[发明专利]一种N-正丙基酰胺的合成方法

说明书

本发明属于有机合成领域，涉及一种可选择性断开氮杂环丁烷酰胺中的C‑Nσ键，将其转化为对N‑正丙基酰胺的新型反应方法。该方法以氮杂环丁烷酰胺类化合物为起始原料，使用碱金属/冠醚电子盐体系为电子供体。

技术领域

本发明属于有机合成领域，涉及一种可选择性断开氮杂环丁烷酰胺中的C-Nσ键，将其转化为对应N-正丙基酰胺的反应方法。

背景技术

酰胺是最普遍存在的官能团之一。尽管酰胺的还原官能化已经被广泛的研究，但大多数的相关研究都是针对酰胺还原反应，将酰胺转化为相应的胺或醇。仅有极少数实例可以在还原的条件下通过选择性活化酰胺的非羰基C-Nσ键来实现酰胺的官能团化。2005年，Aube及其团队报告了一类特殊的桥联内酰胺化合物在催化氢化条件下极不寻常的C-Nσ键断裂反应(J.Am.Chem.Soc.2005,127,4552–4553)。最近，Szostak研究小组开发了一种更通用的单电子转移(SET)方法，使用TmI₂-ROH试剂作为但电子供体试剂在还原的条件下实现了酰胺C-Nσ键的选择性断裂(Angew.Chemie Int.Ed.2013,52,7237～7241)。但是铥的价格很高，且储量较为有限，本项专利所述方法将利用更加廉价的单电子供体试剂代替TmI₂，以实现降低成本的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种以取代的氮杂环丁烷酰胺作为原料、通过C-Nσ键的选择性断裂合成N-正丙基酰胺的高效绿色合成方法。为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种通过选择性断开氮杂环丁烷酰胺中的C-Nσ键合成对应N-正丙基酰胺的方法，其特征在于：该方法以取代的氮杂环丁烷酰胺为起始反应物，通过与碱金属/冠醚电子盐体系反应，选择性的将C-Nσ键断裂，生成对应的N-正丙基酰胺；所述取代的氮杂环丁烷酰胺的取代位置为羰基。

该方法采用以下方法合成N-正丙基酰胺：

在0℃，氩气保护条件下，将单电子供体试剂、溶剂以及冠醚加入反应容器并剧烈搅拌5分钟。然后在0℃下加入反应物，继续反应。

该方法的反应通式如下：

其中，R为脂肪族或芳香族取代基；所述的单电子供体试剂为钠分散体、钠块、钠沙、钾分散体、钾块、钠钾合金等碱金属试剂或合金；所述碱金属分散体中的碱金属的粒径为5-100μm；所述分散剂为矿物油、石蜡或甲苯；所述醚类为18-冠-6，15-冠-5，12-冠4，二苯并-18-冠-6和[2.2.2]穴醚中的一种或几种的任意比例混合；所述溶剂为四氢呋喃、乙醚、正己烷中的一种或几种的任意比例混合。该方法包括如下步骤：

步骤S1：在氩气保护的条件下，向Na分散在油中的分散体中加入溶剂以及冠醚并剧烈搅拌5分钟。；

步骤S2：当溶液变为深蓝色后，加入取代的氮杂环丁烷酰胺；

步骤S3：使用饱和碳酸氢钠水溶液淬灭反应，；

步骤S4：加入无水乙醚和饱和食盐水稀释并分液保留有机相。水相用无水乙醚萃取，并合并有机相。用无水硫酸钠干燥有机相，过滤并使用旋转蒸发仪浓缩。得到产物；

所述步骤S1和S2的反应温度为0-60℃，所述步骤S2反应时间为10-120分钟。

使用碱金属与冠醚反应形成的电子盐作为单电子供体。所述步骤S2中溶液变为深蓝色，表明电子盐的生成。

本发明的有益效果在于：

1)本发明选择以取代或未取代的氮杂环丁烷酰胺为原料，使用碱金属/冠醚电子盐体系为单电子供体试剂，实现酰胺中C-Nσ键选择性断裂的反应，将反应物转化为N-正丙基酰胺。这一方法的底物适用范围较广，在脂肪族和芳香族氮杂环丁烷基酰胺上均能获得较高的产率。