[发明专利]一种钴催化酰胺类化合物还原成胺类化合物的方法

说明书

本发明公开了一种钴催化酰胺类化合物还原成胺类化合物的方法，所述方法为：惰性气体保护下，将原料酰胺类化合物(II)、还原剂硅烷、活化剂三乙基硼氢化钠、催化剂胺吡啶亚胺类三齿氮配体钴配合物(I)与反应溶剂混合，在100～130℃下反应6～24h，之后反应液经后处理，得到产物胺类化合物(III)；本发明利用胺吡啶亚胺类三齿氮配体钴配合物催化剂提供了一种有效的钴催化酰胺还原反应制备胺类化合物的方法，与现有方法相比，该方法操作简单，反应条件温和，反应底物适用范围广，选择性高，催化剂稳定，效率高，在合成上具有较大的实际应用价值；

技术领域

本发明涉及一种利用刚性骨架的三齿氮配体钴配合物催化酰胺还原成胺的简单方法。

背景技术

胺类化合物是一类常见的化合物，不仅是有机合成的通用中间体，而且其应用范围广泛，从染料、溶剂、洗涤剂、农用化学品、聚合物材料、制药工业到其他精细化学品。因此，工业上对胺类化合物的有效制备有着巨大需求，胺类化合物的合成方法研究也是有机化学中重要的方向之一。

在有机胺的合成方法中，还原硝基、氰基、亚胺和酰胺等化合物是制备胺类化合物的常用方法。其中，酰胺的脱氧还原被认为是获得胺官能团最方便和最直接的途径之一，也是目前合成胺类化合物的工艺中使用最多的途径。传统方法依赖于使用(超过)化学计量量的强还原剂，如无机金属氢化物四氢铝锂、硼氢化钠或高活性硼烷类化合物，来实现这种转化[a)J.Org.Chem.,1977,42,12,2082-2087.b)J.Org.Chem.,2019,84,6084-6093]。这种传统方法有很多缺点，例如使用了过量危险化学品、底物适用性差、产品纯化困难等，特别是在大规模反应的情况下，安全隐患多，会产生大量废料，导致对环境的污染，需要繁琐复杂的后处理。

在此情况下，能克服这些缺点的催化还原酰胺方法就更具吸引力和原子经济性。酰胺催化一步还原成胺由于其方便和简单，成为了一种理想的，具有挑战性的还原途径。近年来，过渡金属催化的酰胺还原反应受到了关注，具有原子利用率高、反应条件较温和的特点。但目前所报道的过渡金属催化的方法仍然存在一些问题。酰胺催化还原反应早期多使用Ru、Rh、Pt等贵金属催化，成本效益不高，容易发生C-N键断裂[Adv.Synth.Catal.,2019,361,3800-3806]，且反应体系的底物适用性较狭窄[Org.Lett.,2019,21,9954-9959]。氢气作氢源的过渡金属催化还原体系能高效地还原酰胺，但这类体系需要高温、高压条件，增加了生产成本，带来了安全隐患，同时存在产物选择性差的问题[a)Adv.Synth.Catal.,2019,361,185-191.b)Catal.Sci.Technol.,2020,10,6116-6128]。

硅烷作为还原剂具有一些独特的优势，如性质稳定、反应条件相对温和等，且硅烷种类繁多，不同硅烷的还原性质差异较大，更有利于调节反应的活性。过渡金属催化的硅烷还原体系在酰胺的还原反应中得到了研究和应用[a)Angew.Chem.Int.Ed.2009,48,9507-9510.b)Angew.Chem.Int.Ed.2009,48,9511-9514]。但目前报道的过渡金属催化的酰胺硅氢化还原反应中，底物常见为叔酰胺，体系难以兼容难度更大的仲酰胺还原[J.Am.Chem.Soc.2013,135,18108-18120]。

随着廉价金属催化剂的发展，钴作为环境友好、生物兼容性好的廉价过渡金属用于催化还原反应也得到了关注。但目前报道的Co催化的酰胺硅氢化还原较少，所使用的催化剂如Co₂(CO)₈具有很高的活性，在空气中会迅速分解失活[Adv.Synth.Catal.,2013,355,3358-3362]，且同样存在难应用于还原仲酰胺底物的问题[ChemCatChem,2019,11,790-798]。

因此，选择稳定易得、绿色环保的硅烷还原剂，开发新型钴配体，并使反应体系对叔酰胺和仲酰胺底物有更好的适用性，实现高效的酰胺催化还原反应具有重要的意义。

发明内容