[发明专利]一种芳香腈化合物的制备方法

说明书

本发明属于医药化工中间体及相关化学技术领域，提供了一种芳香腈化合物的制备方法。以二甲基丙二腈为原料，在金属催化剂和添加剂的作用下，于无水有机溶剂中与2‑苯基吡啶类化合物反应得到芳香腈化合物。本发明的有益效果是操作简便、条件温和、环境友好、有实现工业化的可能性，并且以较高收率得到芳香腈化合物；利用该方法所合成的芳香腈化合物可以进一步官能化得到各类化合物，应用于天然产物、功能材料及精细化学品的开发与研究。

技术领域

本发明属于医药化工中间体及相关化学技术领域，涉及到一种芳香腈化合物的制备方法。

背景技术

芳香腈类化合物在有机化学中是一类极其重要的结构单元，其在医药、农药、染料、功能材料和香料等领域中都有着很重要的应用价值。此外，芳基腈类化合物中的氰基官能团很容易转化成胺、醛、酰胺、羧酸、含氮杂环等其他重要的化合物。因此，合成芳香腈类化合物具有重要的意义和应用价值。目前，合成芳香腈化合物的方法主要有：桑德迈尔反应(Sandmeyer Reaction)、罗森孟德反应(Rosemund-Vonbraun Reaction)、过渡金属催化卤代芳烃的交叉偶联反应和sp²碳–氢键直接官能化反应。

作为最传统的芳香腈类化合物的合成方法，桑德迈尔反应和罗森孟德反应已在工业上广泛使用。然而，这些方法都存在一些缺点，桑德迈尔反应方法的缺陷：需要化学计量的氰化亚铜(CuCN)作为氰基化试剂，后处理繁琐，过量的金属铜和氰化试剂容易造成环境污染和资源浪费。罗森孟德反应方法的缺陷：会造成重金属污染和苛刻的反应条件(150-250℃)。随着人们对生态环境保护的重视，传统的化学工业正在渐渐被摒弃[HodgsonH.H.Chem.Rev.1947,40, 251-277]。自上世纪七十年代以来，过渡金属催化的交叉偶联反应因其高效性逐渐受到人们的广泛关注，成为构建碳-碳键合成芳香腈化合物的重要方法。然而，该类方法不仅原子经济性较差，在环境友好方面也存在不足，例如需要使用金属氰化物作为氰基源[Anbarasan P.,Schareina T.,Beller M.Chem.Soc.Rev.,2011,40,5049-5067]。近年来，芳烃sp²碳–氢键活化反应合成芳香腈化合物作为一个原子经济性好、区域选择性高的新方法受到广泛的关注[Ping Y.Y.,Ding Q.P.,Peng Y.Y.ACSCatal.2016,6,5989-6005]，其中使用的氰基化试剂包括：无机氰化物和有机氰化物。其中，无机氰化试剂普遍毒性较大，使用时具有较大的安全隐患。其次，由于使用化学计量的无机氰基化试剂，容易造成金属浪费。而且，有些无机氰基化试剂在有机溶剂中相对较差的溶解性也限制了他们的应用范围。有机氰化物与无机氰化物相比，其最显著的优势有：无金属废物产生；不会像无机氰化物一样容易和催化剂配位，导致催化剂失活。而已使用的有机氰化物有偶氮二异丁腈，氰醇，溴化氰，氰乙酸乙酯等，这些氰基化试剂不易合成或不稳定，那么开发稳定易得的有机氰基化试剂就具有极其重要的意义。

发明内容

本发明提供了一种芳香腈化合物的新颖制备方法，该方法环境友好、条件温和、操作简便，并且收率较高。

本发明的技术方案：

一种芳香腈化合物的制备方法，以二甲基丙二腈为原料，在金属催化剂和添加剂的作用下，于无水有机溶剂中与2-苯基吡啶衍生物在80℃～160℃条件下，反应16～24小时，即得到芳香腈化合物，合成路线如下：

R¹选自氢(H)、苯基(Ph)、烷基(alkyl)、甲氧基(OMe)；

R²选自氢(H)、烷基(alkyl)、卤素(halides)、三氟甲基(CF₃)、甲氧甲酰基(CO₂Me)、硝基(NO₂)；

2-苯基吡啶衍生物与金属催化剂的摩尔比为1:0.05～1:0.1；