叔丁醇鋰催化酰胺化反應

張 偉， 申 劍， 龔文照， 袁秋華

(1.陽泉煤業(集團)有限責任公司化工研究院，山西 太原 030021；2.山西省分析科學研究院，山西 太原 030006)

叔丁醇鋰催化酰胺化反應

張 偉1， 申 劍2， 龔文照1， 袁秋華1

(1.陽泉煤業(集團)有限責任公司化工研究院，山西 太原 030021；2.山西省分析科學研究院，山西 太原 030006)

研究使用易得的叔丁醇鋰催化酰胺化反應。結果表明，在溫和條件下，叔丁醇鋰可以有效地催化芳香胺與芳香醛的酰胺化反應，最高產率91.7%。

叔丁醇鋰；酰胺化；催化

引 言

酰胺是一類非常重要的化合物，被廣泛地應用于制藥工業、材料化學和生物化學等眾多領域。傳統的制備酰胺的方法被嚴苛的反應條件所限制，替代方法有貝克曼重排、施陶丁格反應和鹵代芳烴的酰胺化等[1-2]。而在這諸多方法中，直接由醛和胺反應生成酰胺的方法無疑是目前最受關注的一種。因為該方法不僅原料易得，而且具有較高的原子經濟性[3]。2004年，Ishihara研究組報道了用LDA催化酰胺化反應，但該路線須將底物胺先轉化為氨基鋰鹽或鈉鹽[4]。2008年，Marks等在Organic Letter期刊上發表了用La[N(SiMe3)2]3在室溫條件下催化酰胺化反應的反應路線。蘇州大學沈琪課題組近年來也合成出了一系列類似的鑭系金屬催化劑，用于該路線的催化反應[5-11]。山西大學魏學紅課題組2012年以來亦對堿金屬化合物催化酰胺化反應進行了系統研究，開發了一系列β-二亞胺堿金屬催化劑，發現了易得的叔丁醇鋰對酰胺化反應具有較高的催化活性[12]。上述文獻報道的各類催化劑均須在無水、無氧環境中催化酰胺化反應，制約了催化劑的應用前景。基于此，本文擬以叔丁醇鋰為研究對象，在室溫、接觸空氣的條件下催化酰胺化反應。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

試劑：叔丁醇鋰(RG、Aladdin試劑公司)，芐胺、叔丁胺、苯胺、鄰甲苯胺等芳香胺，異丁醛、苯甲醛、對甲基苯甲醛等芳香醛(使用前固體胺與醛均重結晶，液體胺與醛均重新蒸餾)；實驗中所用乙醚經干燥、蒸餾處理；核磁表征用溶劑為DCCl3、d6-DMSO。

儀器：Bruker DRX-300 MHz超導核磁共振儀，上海精科WRS-1B數字熔點儀。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗步驟

在燒瓶中依次加入0.2 mmol/L叔丁醇鋰、3 mL乙醚和2 mmol/L胺，在室溫、接觸空氣的條件下攪拌0.5 h后加入6 mmol/L醛，反應2 h后加少量水終止反應，減壓蒸餾除去多余溶劑，剩余固體用正己烷洗滌3次，用無水乙醇重結晶，得晶狀固體。

1.2.2 產品表征

反應生成的各種酰胺經1H-NMR、13C-NMR表征、熔點測定與文獻報道數據相符[1，6]，結果見第24頁表1。

表1 產品的化學表征數據

2 結果與討論

實驗考察了在室溫、接觸空氣的條件下，叔丁醇鋰對多種胺與醛的酰胺化反應的催化效果。首先將苯甲醛固定，在乙醚溶劑中叔丁醇鋰的催化下檢驗各種胺與苯甲醛發生酰胺化反應的產率。對比后發現，苯胺是產率最高的胺。之后，將苯胺固定，選用不同的醛與其反應，以檢驗各種醛與苯胺發生酰胺化反應的產率，結果見表2。

表2 各種胺與醛反應生成相應的酰胺

由表2數據對比發現，在各類胺中，芳香胺的反應活性較高，而脂肪胺則與苯甲醛幾乎不發生酰胺化反應；各類醛中，芳香醛表現出了較高的反應活性，而脂肪醛則幾乎沒有反應活性。此外，當芳香胺和芳香醛的鄰位上有取代基時，由于空間位阻影響，會對酰胺化反應造成不利影響[7，10]。

3 結論

在本論文中，易得的叔丁醇鋰被用于了催化酰胺化反應。結果表明，在室溫、接觸空氣的條件下，叔丁醇鋰對芳香胺與芳香醛的酰胺化反應有較高的催化活性。

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[12]張偉.堿金屬化合物催化酰胺化反應[D].太原:山西大學,2013.

Amidation catalyzed by Lithium tert-butoxide

ZHANG Wei1, SHEN Jian2, GONG Wenzhao1, YUAN Qiuhua1

(1.Chemical Research Insitute of Yangquan Coal Industry (Group) Co., Taiyuan Shanxi 030021, China; 2.Shanxi Academy of Analytical Sciences, Taiyuan Shanxi 030006, China)

Lithium tert-butoxide is found to be a highly efficient catalyst for amidation of amines with aldehydes to corresponding amides. The reaction of aromatic amines with aromatic aldehydes catalyzed by lithium tert-butoxide could proceed smoothly under mild conditions and gave a series of amides in high yield. The highest yield is up to 91.7%.

lithium tert-butoxide; amidation; catalysis

2017-03-20

張 偉，男，1985年出生，2013年畢業于山西大學有機化學專業，碩士學位，助理工程師，主要從事聚十一酰胺植物基工程塑料項目和低濃度甲烷制備甘氨酸項目研究工作。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.02.08

TQ323.6

A

1004-7050(2017)02-0023-03

科研與開發