[发明专利]2,2’-双苯并咪唑配体的金属铱催化剂及其合成N-甲基化伯胺的方法

说明书

本发明公开了一种2,2’‑双苯并咪唑配体的金属铱催化剂及其合成N‑甲基化伯胺的方法，使用含有双咪唑配体的铱金属络合物作为催化剂激活来源广泛低毒甲醇和芳香类伯胺发生甲基化反应。和现有技术相比，本发明反应过程中只需添加弱碱，反应温度为120℃，无需氮气保护，高温高压，长时间反应等苛刻条件；同时副产物只有水的生成，无环境污染，因此该发明具有广阔的发展前景。

技术领域

本发明属金属有机化学和有机合成化学技术领域，具体涉及一种金属铱催化剂及其N-甲基化伯胺的合成方法。

背景技术

N-甲基化伯胺反应是一类重要的有机合成反应，广泛应用于合成天然产物、精细化学品、医药品和关键性的中间体。(a)Carey,F.A.；Sundberg,R.J.Advanced OrganicChemistry,4th ed.；Kluwer Academic:New York,2001；Part B,Chapter 3.2.5.b)Aurelio,L.；Brownlee,R.T.C.；Hughes,A.B.Chem.Rev.2004,104,5823-5846.)。例如，盐酸帕哩帕尼对血小板源性生长因子受体，血管内皮细胞生长因子受体具有显著的抑制作用，对非小细胞肺癌、肾细胞癌、肉瘤等多类肿瘤有抑制作用。

N-甲基化伯胺主要合成方法:传统上的方法是通过将卤代甲烷或硫酸二甲酯作为甲基化试剂与胺发生亲核取代反应。这种方法使用高毒性的原料，大量碱，并有副产物卤酸盐生成污染环境，同时有二取代甲基化产物生成，选择性低，也造成反应的原子效率低(a)F.A.Carey,R.J.Sundberg,Advanced Organic Chemistry,4th ed.；Kluwer Academic:NewYork,2001；Part B,Chapter 3.2.5；b)R.N.Salvatore,C.H.Yoon,K.W.Jung,Tetrahedron2001,57,7785-7811)。

近年来，通过使用钌，铱，锰等金属催化剂，激活甲醇作为甲基化试剂已经引起了广泛关注。(a)T.T.Dang,B.Ramalingam,M.A.Seayad,ACS Catal.2015,5,4082-4088.b)F.Li,J.J.Xie,H.Shan,C.Sun,L.Chen,RSC Adv.2012,2,8645-8652；b)S.Michlik,T.Hille,R.Kempe,Adv.Synth.Catal.2012,354,847-862；c)J.Campos,L.S.Sharninghausen,G.M.Manas,R.H.Crabtree,Inorg.Chem.2015,54,5079-5084.d)S.Elangovan,J.Neumann,J.B.Sortais,K.Junge,C.Darcel,M.Beller,Nat.Commun.2016,7,12641-12643).这类反应借助于“自动氢转移反应”的机理：首先，甲醇在过渡金属催化剂作用下脱氢生成醛和过渡金属氢络合物；随后，甲醛与亲核试剂胺类化合物发生缩合反应生成缩合产物和水；最后，缩合产物经还原性加氢生成N-甲基化产物，同时过渡金属氢络合物脱氢完成催化剂循环。使用来源广泛低毒的甲醇为甲基化试剂，反应只生成水为副产物，对环境友好，反应原子经济性高。然而这类催化合成需要高温(150℃)，反应时间长(48h)，大量的强碱，氮气保护等苛刻条件。从合成和环境方面的考虑，迫切需要发展一种新型金属催化剂来实现N-甲基化伯胺反应条件更加温和，对环境更加友好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属铱催化剂及其N-甲基化伯胺的合成方法。

本发明通过下述技术方案实现：

2,2’-双苯并咪唑配体的金属铱催化剂(式Ⅰ)，其结构如下：

上述催化剂的合成方法，其包含使二氯(五甲基环戊二烯基)合铱二聚体(式II)

[Cp*IrCl₂]₂

II