[发明专利]一种使用偶氮化合物作为氰化氢替代物合成腈的方法

说明书

本发明属于有机合成技术领域，涉及一种使用具有式(I)所示的偶氮化合物作为氰化氢替代物合成腈的新方法。本发明使用廉价易得且低毒的偶氮化合物替代剧毒的氰化氢，目的在于提供一种安全，操作简便，适用性广泛，且可以大规模应用的氢氰化反应。本发明可以克服现有腈类化合物合成方法中使用剧毒氰化氢或高成本替代试剂的缺点，无需外加活化试剂，条件温和，可以适用于放大量与连续投料反应，为制备腈类化合物提供了一个实用有效的方法。

技术领域

本发明涉及一种使用偶氮化合物与烯烃或炔烃进行氢氰化反应合成腈类化合物的方法。

背景技术

腈类化合物在药物化学、农药化学和材料化学等领域中有着重要的地位。同时，腈类化合物也可以作为胺、酰胺、羧酸、醛和杂环化合物等的合成前体。为了合成腈类化合物，使用氰化氢对烯烃或者炔烃进行氢氰化反应是最常用且便捷的方法(Rajanbabu,T.V.Hydrocyanation of alkenes and alkynes.Organic Reactions, 2011,1-74,doi:10.1002/0471264180.or075.01)。虽然氰化氢在在工业生产中仍有大规模应用，但其极高的毒性迫使人们去寻找更加安全且经济的替代试剂。文献中兼顾低毒和高效的解决方法主要有两种，一种是使用相对低毒的无机氰化盐做氰基化试剂，例如在镍催化下利用Zn(CN)₂/H₂O体系对烯烃和炔烃的氢氰化(Liu, Y.；et al.J.Am.Chem.Soc.2018,140,7385；Org.Chem.Front.2019.6,2037.)。但由于该体系需要使用金属还原试剂以及过量的氰化锌，存在反应废弃物多且难以处置的缺点。另一种方法是使用转移氢氰化的方法，使用有机氰化物作为氰化氢替代物(Morandi,B.；et al.Science 2016,351,832；Studer,A.；etal.J.Am.Chem. Soc 2018,140,16353；Oestrich,M.；et al.Angew.Chem,Int.Ed.2019,58,3579.)与烯烃进行交换反应。这类反应虽然避免了使用氰化氢，但存在氰基化试剂成本高和需要额外加入活化试剂等缺点。也正因为以上原因，目前工业上的氢氰化反应仍然沿用氰化氢工艺(Tolman,C.A；et al.Advances in Catalysis,1985,33,1)。而发展安全、高效且成本低廉的氰化氢替代试剂一直是腈类化合物合成和生产领域的重要目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全低毒，操作简便，适用性广泛，且可以大规模应用的合成腈类化合物的方法。本发明可以克服现有制备腈类化合物中使用剧毒氰化氢或高成本替代试剂的缺点，无需外加活化试剂，反应条件温和，可以适用于规模化生产和连续投料等应用场景。

本发明使用的偶氮化合物具有如(I)所示的结构式。

R¹、R²、R³和R⁴可以独立地选自C₁～C₈烷基、C₁～C₈环烷基、苯基、取代的苯基、苄基、酰胺、酯基、羧酸等对反应无不利影响的基团。R¹和R²可并为 C₃～C₈脂肪环，R³和R⁴同理。

可选的C₁～C₈烷基是甲基、乙基、异丁基、叔丁基等，所述的C₃～C₈脂肪环是环丙基，环丁基，环戊基，环己基，环庚基等。

所述的偶氮化合物结构为结构式1-4所示：