一种以醇和胺为原料催化氧化制备亚胺类化合物的方法技术

本发明专利技术公开了一种以醇和胺为原料催化氧化制备亚胺类化合物的方法，所述的方法为：以醇类化合物和胺类化合物为反应底物，所述的醇类化合物和胺类化合物的投料摩尔比100：100~160；以9‑氮杂双环[3.3.1]壬烷‑N‑氧自由基为催化剂，以氢氧化钾为助剂，所述的胺类化合物与9‑氮杂双环[3.3.1]壬烷‑N‑氧自由基、氢氧化钾的投料摩尔比为100：1~6：10~50；以空气为氧化剂，反应底物在有机溶剂中，所述有机溶剂的质量用量为反应底物胺类化合物的2.5~5倍；在常压下、温度70~110℃的条件下进行反应，反应时间为2~12h，反应结束后经后处理得到所述的亚胺类化合物；本发明专利技术操作简便安全，使用清洁的氧气为氧化剂降低了环境成本，不使用过渡金属催化剂避免了过渡金属污染问题。

Method for preparing imine compound by catalytic oxidation of alcohol and amine as raw material

The invention discloses a method for preparing imine compounds with alcohols and amines as raw materials by catalytic oxidation process, the method is: to alcohols and amine compounds as the substrate, wherein the alcohols and amine compounds of the molar ratio of 100:100~160 to 9; 3-azabicyclo [3.3.1] nonanes N oxygen free radical catalyst with potassium hydroxide as additives, amine compounds with the 9 3-azabicyclo [3.3.1] nonanes N oxygen free radical and hydroxide molar ratio is 100:1~6:10~50; in the air as the oxidant, reaction in organic solvent, the amount of the quality of the organic solvent is 2.5~5 times of the substrate amine compounds; reaction under atmospheric pressure, the temperature of 70~110 DEG C under the condition, the reaction time is 2~12h, after the reaction by postprocessing imine compounds to get the book; The invention has the advantages of simple and safe operation, and the use of clean oxygen as an oxidant, thereby reducing the environmental cost and avoiding using transition metal catalysts to avoid the transition metal pollution problem.

【技术实现步骤摘要】
一种以醇和胺为原料催化氧化制备亚胺类化合物的方法
本专利技术属于化合物合成领域，尤其涉及一种以醇和胺为原料催化氧化制备亚胺类化合物的方法。
技术介绍
亚胺类化合物，也即是希夫碱类化合物，是合成具有药物和生物活性化合物以及精细化学品的中间体。亚胺类化合物分子中的C=N键也被广泛用于诸如还原、加成、环化以及氮杂环丙烷化等多种有机转化反应。亚胺类化合物的经典合成方法是通过胺类化合物和醛、酮类化合物缩合得到，很多情况下需要脱水试剂或路易斯酸催化剂存在。近些年来，开发新的亚胺类化合物的合成方法吸引了大量研究者的注意。在各种各样的亚胺类化合物的合成新方法中，由于原料易得以及分子氧或空气作为终端氧化剂这两个优点，以下三种方法特别引人关注。（1）醇和胺的交叉偶联；（2）伯胺的自偶联；（3）仲胺的氧化脱氢。其中，通过醇和胺的交叉偶联反应合成亚胺类化合物的优点是反应副产物仅是水，且选择不同的底物可以合成各类对称或不对称的亚胺类化合物。在这类反应中，大部分都要加入Pd、Au、Mn、Ce、Cu、Fe类过渡金属催化剂，这样就易造成过渡金属污染。有研究者以KOH促进该反应，但KOH需要化学计量使用，且反应时间比较长（GreenChemistry2012,14,2384）。也有以NaOH为催化剂催化该反应，但反应时间长、产物亚胺的收率偏低，且反应只能在无溶剂条件下进行，从而使得反应底物范围受到限制（EuropeanJournalofOrganicChemistry2012,4457）。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种以醇和胺为原料催化氧化制备亚胺类化合物的方法，整个制备过程无过渡金属参与，达到环保的目的。为此采用如下技术方案：一种以醇和胺为原料催化氧化制备亚胺类化合物的方法，其特征在于所述的方法为：以醇类化合物和胺类化合物为反应底物，所述的醇类化合物和胺类化合物的投料摩尔比100：100~160；以9-氮杂双环[3.3.1]壬烷-N-氧自由基为催化剂，以氢氧化钾为助剂，所述的胺类化合物与9-氮杂双环[3.3.1]壬烷-N-氧自由基、氢氧化钾的投料摩尔比为100：1~6：10~50；以空气为氧化剂，反应底物在有机溶剂中，所述有机溶剂的质量用量为反应底物胺类化合物的2.5~5倍；在常压下、温度70~110℃的条件下进行反应，反应时间为2~12h，反应结束后经后处理得到所述的亚胺类化合物；所述底物醇类化合物的结构如式（II）所示，所述底物胺类化合物的结构如式（III）所示，得到的产物结构如式（I）所示；式（I）或式（II）中，R1为苯基、取代的苯基、杂芳香基、取代的杂芳香基、萘基或取代的萘基；所述的杂芳香基可以是环内含N、O、S等杂原子的芳香基；所述的取代的苯基、取代的杂芳香基和取代的萘基是指苯环、杂芳香环和萘环上的氢被一个或多个取代基取代，所述的取代基各自独立选自下列之一：卤素、C1~C4的烷基、C1-C4的烷氧基、甲硫基和三氟甲基；式（I）或式（III）中，R2为苯基、取代的苯基、萘基、取代的萘基或烷基；所述的取代的苯基和取代的萘基是指苯环和萘环上的氢被一个或多个取代基取代，所述的取代基各自独立选自下列之一：卤素、C1~C4的烷基、C1-C4的烷氧基、甲硫基和三氟甲基。进一步地，式（I）或式（II）中，优选R1为苯基、卤代苯基、烷基取代苯基、烷氧基取代苯基、甲硫基取代苯基或噻吩基；式（I）或式（III）中，优选R2为苯基、卤代苯基、烷基取代苯基、烷氧基取代苯基、萘基或C3-C8的烷基。进一步地，所述有机溶剂为甲苯、混二甲苯、氯苯或二氧六环。进一步地，所述反应底物胺类化合物与反应底物醇类化合物的物质的量比为100：100~130。进一步地，所述的胺类化合物与9-氮杂双环[3.3.1]壬烷-N-氧自由基、氢氧化钾的投料摩尔比为100：2~4：25~35。进一步地，所述反应温度为80~100℃。进一步地，所述反应时间为4~8h。进一步地，所述后处理的方法为：反应结束后，减压蒸除溶剂，再进行柱层析分离，以石油醚/三乙胺体积比100：1的混合液为洗脱剂，收集含目标化合物的洗脱液，蒸除溶剂即得产物亚胺类化合物。本专利技术具体推荐所述的亚胺类化合物的催化氧化合成方法按照以下步骤进行：在有机溶剂中，加入胺类化合物、醇类化合物、9-氮杂双环[3.3.1]壬烷-N-氧自由基（9-azabicyclo[3.3.1]nonane-N-oxy，ABNO）和KOH，在常压氧气条件下，在80~100℃下反应4~8h得到亚胺类化合物；所述的有机溶剂是甲苯、混二甲苯、氯苯或二氧六环；所述反应底物胺类化合物与反应底物醇类化合物的物质的量比为100：100~130；所述反应底物胺类化合物与ABNO、KOH的物质的量比为100：2~4：25~35。在上述反应完全后，可以采用常规过柱分离纯化得到亚胺类化合物。本专利技术操作简便安全，其有益效果主要在于：A）本专利技术中使用了清洁的氧气为氧化剂，大大降低了环境成本。B）本专利技术中避免了使用过渡金属催化剂，从而避免了过渡金属污染问题。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。下述实施例所制得的亚胺类化合物的结构式分别如式（1）~（26）所示：实施例1：N-苄烯苯胺（式1）的制备在35mL的封管中，加入1mmol的苯胺、1.2mmol的苄醇、0.03mmol的ABNO、0.3mmol的KOH和0.5mL的甲苯，以氧气置换管内空气，用橡胶塞密闭瓶口后，插入氧气球，将反应瓶放入预先升温的油浴锅中加热至80℃，反应4h。然后直接进行柱层析分离，以乙酸乙酯/三乙胺体积比100：1的混合液为洗脱剂，收集含目标化合物的洗脱液，蒸除溶剂即得产物N-苄烯苯胺，分离收率为90%。实施例2：N-苄烯苯胺（式1）的制备反应步骤同实施例1，所不同的是甲苯改为混二甲苯，N-苄烯苯胺的分离收率为85%。实施例3：N-苄烯苯胺（式1）的制备反应步骤同实施例1，所不同的是甲苯改为氯苯，N-苄烯苯胺的分离收率为84%。实施例4：N-苄烯苯胺（式1）的制备反应步骤同实施例1，所不同的是甲苯改为二氧六环，反应6h，N-苄烯苯胺的分离收率为70%。实施例5：N-苄烯苯胺（式1）的制备反应步骤同实施例1，所不同的是温度改为70℃，反应8h，N-苄烯苯胺的分离收率为72%。实施例6：N-苄烯苯胺（式1）的制备反应步骤同实施例1，所不同的是温度改为100℃，N-苄烯苯胺的分离收率为88%。实施例7：N-苄烯苯胺（式1）的制备反应步骤同实施例1，所不同的是温度改为110℃，N-苄烯苯胺的分离收率为87%。实施例8：N-苄烯苯胺（式1）的制备反应步骤同实施例1，所不同的是苄醇用量改为1mmol，N-苄烯苯胺的分离收率为84%。实施例9：N-苄烯苯胺（式1）的制备反应步骤同实施例1，所不同的是苄醇用量改为1.6mmol，N-苄烯苯胺的分离收率为91%。实施例10：N-苄烯苯胺（式1）的制备反应步骤同实施例1，所不同的是苄醇用量改为1.3mmol，N-苄烯苯胺的分离收率为90%。实施例11：N-苄烯苯胺（式1）的制备反应步骤同实施例1，所不同的是ABNO用量改为0.06mmol，反应2h，N-苄烯苯胺的分离收率为88%。实施例12：N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以醇和胺为原料催化氧化制备亚胺类化合物的方法，其特征在于所述的方法为：以醇类化合物和胺类化合物为反应底物，所述的醇类化合物和胺类化合物的投料摩尔比100：100~160；以9‑氮杂双环[3.3.1]壬烷‑N‑氧自由基为催化剂，以氢氧化钾为助剂，所述的胺类化合物与9‑氮杂双环[3.3.1]壬烷‑N‑氧自由基、氢氧化钾的投料摩尔比为100：1~6：10~50；以空气为氧化剂，反应底物在有机溶剂中，所述有机溶剂的质量用量为反应底物胺类化合物的2.5~5倍；在常压下、温度70~110℃的条件下进行反应，反应时间为2~12h，反应结束后经后处理得到所述的亚胺类化合物；所述底物醇类化合物的结构如式（II）所示，所述底物胺类化合物的结构如式（III）所示，得到的产物结构如式（I）所示；

【技术特征摘要】
1.一种以醇和胺为原料催化氧化制备亚胺类化合物的方法，其特征在于所述的方法为：以醇类化合物和胺类化合物为反应底物，所述的醇类化合物和胺类化合物的投料摩尔比100：100~160；以9-氮杂双环[3.3.1]壬烷-N-氧自由基为催化剂，以氢氧化钾为助剂，所述的胺类化合物与9-氮杂双环[3.3.1]壬烷-N-氧自由基、氢氧化钾的投料摩尔比为100：1~6：10~50；以空气为氧化剂，反应底物在有机溶剂中，所述有机溶剂的质量用量为反应底物胺类化合物的2.5~5倍；在常压下、温度70~110℃的条件下进行反应，反应时间为2~12h，反应结束后经后处理得到所述的亚胺类化合物；所述底物醇类化合物的结构如式（II）所示，所述底物胺类化合物的结构如式（III）所示，得到的产物结构如式（I）所示；式（I）或式（II）中，R1为苯基、取代的苯基、杂芳香基、取代的杂芳香基、萘基或取代的萘基；所述的杂芳香基可以是环内含N、O、S等杂原子的芳香基；所述的取代的苯基、取代的杂芳香基和取代的萘基是指苯环、杂芳香环和萘环上的氢被一个或多个取代基取代，所述的取代基各自独立选自下列之一：卤素、C1~C4的烷基、C1-C4的烷氧基、甲硫基和三氟甲基；式（I）或式（III）中，R2为苯基、取代的苯基、萘基、取代的萘基或烷基；所述的取代的苯基和取代的萘基是指苯环和萘环上的氢被一个或多个取代基取代，所述的取代基各自独立选自下列之一：卤素、C1~C4的烷基、C1-C4的烷氧基、甲硫基和三氟甲基。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈振陆，李美超，宛燕，胡信全，胡宝祥，
申请(专利权)人：浙江工业大学，浙江工业大学上虞研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33