[发明专利]一种邻位烷基化芳胺及其制备方法

说明书

本发明属于有机合成技术领域，尤其涉及一种邻位烷基化芳胺及其制备方法。本发明提供的一种邻位烷基化芳胺，其结构如式I所示，其中，R¹选自直链烃基、环烃基、芳基和稠环芳基中的一种，R²选自氢、卤素、酯基、羰基、硝基、氰基、砜基和酰基中的一种，R³和R⁴均为氢、烷基和芳基取代基中的的一种。本发明还提供了一种邻位烷基化芳胺的制备方法，将式II所示化合物与式III所示化合物溶于惰性溶剂，并在催化剂的作用下进行反应，得到式I所示化合物。本发明提供了一种邻位烷基化芳胺及其制备方法，解决了现有技术中的芳胺反应纯度不高和中间体不稳定的技术问题。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，尤其涉及一种邻位烷基化芳胺及其制备方法。

背景技术

芳胺类衍生物广泛应用在人类的生产生活中，其衍生物在染料工业，有机颜料方面，印染工业中可用于制造酸性墨水蓝G、酸性媒介BS、金光红、大红粉、和苯胺黑等。在农药工业中用于生产许多杀虫剂、杀菌剂如DDV、除草醚、毒草胺等；同时也可以作为橡胶助剂用于制造防老剂甲、防老剂丁、防老剂RD的重要原料。在药用价值方面可作为医药磺胺药的原料，同时也是生产香料、塑料、清漆、胶片等的中间体。并可作为炸药中的稳定剂、汽油中的防爆剂以及用作溶剂。还是生产农药的重要原料，由苯胺可衍生N-烷基苯胺、烷基苯胺、邻硝基苯胺、环己胺等，可作为杀菌剂敌锈钠、拌种灵、杀虫剂三唑磷、哒嗪硫磷等的中间体。

所以对芳胺类物质的合成及改造有着极其重要的意义，分析芳胺分子的原子电荷和能量表明，氨基的空间位置影响芳胺分子体系能量和各原子的电子密度，从而影响亲电取代反应的定位作用。有以下因素影响：1)苯胺的N—C键旋转形成不同构象之间体系能量之差ΔE仅为0.00344a.u.。当氨基的孤对电子与苯环形成p-π共轭时，为最低能构象；2)氨基不仅能通过σ键供给苯环电子，还可通过p-π共轭作用拉苯环电子，氨基为吸电子基；3)氨基虽然是吸电基，但它的作用使苯环的邻、对位碳原子比苯环碳原子带更多负电荷，成为亲电取代反应中心，在邻、对位碳原子上较容易被亲电试剂进攻；4)亲电试剂与苯胺反应形成的邻、对位碳正离子中间体比间位碳正离子中间体稳定，有利于生成邻、对位取代产物。

相对于传统在芳环上引入烷基最典型的傅-克烷基化反应，该反应是在芳环上引入烷基侧链的最重要的反应。傅一克烷基化反应虽然是制备芳环烷基化的重要方法，但其应用在很多方面受到限制。而在苯胺的结构中,氮上的一对电子使苯胺具有一定的碱性(pKa＝4.6)，同时傅-克反应中使用的催化剂是Lewis酸，氮上的一对电子可以和Lewis酸结合，解离卤代烷所需要的催化剂结合掉，所以傅-克烷基化方法无法实现苯胺上芳环的烷基化。相对而言苯胺上由于氮原子的吸电性N-H键比芳环上的C-H间更为容易活化，烷基化试剂大多进攻N-H键得到N-烷基化构架的产物；而N-亚硝基芳胺类化合物可以和金属中心以多种配位模式相结合(所有的配位模式都涉及亚硝基官能团),包括通过氧原子、氮原子、桥键的氮-氧配位，以及氮-碳的环金属化等反应模式,然而通过三价铑催化在类化合物导向区域选择性的碳氢活化的报道较少。

过渡金属催化的C-H官能团化已发展成为为构建多功能复杂分子的强大工具，而C-H键在其中一般为亲核试剂，可以通过氧化偶联和氧化还原中性偶联两种形式。其中氧化偶联提供概念上简单和综合的成碳-碳键和碳-杂原子键的通用方法，然而，尽管其合成潜力巨大，但总体而言催化剂转化所需的外部氧化剂的使用导致了由于不需要的浪费而带来的重大缺点副产品(尤其是后过渡金属)。

基于芳胺类化合物在材料医药领域的重要价值，化学家发展了一系列的合成及后期修饰方法。然而常规方法修饰芳胺中常遇到的问题如芳胺底物已被氧化破坏为醌类，芳胺的富电子性易使芳环发生多次官能团化，而对于经典的傅-克烷基化反应，易出现芳胺的多次烷基化、N-H与C-H键的竞争反应、中间体碳正离子重排等问题使得简洁高效地通过烷基化来修饰芳胺具有较大的挑战性。而对于金属有机化学中，使用烷基卤作为烷基化试剂，常常由于生成的烷基金属中间体不稳定、易β-H消除且对于有多个可消除的β-H时，反应常常生成混合物。因此，选择合适的芳胺底物和烷基化十分重要。