸铜、三氟乙酸铜、五水合硫酸铜或二水合氯化铜，这些铜盐易于从市场上购得；所述的金属铜盐最优选为氯化亚铜，氯化亚铜对本反应的催化效果最好。作为优选，所述的金属铜盐与所述的酰胺的摩尔比为0.01～1:1。

反应的温度为80～140℃；反应的时间为1～24h，延长反应时间，升高反应温度，能使催化反应进行得更彻底，可以提高原料的转化率，但反应温度过高，反应时间过长，不利于反应的实际应用，反应的温度优选为100～140℃，最优选为130℃，反应的时间优选为6～18h，更优选为12h。

所述的有机溶剂为非质子溶剂，作为优选，所述的有机溶剂为氯苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、乙酸乙酯、1,2-二氯乙烷或三氯乙烷，最优选为氯苯，在氯苯中进行时，反应的效率最高。

所述的有机溶剂的用量无特别严格的要求，能将原料充分分散溶解即可，一般100mg的原料溶剂用量为1mL左右。

本发明的产品的后处理包括：过滤除去不溶物，旋干溶剂，然后使用柱色谱进行分离。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明方法以过氧化物作为甲基来源，以直接使羧酸甲基化，反应原料廉价易得，制备方法简单，用金属铜盐作催化剂，廉价易得，可大大降低成本。本发明的制备方法可用于合成一系列酯，合成的产物是重要的有机合成中间体。

具体实施方式

下面结合实施例来详细说明本发明，但本发明并不仅限于此。

实施例1