[发明专利]一种以甲醇为碳源利用铱配合物催化胺类N-甲基化的方法

说明书

本发明提供了一种以甲醇为碳源利用铱配合物催化胺类N‑甲基化的方法，属于能源与均相催化技术领域。以甲醇作为碳源，在铱配合物催化下，实现多种胺类底物的N‑甲基化反应。本发明的优点是：该体系以甲醇作为碳源，低毒、廉价易得，经济适用性更高；唯一副产物为水，符合当今社会绿色化学的要求；所用的铱配合物催化剂制备方法简单，成本较低，稳定性好；能够高选择性地实现众多伯胺和仲胺的N‑甲基化，产品收率优良。该发明为胺的N‑甲基化反应提供了一种绿色的合成方法。

技术领域

本发明属于能源与均相催化技术领域，涉及到均相催化胺的N-甲基化反应，特别涉及到一种以甲醇为碳源利用铱配合物催化胺类N-甲基化的方法。

背景技术

胺的N-甲基化反应是一类重要的形成C-N键的反应，N-甲基胺类物质存在于许多重要的药物分子和生物活性天然产品中。胺类物质的直接N-甲基化同时也是精细化学品、药物以及天然产物合成中最重要的转化之一，药物合成过程中不同的反应阶段内，有多种N-甲基化药物中间体不同程度的出现。因此，N-甲基化反应受到越来越多的关注。

传统上使用甲基碘、硫酸二甲酯或重氮甲烷作为N-甲基化试剂。该类方法尽管被广泛用于工业和学术界，但是仍存在很多缺点。其中，包括使用危险和巨毒的甲基化试剂；使用强碱性反应介质使得下游处理设备面临更多风险；反应选择性低，产生过量的废物；形成胺的单甲基化和二甲基化产物使得分离纯化变得困难。因此开发高选择性、环境友好、廉价、安全的甲基化反应体系是目前胺的N-甲基化反应的主要研究方向。甲醇作为一种低毒、廉价易得、环境友好的甲基化试剂，符合绿色化学的概念。因此，以甲醇作为甲基化试剂开发新的高效的N-甲基化催化体系，对实现胺类N-甲基化绿色反应途径具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，成功设计合成了一系列铱配合物催化剂，实现了以甲醇为碳源，胺的N-甲基化反应，为胺类底物N-甲基化提供了一条绿色环保的合成方法。该铱配合物制备方法简单，稳定性好，能够高选择性地实现胺的N-甲基化。以苯胺为例，苯胺的转化率可以达到100％，N-甲基苯胺的产率最高为100％。这对于开发绿色N-甲基化反应具有重要的意义。

本发明的技术方案：

一种以甲醇为碳源利用铱配合物催化胺类N-甲基化的方法，将胺底物原料、碱与铱配合物催化剂加入到无水甲醇中，在氮气保护下，加热搅拌反应，制备相应的N-甲基化产物；

反应通式如下：

式中：R¹和R²相互独立，相同或不同；

E＝F,Cl,Br,I,OH,NO₂,CN,CH₃,OCH₃,COR,CO₂R；

X＝N,CH；

Y＝NR,O,S；

Z＝CH₂,NR,O,S；

所述的胺底物为伯胺或仲胺；

所述的铱配合物催化剂的结构式如下：

铱配合物催化剂I

式I中：R³，R⁴，R⁶，R⁷相互独立，相同或不同，为CH₃、CH₃O、OH或H；

L₁＝H₂O或Cl；

L₂＝Cp或Cp*；