[发明专利]一种以甲酰胺为氰源的腈类化合物的制备方法

说明书

本发明公开一种腈类化合物的制备方法，是在镍催化剂的作用下，以甲酰胺为氰源，与各种类型的烯烃发生氢氰化反应，生成各种腈类化合物；反应温度为60‑160℃，反应时间为6‑36小时。该方法克服了传统的烯烃的氢氰化反应存在的操作复杂，需要使用剧毒的氰源作为反应原料等不足。该方法使用简单廉价、绿色无毒的甲酰胺为氰基的来源，并且不需要另外加入其它的脱水剂(如：五氧化二磷、三氯氧磷等)，通过路易斯酸催化下甲酰胺的自发脱水生成氰基负离子，并原位与烯烃发生氢氰化反应，生成腈类化合物；反应条件简单、易于操作、经济高效；同时该方法适用于各种单取代、双取代的脂肪族和芳香族烯烃，展示出良好的底物普适性；对空气、水分、光均不敏感；产率高，产物分离纯化简单，有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种以甲酰胺为氰源，与各种类型的烯烃发生氢氰化反应来制备腈类化合物的方法。

背景技术

氰基是有机化合物中常见的功能团，不仅可以在实验室中而且可以在工业应用中转化为胺、异氰酸酯、酰胺、醛、羧酸、酯和杂环化合物等，而且在材料、药物、农药、化妆品等领域也有较大应用，特别的是，由于其在药物中具有重要的特性，目前市场上畅销的含腈药物超过30种(Y.Liu,G.Wang,X.Xie and W.Xu,Org.Chem.Front.,2019,6,2037-2042.)。所以，温和的、高效的腈类化合物的制备方法吸引了化学工作者的广泛兴趣。迄今为止，文献已报道了使用Co(0)和Ni(0)催化的氢氰化反应，但是这类方法必须使用剧毒的氰化氢(氢氰酸)、氰酸盐及其类似物作为氰基的来源(K.Nemoto,T.Nagafuchi,K.Tominaga,K.Sato,Tetrahedron Lett.,2016,57,3199-3203)；而且反应中使用的Co(0)和Ni(0)催化剂价格昂贵，对湿气和氧气的敏感，增加了反应的难度和操作的复杂性。因此，迫切需要发展新颖的、高效的、绿色环保的烯烃氢氰化反应新方法，以制备各种腈类化合物。

发明内容

本发明的目的是提供一种以甲酰胺为氰源的腈类化合物的制备方法。

本发明制备丙腈类化合物，其结构通式如式I所示:

该式I结构通式中，R¹和R²选自下述基团中的任意一种：氢原子、C₁–C₁₈的烷基，乙烯基，苯基，其中，当R¹和R²为苯基时，苯环上的取代基为C₁-C₄的烷基、烷氧基、氟、氯。

本发明提供制备上述腈类化合物的方法，是在镍催化剂的作用下，甲酰胺脱水产生氢氰酸；然后镍催化剂与氢氰酸氧化加成，再与式II所示的烯烃进行迁移插入和还原消除，生成式I结构通式所示的腈类化合物。

该式II结构通式中，R¹和R²选自下述基团中的任意一种：氢原子、C₁–C₁₈的烷基，乙烯基，苯基，其中，当R¹和R²为苯基时，苯环上的取代基为C₁-C₄的烷基、烷氧基、氟、氯。

以上所述的以甲酰胺为氰源，与各种类型的烯烃发生氢氰化反应的通式如下：