N-杂环化合物的甲基化合成方法

技术领域

本发明涉及精细化工领域，具体是一种N-杂环化合物的甲基化合成方法：即采用绿色甲基化试剂碳酸二甲酯，在加压条件下合成

背景技术

碳酸二甲酯在有机合成中具备无污染、反应友好的特征，是一种绿色化工试剂。碳酸二甲酯的分子结构中含有多种官能团，如 ：–CH

目前

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种N-杂环化合物的甲基化合成方法：以低毒、环保的碳酸二甲酯作为甲基化试剂，与N-杂环化合物反应生成N-甲基化合物。

本发明原理：

式（1）为N-杂环甲基化的化学反应方程式

本方法合成的N-杂环化合物甲基化化合物具有如下化学通式(II)或(III)。

其中，当R

具体合成方法如下：

a．甲基化反应：向反应釜中依次投入N-杂环化合物和碳酸二甲酯，经过气体置换后升温、保温保压进行反应；反应温度为80-250°C，压力为0.3-8MPa，反应时长为3-12h；

N-杂环化合物的通式为：

其中，R

b．精馏：反应完成后经降压、反应母液经减压蒸馏得到甲基化产品并回收碳酸二甲酯和副产甲醇。

上述甲基化反应中，

甲基化反应在催化剂条件下进行，催化剂为金属镍、钯、铂及含金属镍、钯、铂的载体催化剂，1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯、三乙烯二胺、18-冠醚-6、四丁基碘化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、聚乙二醇等其中的一种或几种的任意组合。

上述甲基化反应中，反应温度优选100-200°C，反应压力优选1.2-3.0MPa；

所述的气体置换是使用氮气对釜内空气进行置换。

步骤b精馏在真空条件下进行，精馏压力控制在绝压1-60KPa(A)，优选绝压1.5-20KPa(A)；精馏温度控制在60-150°C，优选80-100°C。

本发明的有益效果是：利用碳酸二甲酯试剂在加压条件下合成N-甲基化的产物，与碘甲烷、硫酸二甲酯相比，碳酸二甲酯毒性低，对环境的更为友好；反应转化率高，操作简单，反应成本较低。同时甲基化反应选择性极好，适合高选择性的合成1-甲基-1H-吲哚、1,3,3-三甲基-2-亚甲基吲哚啉等系列产品。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1： N-杂环化合物的甲基化合成方法，具体步骤如下：

1L压力釜中依次加入2,3,3-三甲基-3H-吲哚1mol、碳酸二甲酯3mol，封釜用氮气进行气体置换。随后开启搅拌，升温至180-220 °C，压力为3.0-5.0MPa，反应6-8 h至反应终点。降温、降压。在常压、85°C条件下分离回收碳酸二甲酯和副产甲醇，在绝压3-5KPa(A)，80-90°C条件下蒸馏得到甲基化的产品1,3,3-三甲基-2-亚甲基吲哚啉。反应转化率98.5%，定量产品得率97.8%。

实施例2：N-杂环化合物的甲基化合成方法，具体步骤如下：

1L压力釜中依次加入3H-吲哚1mol、碳酸二甲酯2.5mol和十六烷基三甲基氯化铵1.6g，封釜用氮气进行气体置换。随后开启搅拌，升温至150-170 °C，压力为1.6-3.2MPa，反应6-7h至反应终点。降温、降压。在常压、90°C条件下分离回收碳酸二甲酯和副产甲醇，在绝压1-3KPa(A)，70-85°C条件下蒸馏得到甲基化的产品。反应转化率99.1%，定量产品得率98.8%。

实例3：N-杂环化合物的甲基化合成方法，具体步骤如下：

1L压力釜中依次加入3-甲基吲哚啉1mol、碳酸二甲酯1.6mol和钯碳催化剂1.5g，封釜用氮气进行气体置换。随后开启搅拌，升温至120-130 °C，压力为1.2-1.5MPa，反应7-9h至反应终点。降温、降压。在常压、100°C条件下分离回收碳酸二甲酯和副产甲醇，在绝压10-20KPa(A)，110-120°C条件下蒸馏得到甲基化的产品。反应转化率99.3%，定量产品得率98.5%。

实例4：N-杂环化合物的甲基化合成方法，具体步骤如下：

1 L压力釜中依次加2,3,3-三甲基-5-溴-3H-吲哚1 mol、碳酸二甲酯3 mol和四丁基碘化铵5.9g，封釜用氮气进行气体置换。随后开启搅拌，升温至160-200 °C，反应6-8 h至反应终点。降温、降压。在常压、100°C条件下分离回收碳酸二甲酯和副产甲醇，在绝压4-6KPa(A)，90-100°C条件下蒸馏得到甲基化的甲基化产品。反应转化率99.2%，定量产品得率98.3%。