[发明专利]一种N-取代芳香胺类化合物的制备方法

说明书

本发明公开了一种制备N‑取代芳香胺类化合物的制备方法，步骤如下：(1)向醇类溶剂中加入芳香胺类化合物、芳香醛类化合物和纳米多孔钯催化剂；(2)向体系中加入有机硅烷进行反应；(3)利用柱层析分离的方法，提纯产物即获得相应的芳香胺基化合物。该方法采用非均相的钯催化剂，通过芳香胺类与芳香醛类化合物反应获得亚胺，并在常压、室温条件下使其进一步被有机硅烷氧化获得的氢还原，从而制得N‑取代芳香胺类化合物。所使用的纳米多孔钯催化剂性能较稳定，可以重复利用，从而降低了成本。该制备方法具有高活性、高选择性、产率高的效果，最高产率可达96％，同时避免了传统制备方法需要高温或高压等苛刻反应条件的问题。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种N-取代芳香胺类化合物的制备方法。

背景技术

N-取代芳香胺类(芳香仲胺)化合物是一种极为重要的化工中间体材料，在功能材料、生物药物、农业生产等诸多领域有着广泛的作用。目前常用的制备N-取代芳香胺类化合物的方法是采用有机卤化物作为N-取代试剂，直接取代芳香伯胺类化合物上的氢(D.Guo,H.Huang,J.Xu,H.Jiang,H.Liu,Org.Lett.,2008,10,4513；W.Huang,Q.S.Shen,J.L.Wang,X.G.Zhou,J.Org.Chem.,2008,73,1586)。有机卤化物价格昂贵而且这类制备方法通常存在污染和低选择性的问题。鉴于芳香胺类化合物与芳香醛类化合物可以直接反应获得芳香亚胺，芳香亚胺可以通过加氢获得N-取代芳香胺类化合物(G.Guillena,D.J.Ramon,M.Yus,Angew.Chem.Int.Ed.,2007,46,2358；M.Hamid,P.Slatford,J.Williams,Adv.Synth.Catal.,2007,349,1555)，近年来这种方法被认为是一种更加绿色的方法。这类反应关键在于亚胺即碳氮双键(C＝N)的加氢。传统还原方法存在还原剂消耗量大的问题，同时反应条件比较苛刻，而且在反应过程中可能产生多种有毒副产物。采用氢气还原，虽然污染较少，但往往需要高温高压，同样不利于生产。

利用氢转移反应实现有机化合物的还原，是目前研究的热点。利用氢供体在反应过程中产生的活化氢作为氢源，参与到加氢反应中，实现绿色制备，具有环保、原子经济、安全高效的特点。然而这类体系中仍然存在很多问题：为了获得作为中间体的氢，往往需要高温条件，耗能较高(H.Chung and Y.K.Chung,J.Org.Chem.,2018,83,8533-8542；M.Huang,Y.Li,J.Liu,X.Lan,Y.Liu,C.Zhao and Z.Ke,Green Chem.,2019,21,219)，而催化剂活性较低，从体系中分离困难，无法循环使用。

发明内容

针对目前N-取代芳香胺类化合物在制备过程中存在的问题，本发明提供一种利用纳米多孔钯催化剂采用氢转移反应制备N-取代芳香胺类化合物的方法。本发明提供的方法采用醇氧化硅烷过程中产生的氢作为还原剂，纳米多孔钯材料作为催化剂，该催化剂稳定性好，且容易分离，可回收利用，提高了催化剂的使用寿命和产物产率。本发明的技术方案如下：

一种芳香胺类化合物的制备方法，步骤如下：

(1)向醇类溶剂中加入芳香胺类化合物、芳香醛类化合物和纳米多孔钯催化剂，室温搅拌2.5～3h；

(2)向步骤(1)所形成的体系中加入有机硅烷，在20～50℃反应3～5h；

(3)利用柱层析分离的方法，提纯步骤(2)的产物即获得相应的N-取代芳香胺基化合物。

优选的，步骤(1)中所述N-取代芳香胺类化合物选自但不限于N-(4-甲氧基苄基)苯胺、N-苄基苯胺、3-甲基-N-(4-甲氧基苄基)苯胺、4-甲氧基-N-(4-甲基苄基)苯胺、N-(4-甲基苄基)苯胺和N-(4-腈基苄基)苯胺。

优选的，步骤(1)中所述芳香胺类化合物选自但不限于苯胺、4-甲氧基苯胺和3-甲基苯胺。