過渡金屬催化炔丙基胺的合成研究

楚惠元 李曉杰 高子舒 張文博(河套學(xué)院生態(tài)資源與工程系，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000)

0 引言

炔丙基胺是一種重要的生物醫(yī)藥合成中間體，鑒于其結(jié)構(gòu)的特殊性，它在多官能團(tuán)胺類化合物及具有潛在治療性藥物試劑的合成方面有一定的應(yīng)用前景。炔丙基胺類化合物傳統(tǒng)的合成方法有炔丙基化合物的胺基化，有機(jī)金屬炔基化試劑、格氏試劑與亞胺衍生物的親和加成反應(yīng)[1,2]。近年來，醛、胺、炔的三組分偶聯(lián)反應(yīng)(A3-偶聯(lián)反應(yīng))用于合成炔丙基胺的合成方法，由于其反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)效率高受到人們的廣泛關(guān)注[3-6]。本課題組之前已報(bào)道過用幾種過渡金屬催化合成二茂鐵基-炔丙基胺化合物[7]，這次以溴化亞銅為催化劑，二茂鐵乙炔、嗎啡啉、苯甲醛為反應(yīng)底物，合成目標(biāo)產(chǎn)物二茂鐵基-炔丙基胺。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

儀器：紅外光譜儀(FTIR-7600)；集熱式恒溫磁力攪拌器(DF-101Z)；10ml 反應(yīng)瓶；蛇形冷凝管。

試劑：二茂鐵乙炔(分析純)；苯甲醛(分析純)；嗎啡啉(分析純)；溴化亞銅(分析純)。

1.2 溶劑及原料的預(yù)處理

苯甲醛：在蒸餾之前，先加入無水硫酸鈉進(jìn)行干燥除水，然后在蒸餾備用；嗎啡啉：先用氫化鈣回流兩小時(shí)，然后蒸餾備用；1,4-二氧六環(huán)：用氫氧化鉀干燥靜置過夜過濾，加入鈉加熱回流，再蒸餾后備用。

1.3 炔丙基胺的合成

分析天平校準(zhǔn)后，準(zhǔn)確稱取反應(yīng)所需底物。首先依次稱取一定量的苯甲醛、二茂鐵乙炔、嗎啡啉放入反應(yīng)瓶中，再投入一定量的溴化亞銅為催化劑，1,4-二氧六環(huán)為溶劑，加入小磁子，進(jìn)行回流攪拌。反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，利用薄層板點(diǎn)樣，監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)行的程度。反應(yīng)結(jié)束后，利用層析柱分離得目標(biāo)產(chǎn)物，并旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑得到紅褐色產(chǎn)物，干燥后計(jì)算收率。

1.4 產(chǎn)品檢測與分析

由于實(shí)驗(yàn)條件限制，只能用紅外光譜儀檢測產(chǎn)品。本實(shí)驗(yàn)所得產(chǎn)品外觀為紅褐色固體，對該產(chǎn)品進(jìn)行紅外光譜分析，其特征吸收峰如下： 2921.63cm-1為茂環(huán)C-H 的伸縮振動吸收峰，1596.77cm-1為茂環(huán)骨架的伸縮振動吸收峰，1482.99cm-1、1104.27cm-1、為茂環(huán)C=H 雙鍵伸縮振動吸收峰，根據(jù)紅外特征吸收峰的歸屬可知得到的產(chǎn)品為二茂鐵基炔丙基胺。紅外光譜如圖1 所示。

圖1 二茂鐵基炔丙基胺紅外光譜

2 結(jié)果與討論

根據(jù)之前的研究經(jīng)驗(yàn)得知，影響該反應(yīng)收率的幾個(gè)因素有原料的物質(zhì)的量比、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度等，接著對這幾個(gè)因素進(jìn)行考察，對收率的影響。

2.1 炔、醛、胺的物質(zhì)的量比

根據(jù)表1 的數(shù)據(jù)得知，隨著醛和胺的物質(zhì)的量增加，有利于提高反應(yīng)收率，但隨著醛和胺的物質(zhì)的量繼續(xù)增加，收率提高效果不明顯，所以結(jié)合經(jīng)濟(jì)角度考慮，該反應(yīng)的最佳配比為炔、醛、胺的物質(zhì)的量比為1∶1.2∶1.2。

表1 炔、醛、胺的物質(zhì)的量比對收率的影響

2.2 反應(yīng)溫度的考察

當(dāng)炔、醛、胺的物質(zhì)的量比為1∶1.2∶1.2，反應(yīng)時(shí)間3h，對反應(yīng)溫度進(jìn)行考察，結(jié)果見表2 所示。

表2 反應(yīng)溫度對收率的影響

由表2 數(shù)據(jù)得知，為了能得到較高的收率，反應(yīng)溫度應(yīng)該控制在110℃。

2.3 反應(yīng)時(shí)間的考察

當(dāng)炔、醛、胺的物質(zhì)的量比為1∶1.2∶1.2，反應(yīng)溫度為110℃，對反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行考察，結(jié)果見表3 所示。

表3 反應(yīng)時(shí)間對收率的影響

由表3 數(shù)據(jù)得知，為了能得到較高的收率，反應(yīng)時(shí)間應(yīng)該控制在3h。

綜上實(shí)驗(yàn)得出：最優(yōu)反應(yīng)條件為炔、醛、胺的物質(zhì)的量比為1∶1.2∶1.2，反應(yīng)溫度為110℃，反應(yīng)時(shí)間為3h。

2.4 最優(yōu)反應(yīng)條件下的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)

在最優(yōu)反應(yīng)條件下進(jìn)行重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，重復(fù)4 次的結(jié)果見表4。

表4 最優(yōu)反應(yīng)條件的下平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從表4 的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，4 次平行實(shí)驗(yàn)后收率平均值為67.3%，溴化亞銅的催化活性較高。

3 結(jié)語

本實(shí)驗(yàn)是以溴化亞銅為催化劑，催化合成二茂鐵基炔丙基胺，催化劑具有較高的催化活性，制備簡單，收率高，是一種具有工業(yè)應(yīng)用前景的合成路線。