[发明专利]一种烷基腈类化合物的制备方法

说明书

本发明公开了一种烷基腈类化合物的制备方法。本发明提供了一种如式I所示的烷基腈类化合物的制备方法，其包括如下步骤：在溶剂中，在添加剂存在下，将氰基化试剂与如式II所示的烷基卤化物进行如下所述的取代反应，得到式I所示的烷基腈类化合物即可；所述的氰基化试剂为Zn(CN)₂和/或Cu(CN)₂；所述的添加剂为无机碱、有机碱和季铵盐中的一种或多种。

技术领域

本发明涉及一种烷基腈类化合物的制备方法。

背景技术

烷基腈类化合物是有机合成中的重要中间体，可以转化为许多相应的烷基酰胺、烷基胺、含氮杂环、烷基羧酸及其衍生物等等，也是医药、农药以及一些有机材料的重要结构单元(Fleming,F.F.；Yao,L.；Ravikumar,P.C.；Funk,L.；Shook,B.C.J.Med.Chem.2010,53,7902.)。例如2018年4月，由礼来和Incyte公司合作带来的baricitinib是一款每日一次口服JAK抑制剂，主要用于炎症和自身免疫性疾病的治疗；目前，美国FDA关节炎咨询委员会已建议批准2mg baricitinib，作为每日一次口服药物治疗对甲氨蝶呤(methotrexate)反应不足或不耐受的中度至重度活动性类风湿关节炎(RA)成人患者；cefmetazolesodium作为第一代头孢菌素，与其它β-内酰胺抗生素作用机制相似，是通过干扰粘肽交叉联结而影响细菌细胞壁的合成，由于细胞壁的缺陷或薄弱，细菌呈现畸形，继以迅速溶解死亡，从而起到抗菌作用；而fenproporex作为苯丙胺类食欲抑制剂，也可用于治疗各种肥胖症。这些药物由于氰基自身的各种反应特性，被广泛应用于药物小分子的结构修饰与改造中，并成为先导化合物结构优化的重要研究策略之一，备受广大化学家的关注与重视。

在农药中，氰基也是一个不可或缺的活性基团，它有利于促进化合物亲水亲油平衡、电子传递以及活性呈现。经对全球576个作物保护用农药的统计，其中有45个为含氰基的农药品种。其中，杀虫剂有26个(占57.78％)；杀菌剂有14个(占31.11％)；除草剂有5个(占11.11％)。

此外，烷基腈类化合物在有机功能材料方面也有一定的应用价值。利用烷基腈类化合物中的氰基与锂离子之间存在弱配位作用，当以含氰基的离子塑晶作为电解质时，锂盐在含氰离子塑晶中的室温溶解度会大大增加，离子液体的室温导电性也会大大提高，能够更好地应用于二次锂离子电池领域。另外，因其与锂盐的配位作用，锂离子可以在离子塑晶中形成一条锂离子通道，从而增加锂离子的迁移数，改善电解质与电极界面的相容性。人们还发现当将烷基氰片段引入分散染料时，分散染料的色光鲜艳度会有极大的提高，染料的各项牢度也会有明显的改善，能够更好地应用于涤纶等合成纤维的染色和印花。

鉴于烷基腈类化合物的应用价值，其合成方法的研究也备受化学家们的关注。其中最经典、最常用的方法便是烷基卤化物与金属氰盐(KCN或NaCN)的亲核取代反应。

对于一级烷基卤化物的氰基化反应，亲核取代反应是一个十分高效的方法。该方法一般需要使用极性溶剂，如乙醇/水、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等，可以良好至优秀的收率得到氰基化产物。但是该反应往往需要采用剧毒的KCN、NaCN、TBACN(四丁基氰化胺)以及在使用过程中可能会产生氰化氢的丙酮氰醇等为氰源。而以价格低廉、毒性较低的氰化锌作为氰基化试剂参与的亲核取代反应则未见报道。