[发明专利]一种甲酰胺类化合物的制备方法

说明书

本发明属于CO₂的活化转化及相关化学技术领域，提供了一种甲酰胺类化合物的制备方法，以二氧化碳、胺类化合物和苯基硅烷为原料，在纳米多孔钯催化剂的作用下，合成甲酰胺类化合物。本发明主要是提供一种新的简单的催化体系，利用CO₂作为C₁源合成甲酰胺类化合物，该催化体系具有反应条件温和、实验操作简单、官能团兼容性好等优点。由于二氧化碳是储量丰富、廉价易得且可再生的C₁源，因此，本发明具有较大的应用价值和社会经济效益。

技术领域

本发明属于CO₂的活化转化及相关化学技术领域，涉及到一种CO₂作为C₁源的甲酰胺类化合物的制备方法。

背景技术

二氧化碳是储量丰富、廉价易得且可再生的C₁源，将其催化转化生成高附加值的精细化学品的研究已经引起了人们的广泛关注。在过去的几十年中人们报道了很多关于二氧化碳的固定及其转化方法[参见：(a)Katagiri,T.；Amao,Y.Green Chem.2020,22,6682.(b)He,M.；Sun,Y.；Han,B..Angew.Chem.Int.Ed..2013,57,9620.]。在这些方法中，催化二氧化碳转化形成新的C–N键的方法是合成高附加值的精细化学品的有效方法，因为此方法具有高选择性、官能团兼容性好、反应条件温和等特点。[参见：(a)Hu,X.；Wu,Y.Chem.Commun.2017,53,8046.(b)Hasegawa,J.；Ema,T.Chem.Commun.2020,56,5783.(c)He,L.Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,7425.]。但是，在这些方法中还未曾见报道关于纳米多孔钯催化剂催化二氧化碳构筑新的C–N键合成甲酰胺类化合物的方法。因而开发一种简单的纳米多孔钯催化体系，利用CO₂作为C₁源合成甲酰胺类化合物具有重要的研究意义。

发明内容

本发明提供了一种利用CO₂作为C₁源合成甲酰胺类化合物的方法，该方法使用纳米多孔钯作为催化剂，实现了纳米多孔钯催化CO₂转化构筑C–N键。该方法具有反应条件温和、实验操作简单、底物兼容性好，所使用的催化剂具有活性高、稳定性好等优点，多次重复使用其催化活性基本不变。

本发明的技术方案

一种甲酰胺类化合物的制备方法，以二氧化碳、胺类化合物和苯基硅烷为原料，在纳米多孔钯催化剂的作用下，甲酰胺类化合物的合成路线如下：

式中，R¹选自氢、甲基、甲氧基、乙氧基、卤素、叔丁基、正丁基、羟基、甲硫基、苯基、氰基、三氟甲基和苯氧基；R²选自氢、甲基、乙基、苄基、烯丙基和异丙基；R³选自氢、苄基、环己基和烯丙基；R⁴选自苄基、环己基、烯丙基、吡啶基、己基和喹啉；

具体步骤如下：将纳米多孔钯催化剂、胺类化合物、苯基硅烷、有机溶剂以及水依次加入到反应釜中，充二氧化碳至0.5MPa～3.0MPa；然后将反应釜置于50～120℃油浴中反应12～36h，反应结束后冷却至室温，放出剩余二氧化碳，获得的反应液经旋蒸将反应液中的溶剂除去，利用硅胶柱色谱分离后得到目标产物甲酰胺类化合物；同时，使用丙酮对纳米多孔钯催化剂进行清洗，经过真空干燥后用于下一次反应中；其中，硅胶柱色谱中的洗脱剂为体积比为2:1的石油醚和乙酸乙酯；

其中，胺类化合物与苯基硅烷的摩尔比为1:1.0～1:5.0；

胺类化合物与纳米多孔钯催化剂的摩尔比为1：0.01～1：0.5；

胺类化合物在有机溶剂中的摩尔浓度为0.01～1mmol/mL；

水与有机溶剂的体积比为1：100-500。