[发明专利]腈的α烷基化反应催化剂及其应用

说明书

本发明公开了一种腈的α烷基化反应催化剂及其应用，一类吡啶‑吡啶‑咪唑啉非对称钳形钌化合物催化的腈的α烷基化反应，其反应通式如下：其中催化剂为吡啶‑吡啶‑咪唑啉非对称钳形钌化合物，R¹为芳基，R²为芳基或烷基。芳基为苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基、对氯苯基、噻吩等，烷基为正丁基、苯丙基等。其合成步骤为：将非对称钳形钌化合物、碱、腈类化合物、醇加入到溶剂中进行反应，反应结束后经分离纯化得到相应的目标产物。本发明使用醇作为烷基化试剂，生成水作为唯一的副产物，符合原子经济性和环境友好的理念，同时该方法具有使用催化量的碱，反应时间短，经济等优点。

技术领域

本发明属于有机化合物应用技术领域，具体涉及腈的α烷基化反应催化剂及其应用。

背景技术

通过借氢或者氢转移机理，将醇作为烷基化试剂来构建C-C键已经成为一种非常重要的方法。在这些反应中，水作为唯一的副产物实现了原子经济性和环境友好的目的。到目前为止，已经有多种类型的底物通过此方法获得了α烷基化反应的产物，包括酮类，酯类，吲哚等。此外，腈在有机合成中是一类非常重要的构建模块。腈类化合物能够非常便捷的转换成其他类型取代基的化合物，例如酰胺，羧酸衍生物，咪唑啉类衍生物，噁唑啉衍生物以及其他类型的生物活性分子。这些类型的化合物在有机合成，药物合成等方面都有着极其重要的作用。所以，腈类化合物的α烷基化反应已经引起人们的重视。因此，开发更高效的催化剂是腈类发生烷基化反应的重要方法之一。

发明内容

现有技术中的腈的α烷基化存在温度高，碱用量大、反应时间长等问题，针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种腈的α烷基化反应催化剂及其在该反应中的应用，该方法反应时间短，碱用量少，廉价易得。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种腈的α烷基化反应催化剂，所述催化剂为吡啶-吡啶-咪唑啉非对称钳形钌化合物，结构通式如下：

R³为C₁-C₁₅的烷基、芳基，R⁴为苯基或氢，R⁵为芳基、苯磺酰基或含取代基的苯磺酰基。

所述的催化剂在腈的α烷基化反应中的应用，腈的α烷基化反应过程如下：将催化剂、碱、腈类化合物、醇类化合物加入到溶剂中进行反应，反应结束后，通过薄层色谱分离提纯得到相应的目标产物，反应式为所述腈类化合物的通式为 R¹CH₂CN，其中R¹为苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基、对氯苯基、噻吩基；所述醇类化合物的通式为R²CH₂OH，其中R²为芳基或烷基，芳基为苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基、对氯苯基等，烷基为正丁基、苯丙基；所述催化剂为吡啶-吡啶-咪唑啉非对称钳形钌化合物；所用的碱为KOH，NaOH，CsOH， CsOH·H₂O，KO^tBu，NaO^tBu，K₂CO₃，Na₂CO₃或Cs₂CO₃，所用的溶剂为甲苯、二甲苯、二氧六环或二氯乙烷，反应温度为120-140℃。

进一步，所述腈类化合物和醇类化合物的摩尔比为1:1-5，优选1:2。

进一步，以腈类化合物和醇类化合物的总物质的量为基准，所述催化剂用量为0.5-2.5mol％。

进一步，所述碱的用量为0.1-0.5equiv。

进一步，所述薄层色谱分离采用的展开剂为石油醚：乙酸乙酯(v:v)＝20～30/1。