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，合成目標產(chǎn)物二茂鐵基-炔丙基胺。

1 實驗部分

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，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

分析天平校準后，準確稱取反應(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，進行回流攪拌。反應(yīng)進行一段時間后，利用薄層板點樣，監(jiān)測反應(yīng)進行的程度。反應(yīng)結(jié)束后，利用層析柱分離得目標產(chǎn)物，并旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑得到紅褐色產(chǎn)物，干燥后計算收率。

1.4 產(chǎn)品檢測與分析

由于實驗條件限制，只能用紅外光譜儀檢測產(chǎn)品。本實驗所得產(chǎn)品外觀為紅褐色固體，對該產(chǎn)品進行紅外光譜分析，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)驗得知，影響該反應(yīng)收率的幾個因素有原料的物質(zhì)的量比、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度等，接著對這幾個因素進行考察，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)時間3h，對反應(yīng)溫度進行考察，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)時間進行考察，結(jié)果見表3 所示。

表3 反應(yīng)時間對收率的影響

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

綜上實驗得出：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)時間為3h。

2.4 最優(yōu)反應(yīng)條件下的重復(fù)性實驗

在最優(yōu)反應(yīng)條件下進行重復(fù)性實驗，重復(fù)4 次的結(jié)果見表4。

表4 最優(yōu)反應(yīng)條件的下平行實驗結(jié)果

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

3 結(jié)語

本實驗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。