一种合成芳胺的方法
文献发布时间：2023-06-19 16:04:54
技术领域
本发明属于芳胺的合成技术领域，具体涉及一种通过光催化合成芳胺的方法。
背景技术
芳胺是非常重要且有价值的有机中间体，在制药、农业化学、染料、聚合物工业以及化学品等具有广泛的应用。实际上，在过去的几十年中，已经建立了多种芳香伯胺的合成方法，如硝基还原、Buchwald-Hartwig偶联(J.Am.Chem.Soc.,1998,120,9722-9723；J.Am.Chem.Soc.,1999,121,9889–9890；Angew.Chem.Int.Ed.,2002,41,4746–4748)、Ullmann偶联(Chin.J.Chem.,2020,38,879-893)、有机金属试剂(Org.Lett.,2004,6,4619-4621,Nat.Chem.,2017,9,681-688)、C-H键官能团化(J.Am.Chem.Soc.,2014,136,5279-5282)等。然而，硝基化合物的Bechamp还原通常需要使用有较大的安全隐患的还原剂，如金属碱、NaBH
发明内容
本发明的目的是提供一种使用廉价的镍催化与联吡啶体系，同时添加铵盐，实现芳基溴化物或者芳基氯化物胺化反应的方法，该方法不仅解决了铜催化芳基碘化物的位阻问题，同时也避免了过渡金属催化中复杂配体以及无机碱的使用。
针对上述目的，本发明所采用的技术方案是：将式I化合物与铵盐、联吡啶、镍催化剂、有机碱加入有机溶剂中，在氩气氛围中光照反应，反应完后分离纯化产物，得到芳胺；其中，所述铵盐为碳酸铵或溴化铵时，所得芳胺的结构式如式II所示；所述铵盐为甲胺盐酸盐时，所得芳胺的结构式如式III所示；所述铵盐为乙胺盐酸盐时，所得芳胺的结构式如式IV所示；所述铵盐为二甲胺盐酸盐时，所得芳胺的结构式如式V所示；所述铵盐为
式中，Ar代表芳基、取代芳基、杂环芳基、取代杂环芳基中任意一种；X代表Br或Cl。
上述合成方法中，优选铵盐的用量为式I化合物摩尔量的1.1～2.0倍。
上述合成方法中，优选联吡啶的用量为式I化合物摩尔量的5％～10％。
上述合成方法中，优选镍催化剂为醋酸镍、氯化镍等，其用量为式I化合物摩尔量的5％～10％。
上述合成方法中，优选有机碱为1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)、四甲基胍(TMG)、7-甲基-1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯(MTBD)等，其用量为式I化合物摩尔量的2～3倍。
上述合成方法中，优选有机溶剂为二甲基亚砜、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中任意一种或者它们中任意一种与四氢呋喃的混合溶剂。
上述合成方法中，优选在氩气氛围中，在波长为390～415nm的紫色光照射下80～90℃反24～36小时。
本发明的有益效果如下：
本发明反应体系简单，使用廉价的镍催化与联吡啶体系，同时添加铵盐，在光照条件下实现芳基或杂环芳基卤化物的胺化反应，得到各种不同芳胺，反应经济效益较高、对环境无害，反应后处理简单，不仅解决了铜催化芳基碘化物的位阻问题，同时也避免了过渡金属催化中复杂配体以及无机碱的使用。此外，得到的芳胺具有收率好、选择性好，保持高氘代率等特点。本发明还克服了底物范围有限、原料试剂昂贵、反应体系复杂、经济廉价等缺陷，与目前追求环保、经济、绿色的化学概念相符合，具有非常重要的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。
实施例1
在氩气氛围中，将31.0mg(0.2mmol)溴苯、22.5mg(0.25mmol)碳酸铵、1.9mg(0.01mmol)联吡啶、1.8mg(0.01mmol)醋酸镍、57.6mg(0.5mmol)DBU、2mL二甲基亚砜和磁子加入反应管中，在390～395nm紫色光照下，在85℃反应24小时。反应完后冷却至室温，加入饱和氯化钠水溶液和乙酸乙酯稀释萃取得到有机相，减压蒸馏得到粗产物，以石油醚与乙酸乙酯体积比为10:1至1:1的混合液为淋洗剂，柱层析分离产物，得到淡黄色油状液体苯胺，其产率为70％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例2
本实施例中，用等摩尔4-叔丁基溴苯替换实施例1中的溴苯，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的淡黄色液体产物，其产率为76％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例3
本实施例中，用等摩尔4-溴苯乙腈替换实施例1中的溴苯，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的透明油状液体产物，其产率为78％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例4
本实施例中，用等摩尔4-溴联苯替换实施例1中的溴苯，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为79％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例5
本实施例中，用等摩尔对溴三氟甲氧基苯替换实施例1中的溴苯，用等摩尔MTBD替换实施例1的DBU，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的油状液体产物，其产率为85％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例6
本实施例中，用等摩尔N-(4-溴苯基)-3-苯基丙酰氨替换实施例1中的溴苯，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色固体产物，其产率为81％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例7
本实施例中，用等摩尔4'-溴乙酰苯胺替换实施例1中的溴苯，反应时间延长至36小时，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色固体产物，其产率为71％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例8
本实施例中，用等摩尔1-(4-溴苯基)吡咯替换实施例1中的溴苯，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的淡黄色固体产物，其产率为86％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例9
本实施例中，用等摩尔9-(4-溴苯基)咔唑替换实施例1中的溴苯，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为88％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例10
本实施例中，用等摩尔4-溴苯乙烯替换实施例1中的溴苯，用等摩尔TMG替换实施例1的DBU，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的淡黄色油状产物，其产率为68％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例11
本实施例中，用等摩尔4-溴苯甲酸甲酯替换实施例1中的溴苯，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的白色固体产物，其产率为88％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例12
本实施例中，用等摩尔1-((4-溴苯基)磺酰基)吡咯烷替换实施例1中的溴苯，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的淡黄色固体产物，其产率为89％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例13
本实施例中，用等摩尔N-甲基-4-溴苯甲酰胺替换实施例1中的溴苯，用等摩尔MTBD替换实施例1的DBU，反应时间延长至36小时，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色固体产物，其产率为67％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例14
本实施例中，用等摩尔3-氟-5-甲氧基溴苯替换实施例1中的溴苯，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状液体产物，其产率为89％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例15
本实施例中，用等摩尔3-氰基-5-甲基溴苯替换实施例1中的溴苯，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为82％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例16
本实施例中，用等摩尔3-三氟甲基-4-氯溴苯替换实施例1中的溴苯，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为93％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例17
本实施例中，用等摩尔6-溴-1,2,3,4-四氢-2-喹啉酮替换实施例1中的溴苯，反应时间延长至36小时，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色固体产物，其产率为60％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例18
本实施例中，用等摩尔5-溴苯酞替换实施例1中的溴苯，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色固体产物，其产率为76％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例19
本实施例中，用等摩尔7-溴苯并二氢吡喃替换实施例1中的溴苯，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为84％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例20
本实施例中，用等摩尔2-二氟甲氧基溴苯替换实施例1中的溴苯，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为84％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例21
本实施例中，用等摩尔2-氧叔丁基溴苯替换实施例1中的溴苯，反应时间延长至36小时，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为78％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例22
本实施例中，用等摩尔1,4-二溴-2,5-二己基苯替换实施例1中的溴苯，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为79％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例23
本实施例中，用等摩尔2-氟-4-溴吡啶替换实施例1中的溴苯，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为89％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例24
本实施例中，用等摩尔6-溴苯并噻吩替换实施例1中的溴苯，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为75％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例25
本实施例中，用等摩尔2-甲巯基-5-溴嘧啶替换实施例1中的溴苯，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为62％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例26
本实施例中，用等摩尔晴菌唑替换实施例1中的溴苯，用等摩尔溴化铵替换实施例1中的碳酸铵，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色固体产物，其产率为71％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例27
本实施例中，用等摩尔下述结构的氯化物替换实施例1中的溴苯，用等摩尔溴化铵替换实施例1中的碳酸铵，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的白色固体胺化产物，其产率为81％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例28
本实施例中，用等摩尔下述结构的氯化物替换实施例1中的溴苯，用等摩尔溴化铵替换实施例1中的碳酸铵，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的白色固体胺化产物，其产率为84％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例29
本实施例中，用等摩尔溴代吉非罗齐甲酯替换实施例1中的溴苯，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的深黄色油状产物，其产率为79％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例30
本实施例中，用等摩尔用下述结构的氯化物替换实施例1中的溴苯，用等摩尔溴化铵替换实施例1中的碳酸铵，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状胺化产物，其产率为75％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例31
本实施例中，用等摩尔下述结构的氯化物替换实施例1中的溴苯，用等摩尔溴化铵替换实施例1中的碳酸铵，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的深黄色油状胺化产物，其产率为79％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例32
本实施例中，用等摩尔4-溴苯硼酸酯替换实施例1中的溴苯，用等摩尔
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例33
本实施例中，用等摩尔3-溴-4-甲基噻吩替换实施例1中的溴苯，用等摩尔
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例34
本实施例中，用等摩尔溴代吉非罗齐甲酯替换实施例1中的溴苯，用等摩尔
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例35
本实施例中，用等摩尔9-(4-溴苯基)咔唑替换实施例1中的溴苯，用等摩尔
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例36
本实施例中，用等摩尔2-氯5-甲氧基溴苯替换实施例1中的溴苯，用等摩尔
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例37
本实施例中，用等摩尔氯雷他定替换实施例1中的溴苯，用等摩尔
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例38
本实施例中，用等摩尔1-(4-氯苯基)-1-氰基环丁烷替换实施例1中的溴苯，等摩尔甲胺盐酸盐替换实施例1中的碳酸铵，等摩尔氯化镍替换实施例1中的醋酸镍，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为82％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例39
本实施例中，用等摩尔4-氯苯乙酮替换实施例1中的溴苯，等摩尔甲胺盐酸盐替换实施例1中的碳酸铵，等摩尔氯化镍替换实施例1中的醋酸镍，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的深黄色油状物产物，其产率为88％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例40
本实施例中，用等摩尔4-氯苯硫醚替换实施例1中的溴苯，用等摩尔甲胺盐酸盐替换实施例1中的碳酸铵，等摩尔氯化镍替换实施例1中的醋酸镍，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为82％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例41
本实施例中，用等摩尔氯贝特替换实施例1中的溴苯，用等摩尔甲胺盐酸盐替换实施例1中的碳酸铵，等摩尔氯化镍替换实施例1中的醋酸镍，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为78％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例43
本实施例中，用等摩尔4-溴联苯醚替换实施例1中的溴苯，用等摩尔甲胺盐酸盐替换实施例1中的碳酸铵，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为84％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例44
本实施例中，用等摩尔4-溴雌酚酮替换实施例1中的溴苯，用等摩尔甲胺盐酸盐替换实施例1中的碳酸铵，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的白色固体产物，其产率为73％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例45
本实施例中，用等摩尔4-环丙基溴苯替换实施例1中的溴苯，用等摩尔氘代甲胺盐酸盐替换实施例1中的碳酸铵，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的深黄色油状产物，其产率为85％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例46
本实施例中，用等摩尔6-溴-1,1,4,4-四甲基-1,2,3,4-四氢化萘替换实施例1中的溴苯，用等摩尔氘代甲胺盐酸盐替换实施例1中的碳酸铵，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为86％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例47
本实施例中，用等摩尔3-金刚烷-4-甲氧基溴苯替换实施例1中的溴苯，用等摩尔氘代甲胺盐酸盐替换实施例1中的碳酸铵，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为83％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例48
本实施例中，用等摩尔2-溴-4-甲基-6-氟吡啶替换实施例1中的溴苯，用等摩尔氘代甲胺盐酸盐替换实施例1中的碳酸铵，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为87％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例49
本实施例中，用等摩尔10-(4-溴苯)-9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶替换实施例1中的溴苯，用等摩尔氘代甲胺盐酸盐替换实施例1中的碳酸铵，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为84％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例50
本实施例中，用等摩尔溴代吉非罗齐甲酯替换实施例1中的溴苯，用等摩尔氘代甲胺盐酸盐替换实施例1中的碳酸铵，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为84％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例51
本实施例中，用等摩尔2-甲基-4-氯硼酸酯替换实施例1中的溴苯，用等摩尔乙胺盐酸盐替换实施例1中的碳酸铵，用等摩尔氯化镍替换实施例1中的醋酸镍，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的淡黄色固体产物，其产率为80％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例52
本实施例中，用等摩尔4-氯苯基甲基砜替换实施例1中的溴苯，用等摩尔乙胺盐酸盐替换实施例1中的碳酸铵，用等摩尔氯化镍替换实施例1中的醋酸镍，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的淡黄色固体产物，其产率为84％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例53
本实施例中，用等摩尔4-氯吡啶替换实施例1中的溴苯，用等摩尔二甲胺盐酸盐替换实施例1中的碳酸铵，用等摩尔氯化镍替换实施例1中的醋酸镍，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的白色固体产物，其产率为80％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例54
本实施例中，用等摩尔4-溴苯并环丁烯替换实施例1中的溴苯，用等摩尔二甲胺盐酸盐替换实施例1中的碳酸铵，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为85％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例55
本实施例中，用等摩尔4-溴三甲基苯硅烷替换实施例1中的溴苯，用等摩尔二甲胺盐酸盐替换实施例1中的碳酸铵，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为90％。
所得产物的核磁波谱数据为：
实施例56
本实施例中，用等摩尔6-溴-1,4-苯并恶烷替换实施例1中的溴苯，用等摩尔二甲胺盐酸盐替换实施例1中的碳酸铵，其他步骤与实施例1相同，得到结构式如下的黄色油状产物，其产率为88％。
所得产物的核磁波谱数据为：