一种不对称芳基取代脲类化合物的催化合成方法 本发明涉及不对称取代脲的制备技术,特别提供了一种芳香族硝基化合物的还原羰基化合成不对称取代脲的方法。
不对称取代脲是一类用途广泛的化合物,由于结构中含有不同取代的肽键(-CONH-),故多数具有生物活性。如不对称取代脲单元是许多酶抑制剂和生物模拟肽的常见的结构特征,不对称苯基取代脲是农业上一类较为重要的除草剂等。以往合成这些化合物的方法有以下几种:
1.利用光气或基于光气的一类物质(如异氰酸酯和氨基甲酞氯),但由于光气有剧毒,且反应过程中生成大量的含氯废物,因而造成设备腐蚀和大量处理起来的困难(见文献1冯胜主编,《精细化工手册》,广东科技出版社,1995年,945页)
2.利用一些对称或不对称取代的碳酸衍生物;以及一些氯甲酸酯类化合物。但是它们中有的反应时间比较长,有的需要使用大过量的试剂,有的本身制备就很麻烦,而且许多又回到光气上去(见文献2T.Patonay,E.Patonay-Peli,L.Zolnai and F.Mogyorodi,Syn.Commun26(22),4253(1996))。
3.直接利用CO的羰基化反应来合成取代脲,其中较多的研究集中在用贵金属(如钯、钌、铑)和它们的化合物作催化剂的硝基化合物地还原羰基化和胺的氧化羰基化反应,一般需要较高的温度和压力(见文献EP 0250037(1987))。
4.利用对称的苯基脲与有机胺的置换反应也可很好地来制备不对称的苯基脲,但需要使用过量几倍的有机胺,且有计量的苯胺类产物共生,反应原子经济性差(见文献4中国专利申请号码99112869.9;99112921.0)。
本发明的目的在于提供一种不对称芳基取代脲类化合物的催化合成方法,其反应原料简单,反应产率高,便于与产品分离,工艺难度低,投资设备少。
本发明提供了一种不对称芳基取代脲类化合物的催化合成方法,其特征在于:用硒粉作催化剂,有机胺为共试剂,利用CO进行芳香族硝基化合物的羰基化反应一步得到不对称芳基取代脲类化合物,CO气体的压力为常压到5.0Mpa,反应温度为50~200℃。
反应的方程式为:
本发明不对称芳基取代脲类化合物的催化合成方法中反应物芳香族硝基化合物的苯基上可带有各种给电子或吸电子的取代基。反应物有机胺可以为R1R2NH,其中R1、R2为H、取代或非取代的烷基,或NR1R2为吡咯烷基、哌啶基和吗啡琳基的杂环。CO气体的纯度要求不高,可以含有各种惰性气体,因此可望利用一些含CO的工业尾气。催化剂硒粉是各种形态的单质硒,例如无定性的或者金属单质。溶剂使用任何极性或非极性的惰性溶剂或其混合物。
本发明将芳香族硝基化合物的还原羰基化与有机胺的氧化羰基化相结合,一步反应得到不对称取代脲类化合物,反应使用的催化剂价廉易得。反应原子经济性高,选择性好,对环境友好,步骤简捷,操作方便,后序分离容易。
下面通过实施例详述本发明。
实施例1
在70毫升的不锈钢高压釜中加入硝基苯(1.23g,0.01mol)、哌啶(0.85g,0.01mol)、Se粉(0.0395g,0.5mmol)和甲苯10g密封,用CO气体置换2次后,充至3.0MPa,然后将釜放入己升到150C的油浴中搅拌反应1.5h。待釜冷却到室温后,放掉残余气体,打开釜,将过滤所得的固体和母液浓缩后过滤所得固体合并,干燥,称重得白色针状固体产物苯氨基羰基哌啶1.85g,HPLC分析纯度为99%,计算得产率为89.8%。含量测定采用Waters高效液相色谱系统,包括两只515泵,486型UV检测器,Spherisorb ODS-2毛柱(5μm,4.6×250mm),以甲醇一水为流动相,流速:1ml/min,检测器波长为每个化合物的λmax,柱温:室温,外标法。
实施例2
将二丁胺代替实施例1中的哌啶,进行上述反应,得白色固体产物N,N-二丁基-N'-苯基脲2.05g,HPLC分析纯度为99%,计算得产率为81石%。
实施例3
将对甲硝基苯代替实施例1中的硝基苯,进行上述反应,白色固体产物4-甲基苯基哌啶1.72g,HPLC分析纯度为99%。计算得产率为78.1%,