[发明专利]一种催化氢化含氮不饱和杂环化合物的方法

说明书

本发明提供了一种催化氢化含氮不饱和杂环化合物的方法，属于催化氢化技术领域。本发明提供的催化氢化含氮不饱和杂环化合物的方法，包括以下步骤：在氢气和锰催化剂存在条件下，以含氮不饱和杂环化合物作为底物进行氢化反应。本发明采用的锰催化剂为NNP型钳形锰催化剂，其相对于贵金属催化剂而言，具有廉价、易得、低毒性的优点；相对于已有的廉价金属铁催化剂或钴催化剂而言，具有底物适用性广和目标产物收率高的优点；相对于PNP型钳形锰催化剂而言，给电子能力更强，位阻更小，所以其在一系列氢化反应中表现出更高的反应活性，目标产物收率最高可达99％。

技术领域

本发明涉及催化氢化技术领域，尤其涉及一种催化氢化含氮不饱和杂环化合物的方法。

背景技术

不饱和杂环化合物的氢化反应是有机合成中一类非常重要的反应，其能够方便的合成各种含有饱和杂环结构的化合物，为以饱和杂环结构为核心骨架的药物活性分子提供物质基础。不饱和杂环化合物的氢化破坏了其自身的芳香性，相对于氢化普通的酮和亚胺等不饱和底物需要额外克服杂环自身的芳香稳定化能，因此不饱和杂环化合物的氢化相对更困难。得益于贵金属催化剂(J.Am.Chem.Soc.2003,125,10536；J.Am.Chem.Soc.2011,133,9878)和受阻路易斯酸碱对催化剂(FPLs)的发展(Org.Lett.2015,17,6266；Angew.Chem.Int.Ed.2019,58,4664)，目前不饱和杂环化合物的氢化还是取得了相当大的进展。但是，受阻路易斯酸碱对催化剂合成上非常繁琐，且自身稳定性不好；而贵金属催化剂依赖于贵金属的使用，其在地壳中储量有限，价格昂贵。因此发展更为廉价、高效的催化剂催化不饱和杂环化合物的氢化是现在有机化学中非常重要和亟待解决的科学问题。

目前有采用廉价金属催化剂，如铁催化剂或钴催化剂，催化氢化不饱和杂环化合物的报道(J.Am.Chem.Soc.2014,136,8564；ACS Catal.2015,5,6350；Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,3216)，但上述催化剂的底物适用范围有限，且催化效果有待提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种催化氢化含氮不饱和杂环化合物的方法，本发明采用NNP型钳形锰催化剂催化氢化含氮不饱和杂环化合物，具有底物适用性广和催化效果好的优点。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种催化氢化含氮不饱和杂环化合物的方法，包括以下步骤：

在氢气和锰催化剂存在条件下，以含氮不饱和杂环化合物作为底物进行氢化反应；所述锰催化剂为式I～式IV所示结构化合物中的任意一种：

优选地，所述含氮不饱和杂环化合物包括

优选地，所述锰催化剂与含氮不饱和杂环化合物的摩尔比为(1～2)：100。

优选地，所述氢化反应在碱性试剂和有机溶剂存在条件下进行。

优选地，所述碱性试剂包括叔丁醇钾、叔丁醇钠、氢氧化钾或乙醇钠，所述碱性试剂与含氮不饱和杂环化合物的摩尔比为(20～30)：100。

优选地，所述有机溶剂包括四氢呋喃、甲苯或二氧六环，所述有机溶剂与含氮不饱和杂环化合物的用量比为(0.5～1.0)mL：0.25mmol。

优选地，所述氢气的压力为60～80bar。

优选地，所述氢化反应的温度为120℃，时间为8～16h。

优选地，具有式II所示结构的锰催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将2-氯代乙胺盐酸盐、三甲基氯硅烷、三乙胺和二氯甲烷混合后进行第一取代反应，得到2-氯代-N,N-二(三甲基硅基)乙基胺；