[发明专利]一种甲苯衍生物的苄基碳氢直接胺化方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成化学的技术领域，涉及金属催化甲苯衍生物与N-氟代双苯磺酰亚胺(N-fluorobenzenesulfonimide-NFSI)的苄基碳氢直接胺化方法。

背景技术

胺是一类十分重要的有机化合物，广泛存在于具有生物活性的分子中(R.Hili，A.K.Yudin，Nat.Chem.Biol.6，284，(2006).T.Henkel，R.M.Brunne，H.Müller，F.Reichel，Angew.Chem.，Int.Ed.38，643，(1999))。另外，苄胺还是一种重要的有机合成中间体，广泛用于燃料、农药、医药、新材料、人造树脂等的制备。目前从最基本的化工原料甲苯、二甲苯出发合成苄胺以及苄二胺类化合物的主要途径包括：1)甲苯→卤苯→苄胺；2)甲苯→苯甲酸→苯甲酰胺→苯甲腈→苄胺；3)甲苯→苯甲醛→苄胺。毋庸置疑，直接从碳氢键出发合成碳氮键是最简单、高效的合成胺类化合物的方法(F.Collet，R.H.Dodd，P.Dauban，Chem.Commun.5061(2009))。高选择性的苄基碳氢键的直接胺化反应随着近年来金属乃春的发现而得到了很好的发展(H.M.L.Davies，J.R.Manning，Nature 451，417(2008))，然而，该类反应对于最基本的化工原料甲苯、二甲苯的胺化存在着局限性。由于这类反应都是遵循仲碳原子优于伯碳原子的反应选择性(S.K.-Y.Leung，W.-M.Tsui，J.-S.Huang，C.-M.Che，J.-L.Liang，N.Zhu，J.Am.Chem.Soc.127，16629，(2005)；M.R.Fructos，.S.Trofimenko，M.M.P.J.Pérez，J.Am.Chem.Soc.128，11784，(2006))，因此，要实现伯碳原子优于仲碳原子的胺化反应选择性困难。通常，苄甲基碳氢键胺化反应活性差，目前报道的甲苯直接胺化反应均需使用大大过量的甲苯(15倍至500倍)(Huard，K.；Lebel，H.Chem.Eur.J.14，6222(2008)；S.Wiese，Y.M.Badiei，R.T.Gephart，S.Mossin，M.S.Varonka，M.M.Melzer，K.Meyer，T.R.Cundari，T.H.Warren，Angew.Chem.，Int.Ed.，49，8850(2010)；D.A.Powell，H.Fan，J.Org.Chem.75，2726(2010).)。到目前为止，仅仅使用剂量的甲苯和胺化试剂的直接苄胺化反应以及二甲苯两个甲基的同时直接胺化反应均未实现。

发明内容

本发明的目的是针对目前现有的苄基碳氢直接胺化方法的局限性，发明了一种利用金属催化剂和胺化试剂N-氟代双苯磺酰亚胺实现甲苯衍生物的苄基碳氢直接胺化的简洁、高效的新方法，制备了系列苄胺类化合物。该法首次实现了仅仅使用剂量的甲苯及其衍生物和胺化试剂的苄基碳氢胺化反应以及二甲苯及其衍生物两个甲基的同时胺化反应，还实现了伯碳原子优于仲碳原子的苄基碳氢胺化反应选择性的突破。

其反应方程式如下：

R¹为氢原子、烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、羟基、磺酸基、芳磺酰基、羧基、硝基、亚胺基、羰基、酯基、烷氧羰基、腈基、氟、氯、溴、碘；R²为氢原子、烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、羟基、芳磺酰基、硝基、亚胺基、羰基、烷氧羰基、腈基；金属催化剂为钯、铜的各种盐类化合物如：碘化亚铜、溴化亚铜、氯化亚铜、醋酸铜、三氟甲磺酸铜、氟化铜、氯化钯、醋酸钯、三氟乙酸钯；配体为2，2-联吡啶，1，10-菲罗啉，4，7-二苯基-1，10-菲罗啉，吡啶，三苯基膦，1，2-双(二苯基膦)乙烷。

R为氢原子、烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、羟基、磺酸基、芳磺酰基、羧基、硝基、亚胺基、羰基、酯基、烷氧羰基、腈基、氟、氯、溴、碘；金属催化剂为钯、铜的各种盐类化合物如：碘化亚铜、溴化亚铜、氯化亚铜、醋酸铜、三氟甲磺酸铜、氟化铜、氯化钯、醋酸钯、三氟乙酸钯；配体为2，2-联吡啶，1，10-菲罗啉，4，7-二苯基-1，10-菲罗啉，吡啶，三苯基膦，1，2-双(二苯基膦)乙烷。

本发明的技术方案如下：

催化合成苄胺衍生物的方法包括以下实验条件和步骤：