一種催化脫水合成亞胺的方法
2023-10-07 23:09:09 2
專利名稱：一種催化脫水合成亞胺的方法
技術領域：
本發明屬於有機合成領域，具體涉及一種催化脫水合成亞胺的方法。 亞胺類化合物是合成胺基酸的中間體，也是催化加氫合成仲胺的中間體，在若 幹農藥合成得到應用，例如手性農藥金都爾的合成(EP 0691949B1 ;H-U BLaser， et al， Synlett，1999， Sl，867)。通常，亞胺的合成採用相應的酮與胺在計量的路易酸(例如三氟 化硼)存在下脫出生成的水，該法後處理繁瑣。另外，在質子酸、例如硫酸的催化下某些胺 與酮脫水反應也可製備亞胺。但是，反應進行中不可避免生成低聚物而使反應複雜、目標產 物產率降低，導致後處理三廢多，手續繁瑣。
發明內容
本發明的目的在於提供一種高轉化率、高收率催化脫水合成亞胺的方法，該方法 可連續操作、三廢少且可大規模製備目的產物。
本發明的技術方案如下 —種催化脫水合成亞胺的方法以碘作為催化劑，在共沸脫水劑存在下加熱回流 反應，由胺與酮縮合脫水生成亞胺。 反應原料胺包括脂肪胺或苯、萘等碳環芳香胺以及雜環芳香胺，這些胺還可以帶
有l-2個卣素、烷基或芳基取代基。原料酮可以是對稱或不對稱的酮包括脂肪酮、芳香基取
代脂肪酮、芳香酮或帶有取代基的芳香酮。具體反應式如下
式中 ^選自c「c;烷基、苯基、苄基、萘基、吡啶基、噻吩基或呋喃基，或者上述基團進一
步帶有1-2個下述取代基氟、氯、溴、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、特丁基、 苯基或節基；所述的C「C4烷基可以選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基或特丁基。 R2、 &可相同或不同，分別選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、特丁 基、苯基、節基、甲氧基取代甲基、乙氧基取代甲基、苯基取代甲基或苯氧基取代甲基。
具體操作如下 在帶有攪拌器和連續分水裝置的反應器中，加入碘催化劑、脫水劑、原料胺和酮 (通常為酮過量)，攪拌加熱至回流，反應開始後，將生成的水及時從反應體系中除去，直至 無明顯的水生成即可結束反應。之後蒸餾分出脫水劑和未反應的原料以及目的產物亞胺。 根據原料及目的產物的具體物性，可以採用常壓或減壓、蒸餾或分餾等本領域的技術人員
背景技術：
NH2 + OC:
3 I2(Cat.)
3所公知的方式進行產品的分離。 按照本發明的合成方法，上述反應式中，&優選苯基或噻吩基，或者其苯環或噻吩 環上帶有1-2個下述取代基氟、氯、溴、甲基、乙基、正丙基或異丙基；R2、 R3可相同或不同， 分別優選甲基、乙基、正丙基、異丙基、甲氧基取代甲基或乙氧基取代甲基。更優選的胺選 自2-甲基-6-乙基-苯胺、2， 6- 二甲基-苯胺或2， 4- 二甲基-3-胺基噻吩；更優選的酮 選自甲氧基丙酮。原料胺與酮的比例以摩爾計為1 : 1.0-2. 5，更優選的比例以摩爾計為 1 : 1.2-2.0。 反應所用的碘催化劑為單質碘，催化劑的加入量為碘/胺(摩爾比)= 0. 0001-0. 05，優選的比例為0. 0002-0. 01。所述的碘催化劑既可以是直接加入的單質碘，也 可以在進行催化脫水合成亞胺的反應時先加入碘化物、經氧化或還原反應在反應器中製備
新生碘作為反應的催化劑。例如將含有碘化鈉和次碘酸鈉的水溶液按i:i摩爾比相混合
(必要時加酸或鹼中和至中性)，製備新生碘。但是，製備過程中發現，採用這種新生碘的方 式合成亞胺，原料胺的轉化率略有降低。 反應採用的共沸脫水劑為甲苯、苯、氯仿或四氯化碳，優選甲苯、苯作為脫水劑。為 使反應生成的水及時從反應系統中除去核反應體系的穩定，共沸脫水劑的用量以50-1000 毫升/摩爾胺為宜。優選用量為120-600毫升/摩爾胺。 按照上述合成方法，反應在7小時內即可完成，原料胺的轉化率在90%以上，最優 選的反應實例中原料胺的轉化率可以達到97%以上。同時由於反應選擇性高，可以減少副 產品的生成與產品分離的麻煩。與現有技術相比，本發明公開的碘催化脫水合成亞胺的方 法操作簡便，原料轉化率高、選擇性好，產品收率高、質量好，易於實現連續操作，適於大規 模化製備亞胺的反應。
具體實施例方式
以下實施例用於進一步詳細說明本發明。在這些實施例中，除非有特殊聲明，反 應物料加入順序可以在物料間隨意組合。實例採用2-甲基-6-乙基-苯胺(含量96% ) 和甲氧基丙酮(含量99 % )為原料，製備產物N- (2-甲基-6-乙基-苯基)-(1-甲氧基甲 基)l-亞乙胺(簡稱亞胺)來具體說明本發明。但是本發明絕非僅限於以下實例。在權利 要求所限定的範圍內的原料胺和酮均可按照本發明提供的方法製備相應的亞胺。反應過程 用氣相色譜(GC) (Agilent 6890，HP-5柱(30m) ， FID檢測器，氣化室28(TC檢測室28(TC ) 檢測。 實施例1 於帶有分水器的反應瓶中，將O. 12g(0. 00047mol)單質碘、70. 4g(0. 5mol) 2_甲 基-6-乙基-苯胺、92.7g(1.0mo1)甲氧基丙酮溶解於110mL甲苯中，攪拌下加熱升溫至回 餾，此時有水生成說明反應已進行，繼續保持回餾狀態並分出生成的水。4.5小時後，無明顯 水分出，停止反應。取樣分析，2-甲基-6-乙基-苯胺轉化率為97.4%。蒸餾脫出甲苯和 未反應的酮，再減壓蒸餾得產品亞胺111. 6g，含量97. 2%，收率94. 8%。
實施例2 改用110mL苯做脫水劑，其它條件及後處理方式同實施例1。回餾反應4小時後， 取樣分析，2_甲基_6-乙基-苯胺轉化率為96.5%。減壓蒸餾得產品亞胺112.6g，含量96. 8%，收率94. 1%。
實施例3 甲氧基丙酮的加料量改為53. 4g(0. 6mol)，其它條件及後處理方式同實施例1。反 應5. 5小時後，取樣分析，2-甲基-6-乙基-苯胺轉化率為96. 4%，減壓蒸餾得產品亞胺 99. 6g，含量96. 1%，收率93. 3%。
實施例4 取lmL的0. 1M的碘化鉀(0. OOOlmol)禾P lmL的0. 1M的次碘酸鉀(0. OOOlmol)相 混合，加入0. 1M鹽酸中和至pH = 7. 0。將充分混合的該液體加入帶有分水器的反應瓶中， 並加入70. 4g (0. 5mol) 2-甲基-6-乙基-苯胺、62. 3g (0. 7mo1)甲氧基丙酮溶解於100mL甲 苯中，攪拌下加熱升溫至回餾反應6.5小時後，無明顯水分出，停止反應。取樣分析，2-甲 基-6-乙基-苯胺轉化率為92.8%，減壓蒸餾得產品亞胺97. 0g，含量95.6%，收率90. 4% 。
實施例5 取lmL的0. 5M氫碘酸(0. 0005mol)和0. 5mL的30%的過氧化氫相混合，IO(TC加熱 30分鐘。冷卻後的混合液加入帶有分水器的反應瓶中，加入70. 4g(0. 5mol)2-甲基-6-乙 基-苯胺、62.3g(0.7mo1)甲氧基丙酮溶解於100mL甲苯中，攪拌下加熱升溫至回餾反應， 7.0小時後無明顯水分出，停止反應。取樣分析，2-甲基-6-乙基-苯胺轉化率為91. 1%， 減壓蒸餾得產品亞胺97. 4g，含量94. 3%，收率89. 5%。
實施例6加料:0. 2g(0. 00078mol)單質碘、70. 4g(0. 5mo1)2-甲基_6_乙基-苯胺、 62.3g(0.7mo1)甲氧基丙酮、110mL甲苯。操作條件同實施例1。反應6.5小時後，取樣分 析，2-甲基-6-乙基-苯胺轉化率為96. 8 % ，減壓蒸餾得產品亞胺98. 0g，含量97. 6 % ，收 率93. 2%。
實施例7加料0. 12g(0. 00047mol)單質碘、70. 4g(0. 5mo1)2-甲基-6-乙基-苯胺、 66. 7g(0. 75mol)甲氧基丙酮、110mL甲苯。操作條件同實施例1。反應6.0小時後，取樣分 析，2-甲基-6-乙基-苯胺轉化率為96. 4% ，減壓蒸餾得產品亞胺99. 6g，含量96. 5% ，收 率93. 7%。
實施例8 甲苯加入量改為70mL，其他加料、操作及反應時間同於實施例7。取樣分析，2-甲 基-6-乙基-苯胺轉化率為95.3%，減壓蒸餾得產品亞胺99. 5g，含量96. 3 % ，收率93.4%。
實施例9 甲苯加入量改為150mL，其他加料、操作及反應時間同於實施例7。取樣分析， 2-甲基-6-乙基-苯胺轉化率為96. 8%，減壓蒸餾得產品亞胺100. 4g，含量96. 9%，收率 94. 8%。 實施例10 甲苯加入量改為250mL，其他加料、操作及反應時間同於實施例7。取樣分析， 2-甲基-6-乙基-苯胺轉化率為94. 1 % ，減壓蒸餾得產品亞胺100. 6g，含量95. 1 % ，收率 93. 2%。 實施例11
單質碘加入量改為0. 03g(0. 00012mol)，其他加料及操作同於實施例10。反應7. 0 小時後，取樣分析，2-甲基-6-乙基-苯胺轉化率為95. 7% ，減壓蒸餾得產品亞胺99. 6g，含 量97.0%，收率94.2%。
實施例12 加料0. 06g(0. 00024mol)單質碘、35. 2g(0. 25mol)2_甲基-6-乙基-苯胺、 33.4g(0. 375mol)甲氧基丙酮、60mL甲苯。操作及反應時間同於實施例7。取樣分析，2-甲 基-6-乙基-苯胺轉化率為95.1%，減壓蒸餾得產品亞胺49. 8g，含量96. 7 % ，收率93.8%。
實施例13 加料0. 06g(0. 00024mol)單質碘、28. lg(O. 2mol)2_甲基_6_乙基-苯胺、 26.4g(0. 3mol)甲氧基丙酮、50mL甲苯。操作同實施例7。反應5. 5小時後，取樣分析，2-甲 基-6-乙基-苯胺轉化率為94. 7 % ，減壓蒸餾得產品亞胺39. 8g，含量95.9%，收率93.1%。
實施例14 力卩料0. 51g(0. 002mol)單質碘、28. lg(O. 2mol)2_甲基-6-乙基-苯胺、 26.4g(0. 3mo1)甲氧基丙酮、50mL甲苯。操作及反應時間同於實施例13。取樣分析，2-甲 基-6-乙基-苯胺轉化率為92.7%，減壓蒸餾得產品亞胺39. 4g，含量95. 2 % ，收率91. 4% 。
比較例 加料70. 4g(0. 5mol)2-甲基-6-乙基-苯胺、92. 7g(1. Omol)甲氧基丙酮、110mL 甲苯。操作同於實施例l。反應8.5小時後，取樣分析，2-甲基-6-乙基-苯胺轉化率為 80. 0%。
權利要求
一種催化脫水合成亞胺的方法，其特徵在於以碘作為催化劑，在共沸脫水劑存在下加熱回流反應，由胺與酮縮合脫水生成亞胺，反應式如下式中R1選自C1-C4烷基、苯基、苄基、萘基、吡啶基、噻吩基或呋喃基，或者所述的基團上進一步帶有1-2個下述取代基氟、氯、溴、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、特丁基、苯基或苄基；R2、R3可相同或不同，分別選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、特丁基、苯基、苄基、甲氧基取代甲基、乙氧基取代甲基、苯基取代甲基或苯氧基取代甲基。F2009100770157C0000011.tif
2. 按照權利要求l所述的方法，其特徵在於所述的碘催化劑為單質碘；催化劑的加入 量為0. 0001-0. 05摩爾碘/摩爾胺。
3. 按照權利要求1或2所述的方法，其特徵在於Ri選自苯基或噻吩基，或者所述的基團上進一步帶有1-2個下述取代基氟、氯、溴、甲 基、乙基、正丙基或異丙基；尺2、尺3可相同或不同，分別選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、甲氧基取代甲基或乙氧基取 代甲基；胺與酮的摩爾比為1 : 1.0-2.5。
4. 按照權利要求3所述的方法，其特徵在於催化劑的加入量為0.0002-0. 01摩爾碘/ 摩爾胺。
5. 按照權利要求4所述的方法，其特徵在於所述的胺選自2-甲基-6-乙基-苯胺、 2， 6- 二甲基-苯胺或2， 4- 二甲基-3-胺基噻吩；所述的酮選自甲氧基丙酮；胺與酮的摩爾比為1 : 1.2-2.0。
6. 按照權利要求1所述的方法，其特徵在於共沸脫水劑選自苯或甲苯，共沸脫水劑的用量為50-1000毫升/摩爾胺。
全文摘要
本發明公開了一種催化脫水合成亞胺的方法以碘作為催化劑，在共沸脫水劑存在下加熱回流反應，由胺與酮縮合脫水生成亞胺。本發明公開的碘催化脫水合成亞胺的方法操作簡便，原料轉化率高、選擇性好，產品收率高、質量好，易於實現連續操作，適於大規模化製備亞胺的反應。
文檔編號C07C251/08GK101781230SQ20091007701
公開日2010年7月21日 申請日期2009年1月16日 優先權日2009年1月16日
發明者姜鵬, 孫寧寧 申請人:中國中化集團公司;瀋陽化工研究院