[发明专利]功能化离子液体催化合成胺类化合物的方法

说明书

技术领域

本发明属于胺类化合物的合成领域，具体涉及一种利用功能化离子液体为催化剂，催化胺(包括酰胺类、磺酰胺类、苯胺类以及氨基甲酸酯类)与醇的N-烷基化反应，合成了相应化合物衍生物的方法。

背景技术

N-烷基化反应是合成有机胺及其衍生物的一种重要方法。有机胺及其衍生物是重要的有机中间体片段，在有机合成、制药、高分子材料及精细品化学中有着重要的用途。其中磺酰胺衍生物，是重要的药物中间体，在杀菌、消炎、抗病毒、利尿、抗癫痫、降血压、降血糖、降血脂以及抑制HIV蛋白酶方面起着不容忽视的作用。有机胺传统的合成方法由酰氯或磺酰氯与胺反应制得，生成当量的盐及大量的含硫或氯的废弃物，不仅污染环境，而且不够原子经济性，造成了不必要的浪费；而工业上采取的合成方法是，在高温高压下，利用加氢催化剂催化醇与胺反应合成胺类化合物，能耗非常大。目前，已报道的催化体系有：NaAuCl₄(Adv.Synth.Catal.，2006，348，2063)，InCl₃(Angew.Chem.Int.Ed.，2007，46，409)，Bi(OTf)₃(J.Org.Chem.，2007，72，6006)，Sc(OTf)₃(Org.Chem.，2007，9，2027)，proton-exchanged montmorillonite(Org.Lett.，2006，8，4617)，Ru/Fe₃O₄(J.Am.Chem.Soc.，2009，131，1775)，Ca(NTf₂)₂/Bu₄NPF₆(Adv.Synth.Catal.，2011，353，469)。上述催化体系大多涉及到了过渡金属、贵金属或强的质子酸，价格比较昂贵，环境不友好。

由于室温离子液体具有极低的挥发性、不燃性、高的稳定性和化学稳定性、高的离子传导性、宽广的电化学窗口、极性可调性等优点，因此得到了广泛的关注并迅速成为有机化学、电化学、材料化学、催化化学及高分子化学等领域的研究热点。离子液体应用于催化反应始于1972年，随后在上世纪末本世纪初进入巅峰，大量的离子液体被合成并应用于几乎所有的催化反应以替代挥发性、有毒的有机溶剂。离子液体还具有可设计性，通过对阳离子或阴离子的功能化设计使其不仅能在反应中充当溶剂，还能起到催化剂的作用。2011年的Green Chemstry中曾报道了离子液体催化醇的胺化反应，但使用的催化剂是含有金属锌的离子液体([CHCl][ZnCl₂]₂)，即该报道仍然将过渡金属离子引入反应中。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在使用过渡金属及强的质子酸或腐蚀性强的催化剂、反应条件苛刻、反应时间长、副反应多等缺陷，在较温和的条件下，提供一种离子液体催化胺与醇的N-烷基化从而生成胺类衍生物的更有效、更经济和环境友好的方法。

本发明的化学方程式如下：

R¹代表磺酰基，酰基，芳基，酯基，含N杂环

R²代表烷基，烯丙基，二苯芳基

本发明利用功能化离子液体为催化剂，催化胺(包括酰胺类、磺酰胺类、苯胺类以及氨基甲酸酯类)与醇的N-烷基化反应，合成了相应化合物衍生物的方法。

一种胺类衍生物的合成方法，其特征在于：使用磺酰胺类、酰胺类、苯胺类、氨基甲酸酯类或含氮杂环类化合物，和醇类化合物作为起始反应物，以功能化离子液体作为催化剂，其中功能化离子液体的阳离子部分选自咪唑阳离子、吡啶阳离子、吗啉阳离子、吡咯烷阳离子、胍类阳离子、季磷盐类阳离子、双吗啉阳离子、双吡咯烷阳离子或双咪唑阳离子；阴离子部分选自对甲苯磺酸根；反应温度25～150℃，反应时间0.1～48h，胺与醇发生N-烷基化反应生成相应酰胺类、磺酰胺类、苯胺类、氨基甲酸酯类化合物的衍生物。

催化剂为下列描述中的一种：