一种还原芳香硝基化合物制备芳胺类化合物的方法技术

本发明专利技术公开了一种还原芳香硝基化合物制备芳胺类化合物的方法。本发明专利技术在简单的条件下，以芳香硝基化合物为原料，以硼烷四氢呋喃为氢转移试剂，以廉价的铁、铜等金属盐为催化剂，催化芳香硝基化合物进行氢转移反应，制备还原产物芳胺类化合物。本发明专利技术的优点是：反应条件简单、收率高、原料普遍适用性好、催化剂和氢转移试剂廉价易得、扩大量反应仍然能表现出好的重现性。因此，本发明专利技术为商业化制备芳胺类化合物提供了一种有效的方案。

A Method for Preparing Aromatic Amines by Reducing Aromatic Nitro Compounds

The invention discloses a method for preparing aromatic amines by reducing aromatic nitro compounds. Under simple conditions, aromatic nitro compounds are used as raw materials, borane tetrahydrofuran is used as hydrogen transfer reagent, and cheap metal salts such as iron and copper are used as catalysts to catalyze hydrogen transfer reaction of aromatic nitro compounds to prepare aromatic amines as reduction products. The invention has the advantages of simple reaction conditions, high yield, good general applicability of raw materials, low cost and easy availability of catalysts and hydrogen transfer reagents, and good reproducibility of enlarged reactions. Therefore, the present invention provides an effective scheme for commercial preparation of aromatic amines.

【技术实现步骤摘要】
一种还原芳香硝基化合物制备芳胺类化合物的方法
：本专利技术属于有机合成包括医药中间体的合成及相关化学
，涉及一种还原芳香硝基化合物制备芳胺类化合物的方法。
技术介绍
：芳胺类化合物是一类重要的含氮化合物，广泛应用于医药、农药、染料、聚合物等合成，如芳胺类药物：苯佐卡因、盐酸普鲁卡因等局部麻醉药。目前，制备芳胺类化合物简单、高效的方法是直接通过芳香硝基化合物氢化还原得到。还原芳香硝基化合物通常使用氢气作为氢源，反应中需要较高压力的氢气，以及铑、钌、金、钯等贵金属作为催化剂[Campos,C.H.；Rosenberg,E.；Fierro,J.L.G.；Urbano,B.F.；Rivas,B.L.；Torres,C.C.；Reyes,P.AppliedCatalysisA:General2015,489,280-291.Bertolucci,E.；Bacsa,R.；Benyounes,A.；Raspolli-Galletti,A.M.；Axet,M.R.；Serp,P.ChemCatChem2015,7,2971-2978.Liu,X.；Li,H.-Q.；Ye,S.；Liu,Y.-M.；He,H.-Y.；Cao,Y.Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,7624-7628.]，虽然这类方法具有产率高等优点，但是氢气为高压易燃气体，危险性大，对设备要求较高，同时催化剂一般价格昂贵，应用这类方法商业化制备芳胺类化合物具有一定的局限性。近年来，氢转移还原反应成为了研究的热点[Wang,D.；Astruc,D.Chem.Rev.2015,115,6621-6686.]，与传统的高温高压催化加氢相比，氢转移还原反应是利用氢转移试剂作为氢源，具有反应条件温和、操作简单、安全、原子经济性高、实验设备要求不高等优点。目前应用氢转移方法还原芳香硝基化合物制备芳胺类化合物，使用的氢转移试剂有氨硼烷、三乙基硅烷等，催化剂为三(五氟苯基)硼烷、铜纳米粒子等[Porwal,D.；Oestreich,M.Eur.J.Org.Chem,2016,3307-3309.Shen,M.；Liu,H.；Yu,C.；Yin,Z.；Muzzio,M.；Li,J.；Xi,Z.；Yu,Y.；Sun,S.J.Am.Chem.Soc.2018,140,16460-16463.]，虽然反应条件温和，但是催化剂制备复杂，价格昂贵，同时氢转移试剂也价格较高。因此，开发廉价的催化剂和氢转移试剂来还原芳香硝基化合物制备芳胺类化合物仍然具有良好的商业化前景。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种还原芳香硝基化合物制备芳胺类化合物的方法。该方法以廉价易得的金属盐作为反应的催化剂，用硼烷四氢呋喃作为氢转移试剂，与芳香硝基化合物进行氢转移还原反应，可以高效还原芳香硝基化合物制备芳胺类化合物。该方法的原料和试剂廉价易得，反应条件简单，收率高，重现性强，应用范围广。本专利技术的具体技术方案概述如下：在芳香硝基化合物中加入氢转移试剂硼烷四氢呋喃和金属盐催化剂，反应过程中用薄层色谱法进行跟踪来决定具体的反应时间；反应结束后，将有机溶剂旋干，用硅胶进行纯化得到芳胺类化合物，洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶液。合成路线为：其中：反应温度为0℃～120℃，反应时间为1h～36h。其中：R1，R2，R3，R4，R5选自氢、C1～C5烷基、C1～C5烷氧基、苯基、取代苯基、苄基、羟基、三氟甲基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子中的一种；所述取代苯基中，取代基的取代位置为邻位、间位和对位中的任意一个或两个，取代基为甲基、甲氧基、三氟甲基、氟原子、氯原子、溴原子或碘原子；R1，R2，R3，R4，R5相同或不同。其中：芳香硝基化合物在溶剂中的摩尔浓度为0.01～1mmol/mL。其中：反应的催化剂为廉价的金属盐，包括六水合氯化铁、四水合氯化亚铁、九水合硝酸铁、磷酸铁、硫酸铁等铁催化剂，碘化亚铜、醋酸亚铜、醋酸铜、氯化亚铜、氯化铜、高氯酸钴以及其他廉价金属催化剂，催化剂的用量为1％～50％。其中：反应中氢转移试剂为硼烷四氢呋喃，不用添加其它溶剂。处理及纯化方法：先将反应后的溶剂旋干，进一步用柱层析法纯化分离；柱层析可以选择200～300目的硅胶作为固定相，展开剂一般选择石油醚和乙酸乙酯的混合体系，体积比例为5:1～30:1。具体实施方式：本专利技术所运用的方法，直接还原芳香硝基类化合物制备芳胺类化合物，产率高，反应条件简单、温和，原料普遍适用性好，催化剂和氢转移试剂廉价易得，扩大量反应仍然能表现出好的重现性，为以后工业化生产提供了有效方案。下面结合具体实施方式对本专利技术的技术方案进一步的说明和描述。在本领域内的技术人员对本专利技术所做的简单替换或改进均属于本专利技术所保护的技术方案之内。实施例1：苯胺的制备在氩气保护下，向25mL的史莱克管中依次加入硝基苯0.5mmol，硫酸铁0.1mmol，硼烷四氢呋喃络合物(2mL,2mmol)，在80℃下搅拌反应24h(TLC检测)。冷却至室温，浓缩溶剂，残余物经硅胶柱层析(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝10:1，V/V)纯化得到无色油状液苯胺，产物42mg，产率90％。苯胺1HNMR(CDCl3,400MHz)δ7.15～7.11(m，2H)，6.76(t，J＝6.9Hz，1H)，6.65(d，J＝7.6Hz，2H)，3.57(s，2H)；13CNMR(CDCl3,101MHz)δ146.5，129.9，118.6，115.2。实施例2：对甲苯胺的制备在氩气保护下，向25mL的史莱克管中依次加入对硝基甲苯0.5mmol，硫酸铁0.1mmol，硼烷四氢呋喃络合物(2mL,2mmol)，在80℃下搅拌反应24h(TLC检测)。冷却至室温，浓缩溶剂，残余物经硅胶柱层析(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝10:1，V/V)纯化得到白色固体对甲基苯胺，产物46mg，产率86％。对甲苯胺1HNMR(CDCl3,400MHz)δ6.97(d，J＝8Hz，2H)，6.61(d，J＝8Hz，2H)，3.52(br.s，2H)，2.23(s，3H)；13CNMR(CDCl3,101MHz)δ143.8，129.8，127.8，115.3，20.5。实施例3：对甲氧基苯胺的制备在氩气保护下，向25mL的史莱克管中依次加入对硝基甲苯0.5mmol，硫酸铁0.1mmol，硼烷四氢呋喃络合物(2mL,2mmol)，在80℃下搅拌反应24h(TLC检测)。冷却至室温，溶剂浓缩，残余物经硅胶柱层析(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝10:1，V/V)纯化得到淡黄色固体对甲氧基苯胺，产物55mg，产率90％。对甲氧基苯胺1HNMR(CDCl3,400MHz)δ6.75(d，J＝4Hz，2H)，6.66(d，J＝8Hz，2H)，3.75(s，3H)，3.42(br.s，2H)；13CNMR(CDCl3,101MHz)δ152.7，139.9，116.5，114.8，55.8。实施例4：对叔丁基苯胺的制备在氩气保护下，向25mL的史莱克管中依次加入对硝基甲苯0.5mmol，硫酸铁0.1mmol，硼烷四氢呋喃络合物(2mL,2mmol)，在80℃下搅拌反应24h(TLC检测)。冷却至室温，溶剂浓缩，残余物经硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种还原芳香硝基化合物制备芳胺类化合物的方法，其特征在于：包括如下步骤：在芳香硝基化合物中加入氢转移试剂硼烷四氢呋喃和金属盐催化剂，反应过程中用薄层色谱法进行跟踪来决定具体的反应时间；反应结束后，将有机溶剂旋干，用硅胶进行纯化得到芳胺类化合物，洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶液。合成路线为：

【技术特征摘要】
1.一种还原芳香硝基化合物制备芳胺类化合物的方法，其特征在于：包括如下步骤：在芳香硝基化合物中加入氢转移试剂硼烷四氢呋喃和金属盐催化剂，反应过程中用薄层色谱法进行跟踪来决定具体的反应时间；反应结束后，将有机溶剂旋干，用硅胶进行纯化得到芳胺类化合物，洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶液。合成路线为：2.如权利要求1所述的一种还原芳香硝基化合物制备芳胺类化合物的方法，其特征在于：反应温度为0℃～120℃，反应时间为1h～36h。3.如权利要求1所述的一种还原芳香硝基化合物制备芳胺类化合物的方法，其特征在于：R1，R2，R3，R4，R5选自氢、C1～C5烷基、C1～C5烷氧基、苯基、取代苯基、苄基、羟基、三氟甲基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子中的一种；所述取代苯基中，取代基的取代位置为邻位、间位和对位中的任意一个或两个，取代基为甲基、甲氧基、三氟甲基、氟原子、氯原子、溴原子或碘原子；R1，R2，R3，R4，R5相同或不...

【专利技术属性】
技术研发人员：周太刚，郭良程，宋浩，钟远海，张灼华，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51