一种苯甲腈衍生物的制备方法

摘要

本发明公开了一种苯甲腈衍生物的制备方法，以苯乙酸或其衍生物及尿素为原料，以铜盐为催化剂，以氧气为氧化剂制备苯甲腈衍生物。本发明的方法采用了铜盐做催化剂，以氧气做氧化剂，无额外的助催化剂，原料苯乙酸及其衍生物在市场上易于购得，且价格便宜，种类多，尿素作为氰的来源低毒，价格低，反应条件温和的，对环境友好，具有良好的官能团兼容性。

权利要求

1.一种苯甲腈或其衍生物的制备方法，其特征在于：以苯乙酸或其衍生物及尿素为原料，以铜盐为催化剂，以氧气为氧化剂制备苯甲腈或其衍生物，所制得的苯甲腈或其衍生物的结构式为如下之一：上述铜盐包括Cu(OAc)2、Cu(OTf)2、Cu(TFA)2、CuBr2、CuSO4、Cu2O或CuCl2。

2.如权利要求1所述的一种苯甲腈或其衍生物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将苯乙酸或其衍生物、铜盐、尿素加入到含有DMSO、DMF或甲苯的耐压密封管中，充入氧气后进行反应；

(2)反应完成后，将反应液冷却到室温，加入乙酸乙酯充分混合，经洗涤和反萃，合并有机相后干燥；

(3)将有机相中的溶剂旋干后，用硅胶柱进行纯化，洗脱剂洗脱得苯甲腈或其衍生物。

3.如权利要求2所述的一种苯甲腈或其衍生物的制备方法，其特征在于：所述铜盐的浓度为10～20mol％。

4.如权利要求2所述的一种苯甲腈或其衍生物的制备方法，其特征在于：所述反应温度为100～130℃，反应时间为20～24小时。

5.如权利要求2所述的一种苯甲腈或其衍生物的制备方法，其特征在于：所述洗涤和反萃过程具体如下：NaHCO3水溶液洗涤两次，饱和食盐水洗涤一次，合并水相后乙酸乙酯反萃两次。

6.如权利要求2所述的一种苯甲腈或其衍生物的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)的洗脱剂为乙酸乙酯和石油醚的混合液，其中乙酸乙酯:石油醚＝50:1。

说明书

一种苯甲腈衍生物的制备方法

技术领域

[0001] 本发明具体涉及一种苯甲腈衍生物的制备方法。

背景技术

[0002] 芳香腈类化合物在有机合成中是一种重要的中间体，能够转化成多种其他基团，包括氨基，胺类，醛和杂环化合物，因此被广泛应用于医药行业、天然产物和农业化学药品的合成。但现有生产芳香腈类化合物的方法不是需要有具有爆炸性的化合物或者有毒的氰原，就是反应需要强酸性条件下进行。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种苯甲腈衍生物的制备方法。

[0004] 本发明的具体技术方案如下：

[0005] 一种苯甲腈衍生物的制备方法，以苯乙酸或其衍生物及尿素为原料，以铜盐为催化剂，以氧气为氧化剂制备苯甲腈衍生物，其反应机理如下：

[0006]

[0007] 在本发明的一个优选实施方案中，包括如下步骤：

[0008] （1）将苯乙酸或其衍生物、铜盐、尿素加入到含有DMSO、DMF或甲苯的耐压密封管中，充入氧气后进行反应；

[0009] （2）反应完成后，将反应液冷却到室温，加入乙酸乙酯充分混合，经洗涤和反萃，合并有机相后干燥；

[0010] （3）将有机相中的溶剂旋干后，用硅胶柱进行纯化，洗脱剂洗脱得苯甲腈衍生物。

[0011] 在本发明的一个优选实施方案中，所述铜盐包括Cu(OAc)2、Cu(OTf)2、Cu(TFA)2、CuBr2、CuSO4、Cu2O或CuCl2。

[0012] 在本发明的一个优选实施方案中，所述铜盐的浓度为10～20mol%。

[0013] 在本发明的一个优选实施方案中，所述反应温度为100～130℃，反应时间为20～24小时。

[0014] 在本发明的一个优选实施方案中，所述洗涤和反萃过程具体如下：NaHCO3水溶液洗涤两次，饱和食盐水洗涤一次，合并水相后乙酸乙酯反萃两次。

[0015] 在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤（3）的洗脱剂为乙酸乙酯和石油醚的混合液，其中乙酸乙酯:石油醚=50:1。

[0016] 本发明的有益效果是：

[0017] 1、本发明的方法的原料为苯乙酸或其衍生物及尿素、催化剂为铜盐，氧化剂为氧气，反应条件温和的，对环境友好，具有良好的官能团兼容性；

[0018] 2、本发明的方法采用了铜盐做催化剂，以氧气做氧化剂，无额外的助催化剂，原料苯乙酸及其衍生物在市场上易于购得，且价格便宜，种类多，尿素作为氰的来源低毒，价格低。

具体实施方式

[0019] 以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。

[0020] 实施例1

[0021] （1）将苯乙酸或其衍生物(0.5mmol)、Cu(TFA)2(20mmol%)、尿素(1.5mmol)加入到含有DMSO(0.75mL)的耐压密封管中，充入氧气后在130℃搅拌，反应约20h，该过程中用TLC和GC进行跟踪（具体的反应时间由GC和TLC的跟踪结果决定）。

[0022] （2）由GC和TLC观察反应的原料已经反应完之后，将反应取出，冷却到室温。向反应加入20mL的乙酸乙酯，依次用NaHCO3(20mL×2)，饱和食盐水20mL洗涤。合并水相并用乙酸乙酯(20mL×2)反萃后合并有机相，用无水硫酸钠干燥。

[0023] （3）有机相通过旋转蒸发仪旋干溶剂，后用硅胶柱纯化产物，洗脱剂比例为乙酸乙酯:石油醚=50:1。得到苯甲腈，收率为84%。

[0024] 实施例2

[0025] （1）将苯乙酸或其衍生物(0.5mmol)、Cu(OAc)2(20mol%)、尿素(1.5mmol)加入到含有DMSO(0.75mL)的耐压密封管中，充入氧气后在130℃搅拌，反应约20h，该过程中用TLC和GC进行跟踪（具体的反应时间由GC和TLC的跟踪结果决定）。

[0026] 步骤（2）和（3）同实施例1，得到苯甲腈，收率为71%。

[0027] 实施例3

[0028] （1）将苯乙酸或其衍生物(0.5mmol)、Cu(OTf)2(20mol%)、尿素(1.5mmol)加入到含有DMSO(0.75mL)的耐压密封管中，充入氧气后在130℃搅拌，反应约20h，该过程中用TLC和GC进行跟踪（具体的反应时间由GC和TLC的跟踪结果决定）。

[0029] 步骤（2）和（3）同实施例1，得到苯甲腈，收率为69%。

[0030] 实施例4

[0031] （1）将苯乙酸或其衍生物(0.5mmol)、CuBr2(20mol%)、尿素(1.5mmol)加入到含有DMSO(0.75mL)的耐压密封管中，充入氧气后在130℃搅拌，反应约20h，该过程中用TLC和GC进行跟踪（具体的反应时间由GC和TLC的跟踪结果决定）。

[0032] 步骤（2）和（3）同实施例1，得到苯甲腈，收率为71%。

[0033] 实施例5

[0034] （1）将苯乙酸或其衍生物(0.5mmol)、CuSO4(20mol%)、尿素(1.5mmol)加入到含有DMSO(0.75mL)的耐压密封管中，充入氧气后在130℃搅拌，反应约20h，该过程中用TLC和GC进行跟踪（具体的反应时间由GC和TLC的跟踪结果决定）。

[0035] 步骤（2）和（3）同实施例1，得到苯甲腈，收率为81%。

[0036] 实施例6

[0037] （1）将苯乙酸或其衍生物(0.5mmol)、Cu2O(20mol%)、尿素(1.5mmol)加入到含有DMSO(0.75mL)的耐压密封管中，充入氧气后在130℃搅拌，反应约20h，该过程中用TLC和GC进行跟踪（具体的反应时间由GC和TLC的跟踪结果决定）。

[0038] 步骤（2）和（3）同实施例1，得到苯甲腈，收率为75%。

[0039] 实施例7

[0040] （1）将苯乙酸或其衍生物(0.5mmol)、CuCl2(20mol%)、尿素(1.5mmol)加入到含有DMSO(0.75mL)的耐压密封管中，充入氧气后在130℃搅拌，反应约20h，该过程中用TLC和GC进行跟踪（具体的反应时间由GC和TLC的跟踪结果决定）。

[0041] 步骤（2）和（3）同实施例1，得到苯甲腈，收率为23%。

[0042] 实施例8

[0043] （1）将苯乙酸或其衍生物(0.5mmol)、Cu(TFA)2(10mol%)、尿素(1.5mmol)加入到含有DMSO(0.75mL)的耐压密封管中，充入氧气后在130℃搅拌，反应约21h，该过程中用TLC和GC进行跟踪（具体的反应时间由GC和TLC的跟踪结果决定）。

[0044] 步骤（2）和（3）同实施例1，得到苯甲腈，收率为76%。

[0045] 实施例9

[0046] （1）将苯乙酸或其衍生物(0.5mmol)、Cu(TFA)2(10mol%)、尿素(1.5mmol)加入到含有DMSO(0.75mL)的耐压密封管中，充入氧气后在100℃搅拌，反应约24h，该过程中用TLC和GC进行跟踪（具体的反应时间由GC和TLC的跟踪结果决定）。

[0047] 步骤（2）和（3）同实施例1，得到苯甲腈，收率为24%。

[0048] 实施例10

[0049] （1）将苯乙酸或其衍生物(0.5mmol)、Cu(TFA)2(20mol%)、尿素(1.5mmol)加入到含有DMF(0.75mL)的耐压密封管中，充入氧气后在120℃搅拌，反应约23h，该过程中用TLC和GC进行跟踪（具体的反应时间由GC和TLC的跟踪结果决定）。

[0050] 步骤（2）和（3）同实施例1，得到苯甲腈，收率为32%。

[0051] 实施例11

[0052] （1）将苯乙酸或其衍生物(0.5mmol)、Cu(TFA)2(20mol%)、尿素(1.5mmol)加入到含有甲苯(0.75mL)的耐压密封管中，充入氧气后在120℃搅拌，反应约23h，该过程中用TLC和GC进行跟踪（具体的反应时间由GC和TLC的跟踪结果决定）。

[0053] 步骤（2）和（3）同实施例1，得到苯甲腈，收率为45%。

[0054] 实施例12

[0055] （1）苯乙酸衍生物的实验拓展：实验其他具体步骤同实施例1，原料为不同的苯乙酸衍生物(0.5mmol)，尿素(1.5mmol)，催化剂为Cu(TFA)2(20mol%)，氧化剂为氧气，DMSO为1.0mL，反应条件为下表的时间和温度，得到下表中的产物及相应的得率：

[0056]

[0057] 由以上的基于苯乙酸衍生物的实验拓展，可以看出该反应对于苯乙酸上的多种取代基具有良好的兼容性。并且分离收率都还不错，有的甚至高达98%

[0058] （2）基于杂环化合物的实验拓展：实验其他具体步骤同实施例1，反原料为不同杂环化合物(0.5mmol)，尿素(1.5mmol)，催化剂为Cu(TFA)2(20mol%)，氧化剂为氧气，DMSO为1.0mL，反应条件为下表的时间和温度，得到下表中的产物及相应的得率：

[0059]