[发明专利]一种简单制备芳基吗啉和芳基哌啶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种简单制备芳基吗啉和芳基哌啶的方法，具体地说，涉及一种通过简单体系的Buchwald-Hartwig反应制备芳基吗啉和芳基哌啶的方法。 

背景技术

芳基吗啉、芳基哌啶类化合物，广泛的应用于有机化学、药物化学、材料科学等领域。在合成有机染料、天然化合物、医药中间体、生物活性物质、功能性材料等有越来越重要的作用。(B.B.Sniker，et al.J.Am.Chem.Soc.1998，120，6417-6418；U.Scholz，et al.Adv.Synth.Catal.2004，346，1599-1626) 

传统的合成芳基吗啉/芳基哌啶的方法是以铜或者铜的化合物为催化剂，但是它的反应条件比较苛刻、有很多的局限性，比如高温、当量的催化剂，还有基本上只对碘代芳烃有效(J.Hassan，et al.Chem.Rev.2002，102，1359)。铜催化反应见说明书附图(图1)示例。 

1995年Buchward与Hartwig分别发展了一种以钯为催化剂的胺化反应，能够很好的催化卤代芳烃与吗啉、哌啶等胺类化合物的反应，反应条件温和，应用性较广，成为胺化反应的重要方法。但是其中所用的钯络合物结构较复杂，例如Pd₂(dba)₃，Pd(PPh₃)Cl₂等，其中所用的膦配体，像(o-tol)₃P，^tBu₃P，dppf和BINAP等，基本上都对空气敏感、价格昂贵、结构复杂。(L.Buchwald，et al.Angew.Chem.Int.Ed.Engl.1995，34(12)，1348-1350.F.Hartwig，et al.Tetrahedron Letters.1995，63(21)，3609-3612)。Buchwald-Hartwig胺化反应见说明书附图(图2)示例。 

因此，需要寻找一种简单、方便、经济、高效、稳定的催化体系催化合成芳基吗啉和芳基哌啶的方法。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有制备芳基吗啉和芳基哌啶需要较复杂的钯络合物和不稳定、结构复杂、价格昂贵的膦配体等缺陷，提供一种经济、简便、高收率且有实用价值的制备芳基吗啉和芳基哌啶的方法。 

所述的制备方法的主要步骤是：在催化量的简单结构的钯化合物和简单结构的磷(膦)配体以及碱的存在下，由吗啉(式III)或者哌啶(式IV)分别与溴代芳烃(式V)在有机溶剂中，一定温度下，反应3-10小时后，经柱层析分离，得到芳基吗啉(式I)或者芳基哌啶(式II)。式I、II、III、IV、V的结构见说明书附图(图3)所示。 

本发明所述的催化剂为PdCl₂、K₂PdCl₄、Na₂PdCl₄、Pd(OAc)₂、Pd(CH₃CN)₂Cl₂的一种或多种，较佳的为PdCl₂，其用量为式V化合物的0.5-5mol％，较佳的为式V化合物的2mol％。 

本发明所述的磷(膦)配体为亚磷酸三乙酯、亚磷酸三苯脂、三苯基膦的一种或多种，较佳的为三苯基膦，其用量为式V化合物的1-10mol％，较佳的用量为式V化合物的4mol％。 

本发明所述的式III化合物与式IV化合物的用量为式V化合物摩尔量的1-3倍，较佳的为V化合物摩尔量的1.5倍 

本发明所述的反应较佳的在氮气气氛中进行。 

本发明所述的碱为叔丁醇钠、叔丁醇钾、磷酸钾、氢化钠中的一种或多种。较佳的为叔丁醇钠，其用量为0.5-5mol，较佳的为1.5mol。 

本发明所述的有机溶剂为甲苯、二氧六环、四氢呋喃的一种或多种，较佳的为甲苯。 

本发明所述的反应温度为25-130℃，较佳的为溶剂的回流温度。所述的反应时间为3-10小时，较佳的 为5小时。反应结束后，较佳的将粗产品通过柱层析提纯。 

本发明所用的催化剂、配体、原料、碱及溶剂均市售可得。