[发明专利]镍催化的N-烷基化反应制备仲胺或N′-烷基酰肼

说明书

本发明公开了一种镍催化的N‑烷基化反应制备仲胺或N'‑烷基酰肼的方法，以胺或酰肼为原料，以醇为烷基化试剂，在镍催化下进行N‑烷基化反应，制备仲胺或N'‑烷基酰肼。与现有技术相比，本发明提供的N‑烷基化反应，活性催化剂可以由镍盐和膦配体原位生成，避免了预先制备催化剂，操作简便，节省实验步骤和费用；采用廉价的镍做催化剂，催化剂用量低，且避免使用昂贵且毒性较高的贵金属，进一步节省了实验成本；利用借氢策略，首次实现酰肼的N'‑烷基化，副产物只有水，与其他制备方法相比，改善了反应的环境友好性。

技术领域

本发明涉及一种N-烷基化方法，具体涉及一种镍催化的烷基化反应高效制备仲胺或N′-烷基酰肼的方法。

背景技术

胺和酰肼类化合物广泛应用于医药、农药与染料工业等领域。制备烷基仲胺或N′-烷基酰肼的传统方法是卤代烃与酰肼的烷基化反应。虽然此方法操作简单，但是卤代烃毒性较大，在反应过程中产生的卤化氢为强酸，需要用碱吸收。另一种方法是胺与烷基醛酮缩合反应生成亚胺，然后再经氢化反应得到烷基仲胺或N′-烷基酰肼。对此方法的改进是胺与醛酮的还原胺化反应，避免分离中间体腙的步骤。但是烷基的醛酮稳定性差，原料成本高，并且氢化步骤需要用到较高压力的氢气，存在安全问题。

近年来，基于借氢策略，以醇为烷基化试剂、伯胺或仲胺的选择性单烷基化反应开始受到关注。在借氢机理中，醇在催化剂作用下脱氢氧化成相应的醛酮，催化剂则变成氢化物；醛酮随后与胺脱水缩合生成亚胺，亚胺被催化剂氢化物催化加氢还原，得到相应的仲胺或叔胺。这类反应的副产物只有一分子水，催化过程具有很高的原子经济性；同时大多数醇廉价易得且毒性很低，有利于大规模工业应用。然而，目前文献和专利中所报道的N-烷基化反应，一般都是使用贵金属催化剂，其特点是价格昂贵，生产成本高，此外所使用的贵金属催化剂毒性较大，需要额外的安全措施和净化步骤，进一步提高了生产费用。最近，铁，钴等金属催化的N-烷基化反应被报道出来，但是这些方法都或多或少存在一些问题，如多数方法需要预先制备金属络合物催化剂，大部分反应需在等当量以上强碱(如叔丁醇钾)存在下反应，某些方法的催化剂用量较高(>5％)或需要辅助试剂等。

因此，发明一种高效、操作简单、环境友好的廉价过渡金属催化的N-烷基化方法是当前该类反应的客观要求，必将有很好的应用前景。此外，目前文献和专利中所报道的N-烷基化反应均是采用伯胺或仲胺作为原料，尚没有酰肼类化合物的N′-烷基化的相关报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于克服现有基于借氢策略的N-烷基化反应的缺点，提供一种环境友好、操作简单、反应高效、底物适用性广的烷基化方法，制备仲胺或N′-烷基酰肼。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下所述：

一种镍催化的N-烷基化反应制备仲胺或N′-烷基酰肼的方法，其特点是：产物仲胺I或N′-烷基酰肼II，

是通过芳胺III或酰肼IV

与醇的化合物V

在镍催化剂存在下反应得到的；其中，R¹和R²代表取代基，选自氢、C₁-C₆烷基、芳基、单或多取代芳基，杂环芳基，取代基R¹和R²可以相同或不同；

R³代表一个或多个取代基，取代基可以是相同的或者不同的，独自选自氢、C₁-C₆烷基、C₁-C₆烷氧基；

R⁴选自C₁-C₆烷基、芳基、单或多取代芳基、杂环芳基。