[发明专利]一种合成烷基吡咯类化合物的方法

说明书

技术领域

本发明属于烷基吡咯类化合物的合成技术领域。具体涉及一种以甲醇和氨气为原料，在介质阻挡放电等离子体和催化剂协同作用条件下合成烷基吡咯类化合物的方法。

背景技术

吡咯是含氮五元杂环化合物，其兼具弱酸、弱碱和芳香环性质。吡咯最早从煤焦油和骨油中提取，主要由焦油馏分转变成固体吡咯钾盐分出。吡咯类化合物具有较好的生物活性和药物活性，广泛用于有机合成、制药工业和香精、香料行业。其中，2,5-二甲基吡咯可以用作香料、食品添加剂、有机合成中间体、也可用于乙烯聚合生产1-己烯。2,3,4,5-四甲基吡咯主要用于科学研究，其特殊的芳环结构可以用于茂金属的制备。

以下是关于吡咯类化合物的合成方法：

吡咯的制备方法主要有呋喃氨化法、丙烯醛法、吡咯烷脱氢法、克诺尔反应、汉奇及菲斯特反应、帕耳-克诺尔反应等。

呋喃氨化法：以呋喃和氨为原料，以铝、钼或钒的氧化物为催化剂，在400℃条件下发生脱水反应生成吡咯。

丙烯醛法：丙烯醛氯化后与肼、甲醇、氢氧化钠在25～30℃条件下反应得到吡咯。

吡咯烷脱氢法：以吡咯烷为原料，以铑或钯为催化剂，在650℃条件下发生脱氢反应生成吡咯，产率可超过90％。

克诺尔吡咯合成反应：α-氨基酮与β-酮酯发生缩合反应。

汉奇及菲斯特吡咯合成反应：α-卤代酮与β-酮基酯在氨存在条件下发生缩合反应。

帕耳-克诺尔吡咯合成反应：1,4-二酮与氨或伯胺发生缩合反应。

以下是关于三甲基吡咯和四甲基吡咯的合成方法。

Barton-Zard反应：以1-硝基-4-酮类为原料合成取代吡咯化合物的方法。其特点是1-硝基-4-酮先在有机碱催化作用下重排得到氨基酮化合物，再经过脱水得到目的产物。

公开文献《J.AM.CHEM.SOC.VOL.127,NO.32,2005,11260-11261》报道了一种以炔基叠氮化合物为原料合成2,3,5-三烷基取代吡咯的方法。其特点是Au₂Cl₂插入炔基叠氮的炔键，在叠氮的进攻下合环生成产物，并释放N₂。

公开文献《Org.Lett.,Vol.8,No.23,2006,5349-5352》报道了以炔基叠氮为原料合成2,3,5三烷基取代吡咯的方法。其特点是用PtCl₄作为催化剂，用乙醇与2,6-二叔丁基-4-甲基吡啶作为溶剂，发生闭环反应。优点是用于制备功能化吡咯衍生物，对官能团没有影响。

工业生产2,5-二甲基吡咯的方法有两种：一种是将2,5-己二酮和碳酸铵的混合物加热至起泡，再在115℃缓缓回流半小时，冷却，分出的上层物即为2,5-二甲基吡咯；另一种是由溴化吡咯镁与碘代甲烷作用而得。

以下是关于甲醇和氨气反应的专利和公开文献

专利CN 101597240 A披露了一种甲醇氨化脱氢一步合成氨基乙腈、羟基乙腈、亚氨基二乙腈和氨基乙酸的方法。其技术特点是：原料甲醇和氨气在由CuO、ZnO、Al₂O₃、CeO₂、La₂O₃、TiO₂、ZrO₂、MnO和K₂O等多种金属氧化物构成的固体催化剂的作用下一步合成腈类和氨基乙酸。

专利CN 1618786 A披露了一种甲醇气相胺化制甲胺的方法。其技术特点是：以甲醇和氨气为原料，在300～450℃，0.1～6MPa，甲醇空速500～8000h^-1的条件下，使用结晶硅铝酸盐和氧化铝-氧化硅复合氧化物构成的平衡型催化剂，可提高二甲胺的选择性。

专利CN 102295571 A披露了一种由甲醇或甲醛氨氧化合成酰胺的方法。其技术特点是：以甲醇或甲醛、氨和空气为原料，使用催化剂Fe_aMo_bBi_cP_dSi_eAl_fO_g，其中a＝1，b＝0.2-5，c＝0-1，d＝0-1，e＝0-15，f＝0-15，合成羟基乙酰胺、氨基乙酰胺、亚氨基二乙酰胺、丙二酰胺和氮川三乙酰胺。