一种简单制备芳基吗啉和芳基哌啶的方法技术

本发明专利技术涉及一种简单制备芳基吗啉(式I)和芳基哌啶(式II)的方法。其所述的制备方法的主要步骤是：在催化量的简单结构的钯化合物和简单结构的磷(膦)配体以及碱的存在下，由吗啉(式III))或者哌啶(式IV)分别与溴代芳烃(式V)在有机溶剂中，一定温度下，反应3-10小时后，经柱层析分离，得到芳基吗啉(式I)或者芳基哌啶(式II)。与现有的制备芳基吗啉芳基哌啶的方法相比较，本发明专利技术具有简洁、催化剂与配体易得、制备成本低以及收率高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，具体地说，涉及一种通过简单体系的Buctiwald-Hartwig反应制备芳基吗啉和芳基哌啶的方法。
技术介绍
芳基吗啉、芳基哌啶类化合物，广泛的应用于有机化学、药物化学、材料科学等领域。在合成有机染料、天然化合物、医药中间体、生物活性物质、功能性材料等有越来越重要的作用。(B. B. Sniker，et al. J. Am. Chem. Soc. 1998，120，6417—6418 ；U.Scholz，et al. Adv. Synth. Catal. 2004，346，1599-1626)传统的合成芳基吗啉/芳基哌啶的方法是以铜或者铜的化合物为催化剂，但是它的反应条件比较苛刻、有很多的局限性，比如高温、当量的催化剂，还有基本上只对碘代芳烃有效(J. Hassan, et al. Chem. Rev. 2002，102，1359)。铜催化反应见说明书附图(附图说明图1)示例。1995年Buctiward与Hartwig分别发展了一种以钯为催化剂的胺化反应，能够很好的催化卤代芳烃与吗啉、哌啶等胺类化合物的反应，反应条件温和，应用性较广，成为胺化反应的重要方法。但是其中所用的钯络合物结构较复杂，例如Pd2(dba)3，Pd(PWl3)Cl2等， 其中所用的膦配体，像(o-tol)3P，tBu3P, dppf和BINAP等，基本上都对空气敏感、价格昂贵、结构复杂。(L. Buchwald, et al. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1995, 34 (12), 1348-1350. F. Hartwig,et al. Tetrahedron Letters. 1995,63(21),3609-3612)。Buchwald-Hartwig胺化反应见说明书附图(图2)示例。因此，需要寻找一种简单、方便、经济、高效、稳定的催化体系催化合成芳基吗啉和芳基哌啶的方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有制备芳基吗啉和芳基哌啶需要较复杂的钯络合物和不稳定、结构复杂、价格昂贵的膦配体等缺陷，提供一种经济、简便、高收率且有实用价值的制备芳基吗啉和芳基哌啶的方法。所述的制备方法的主要步骤是在催化量的简单结构的钯化合物和简单结构的磷 (膦)配体以及碱的存在下，由吗啉(式III)或者哌啶(式IV)分别与溴代芳烃(式V)在有机溶剂中，一定温度下，反应3-10小时后，经柱层析分离，得到芳基吗啉(式I)或者芳基哌啶(式II)。式I、II、III、IV、V的结构见说明书附图(图3)所示。 3本专利技术所述的催化剂为PdCl2、K2PdCl4, Na2PdCl4, Pd(OAc)2, Pd(CH3CN)2Cl2 的一种或多种，较佳的为PdCl2，其用量为式V化合物的0. 5-5mol%，较佳的为式V化合物的 2mol%。本专利技术所述的磷(膦)配体为亚磷酸三乙酯、亚磷酸三苯脂、三苯基膦的一种或多种，较佳的为三苯基膦，其用量为式V化合物的I-IOmol %，较佳的用量为式V化合物的 4mol%。本专利技术所述的式III化合物与式IV化合物的用量为式V化合物摩尔量的1-3倍， 较佳的为V化合物摩尔量的1. 5倍本专利技术所述的反应较佳的在氮气气氛中进行。本专利技术所述的碱为叔丁醇钠、叔丁醇钾、磷酸钾、氢化钠中的一种或多种。较佳的为叔丁醇钠，其用量为0. 5-5mol，较佳的为1. 5mol。本专利技术所述的有机溶剂为甲苯、二氧六环、四氢呋喃的一种或多种，较佳的为甲苯。本专利技术所述的反应温度为25-130°C，较佳的为溶剂的回流温度。所述的反应时间为3-10小时，较佳的为5小时。反应结束后，较佳的将粗产品通过柱层析提纯。本专利技术所用的催化剂、配体、原料、碱及溶剂均市售可得。本专利技术的积极进步效果在于本专利技术筛选了钯催化剂与配体，使得用 Buctwald-Hartwig反应制备芳基吗啉或芳基哌啶不需要复杂的钯络合物和不稳定、复杂结构的膦配体，反应高效、简便、经济、易应用于扩大生产。具体实施例方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。实施案例IN-苯基吗啉的制备氮气保护下，在25ml Schlenk瓶中依次加入IMmg(1. 5mmol)叔丁醇钠、3.6mg(0. 02mmol) 二氯化钯、10. 6mg(0. 04mmol)三苯基膦、157mg(1. Ommol)溴苯、 130. 5mg(1.5mmol)吗啉、5. Oml甲苯，加热回流反应证，加适量的水淬灭反应，用乙酸乙酯(3X10ml)萃取，合并有机相，浓缩，柱层析分离，得到白色固体141. 7mg，收率88.0%。 mp 49-51 °C。1HnmrGOOMHz, CDCl3) δ 3. 07 (t, J = 4. 7Hz,4H) ,3. 77 (t, J = 4·7Ηζ，4Η)， 6. 89-6. 73 (m, 3H)，7. 18-7. 20 (m, 2H)。实施例2 N-4-甲基苯基吗啉的制备将反应底物换成171mg(l. Ommol)4-甲基溴苯，其余实验条件及操作同实施例1， 得到到淡黄色固体 153. lmg，收率 86. 0% ;mp 48_50°C。1H NMR(400MHz, CDCl3) δ 2. 20 (s, 3Η)，3· 03 (t，J = 4. 8Ηζ，4Η)，3· 78 (t, J = 4. 8Ηζ，4Η)，6· 76 (d, J = 8. 5Ηζ，2Η)，7· 01 (d，J = 8. 5Ηζ，2Η)。实施案例3 Ν-4-氯苯基吗啉的制备将反应底物换成191. 5mg(l. Ommol) 4-氯溴苯，其余实验条件及操作同实施例1， 得到白色固体 175. 6mg，收率 88. 9%。mp 65-680C0 1H NMR(400MHz, CDCl3) δ 3. 04(t, J =4.8Ηζ，4Η)，3· 78 (t, J = 4. 8Ηζ，4Η)，6· 75 (d, J = 8. 9Ηζ，2Η)，7· 14 (d, J = 8. 9Ηζ，2Η)。实施案例4N-2-甲基苯基吗啉的制备将反应底物换成171mg(l. 0mmol)2-甲基溴苯，其余实验条件及操作同实施例1， 得到淡黄色液体 156. 8mg，收率 88. 1%。1H NMR(400MHz, CDCl3) δ 2. 25 (s，3H)，2. 85 (t，J = 4. 8Ηζ，4Η)，3· 80 (t, J = 4. 8Hz，4H)，6· 95-6. 98 (m，2H)，7. 11-7. 12(m，2H)。实施案例5N-4-甲氧基苯基吗啉的制备将反应底物换成187mg(l. 0mmol)4-甲氧基溴苯，其余实验条件及操作同实施例 1，得到白色固体 140. 4mg，收率 73. 1%。mp 67-700C0 1H NMR(400MHz, CDCl3) δ 2. 98 (t, J =4. 9Hz，4H)，3. 70 (s，3H)，3. 79 (t，J = 4. 7Hz，4H)，6. 77-6. 83 (m，4H)。实施案例6N-4-氰基苯基吗啉的制备将反应底物换成换成18aiig(1.0mmOl)4-氰基溴苯，其余实验条本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛平，陶晓春，蔡良珍，程强，林智星，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：