[发明专利]一种制备腈类化合物的氰化方法

说明书

本发明提供一种制备腈类化合物的氰化方法，将有机卤化物或拟卤化物与廉价易得的CO₂、NH₃及还原剂反应，在过渡金属催化剂的存在下发生选择性氰化反应，获得目标产物有机腈类化合物。在本发明中使用了一种全新的反应路线，通过金属催化CO₂和NH₃的反应，“一锅法”直接实现卤化物及拟卤化物的脱(拟)卤氰化，避免了传统氰基化反应需要用到当量剧毒氰化物的问题，同时提供了一种直接、方便的新方法制备同位素标记的腈类化合物，可以用于医学、示踪、生物学和药物研发中。

技术领域

本发明属于腈类化合物合成技术领域，特别涉及一种制备腈类化合物的氰化方法。

背景技术

有机腈类化合物是一类重要的化学品，被广泛用于化工和精细化学品生产行业，在材料、医药、农药及染料等方面均有重要应用。

目前，以有机卤代物或磺酸酯为原料合成有机腈类化合物主要有两种方法：

SN2取代法和过渡金属催化氰化法。SN2取代法适用于脂肪基卤代物或磺酸酯为原料的反应(见：Bioorg.Med.Chem.2003，18，4093-4102及其参考文献；US 4623662 A1)；过渡金属盐存在情况下的氰化法适用于芳基卤代物或磺酸酯为原料的反应，反应常以Pd或Cu的盐为促进剂，在催化反应中往往需要加配体和加热(见：US2005/0054701 A1使用三(二亚苄基丙酮)二钯和1，1′-双(二苯基膦)二茂铁的催化体系，以氰化锌为氰源，实现了溴代芳烃的氰化；中国专利CN201510194625.0采用钯盐和膦配体的催化体系，以叠氮化钠为原料实现了苄氯的氰化；Catalysis Letters，2010，139，56-60使用醋酸钯和2-二环己基磷-2，4，6-三异丙基联苯的催化体系，实现了芳基磺酸酯的氰化)。不论是采用取代合成法还是过渡金属促进的偶联合成法，这些方法都存在原料剧毒或者不易得，底物适用范围小，生产环保压力大的问题，无法满足现代化工生产过程中对绿色环保的需求。虽然近年来人们开发出低毒的K4[Fe(CN)6]作为氰基化试剂，但其价格偏贵，大大阻碍了其在工业实际生产中的应用(Tetrahedron Letters，2005，46，2585-2588)。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种制备腈类化合物的氰化方法，该氰化方法丰富了腈类化合物制备方法，填补了现有技术缺陷，提出一种全新的由有机卤化物或拟卤化物制备腈类化合物的方法，所述方法通过全新的还原氰化方法，在过渡金属催化剂的存在下将廉价易得的CO₂和NH₃转化为氰基。本方法中产物氰基中的C原子和N原子分别来自于CO₂和NH₃，避免了使用剧毒氰化物。并且，本发明的通过使用同位素标记的CO₂和NH₃作为氰基的合成原料，提供一种简便的制备同位素标记氰基化合物的方法，从而避免了传统同位素标记腈类化合物制备过程中需要用到昂贵的剧毒同位素标记氰化物的问题。所得同位素标记的腈类化合物可以进一步用于制备同位素标记的功能分子，应用于医药、示踪、生物学和药物研发等诸多方面。

为了达到上述目的，本发明提供一种制备腈类化合物的氰化方法，其本质上是一种有机卤化物或拟卤化物的脱(拟)卤氰化方法，该方法以CO2和NH3作为氰源，在一定催化剂及反应条件下，实现有机卤代物等的直接氰化反应，合成路线如下：