[发明专利]一种利用芳胺与醇醚类物质的N-烷基化反应制备胺醚类化合物的方法

说明书

本发明公开了一种利用式I所示的芳胺与醇醚类物质的N‑烷基化反应制备胺醚类化合物的方法，所述方法是以芳胺与醇醚类物质为反应物，在惰性气氛中，两性氧化物催化剂的作用下经一步N‑烷基化反应制备得到胺醚类化合物；所述的两性氧化物载体为Al₂O₃、ZrO₂或CeO₂；所述的醇醚类物质是乙二醇单正丙醚、二乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚或乙二醇单丁醚。本发明具有绿色环保、简单可靠、收率高的特点。

技术领域

本发明涉及化学领域，具体来说涉及一种利用芳胺与醇醚类物质的N-烷基化反应制备胺醚类化合物的方法。

背景技术

N-烷基化反应是一类重要的有机合成反应，其合成产物涉及到包括化工、医疗、医药及国防等重要科技领域。近年来随着化学技术的发展，该类反应已成为有机化学的研究重点之一。氮的烷基化反应大多是从含氮化合物出发，以卤代烃、醛、胺等物质作为烷基化试剂，在一定的条件下经缩合、氧化、还原、偶联等反应得到烷基化胺。按反应类型及所用烷基化试剂的不同，芳胺的N-烷基化分为3种：(1)取代烷基化：以醇、卤代烷(特别是碘代烷、溴代烷和氯代烷)和强酸的酯为烷基化剂进行烷基化；(2)加成烷基化：芳胺与丙烯酸衍生物、环氧化合物为烷基化剂发生加成，但产物上带有羟基，需进一步处理产物上的羟基；(3)还原烷基化：芳胺与醛、酮等烷基化剂发生缩合。关于这一C-N键构建方面的研究，早期有著名的Ullmann反应和Goldberg反应。由于当时条件所限，这些方法往往存在许多不足:(1)反应中使用有机卤化物，副产对环境有害的卤化氢和大量酸性废水；(2)没有较好的催化体系，反应往往需要200℃及以上高温；(3)需要加入很多强碱作为缚酸剂，产生大量无机固体废物；(4)原子利用率低，产物选择性差。

目前在生成胺醚类化合物的生产过程中，大多数通常使用苯胺类化合物与氯醚类化合物通过N-烷基化反应得到。在其N-烷基化反应过程中，通常需要加入助剂或者缚酸剂才能使目标产物具有较好的选择性与收率。申请公布号为CN111100019A的发明专利中，杜晓华等人以原料2，6-二乙基苯胺与氯乙基丙基醚进行N-烷基化反应，加入N，N-二正丙基-2-丙氧基乙胺作为助剂抑制二次氮烷基化反应，并加入NaOH调节反应液的pH值，提高目标产物的选择性。申请公布号为CN102229542A的发明专利中，生成胺醚类化合物需要两步走，以2,6-乙基苯胺和环氧乙烷为起始原料，在溶剂和催化剂的条件下，制得N-(1-甲基-2-羟基乙基)-2,6-二乙基苯胺，再与正氯丙烷为起始原料进行反应，同样在反应过程中，加入强碱作为缚酸剂进行反应生成胺醚。那么在反应过程中，会存在腐蚀实验设备的可能以及其他副产物。

经过多年的研究发展，醇已经被证实在反应过程中具有与卤代烷烃、卤代芳烃相同的性质，成为新一代的烷基化试剂，并且以醇作为烷基化试剂与芳胺反应合成取代芳胺，具有原料廉价易得，原子利用率高，副产物只有水等诸多优点。因此以醇作为烷基化试剂的绿色有机合成方法，越来越受到研究者青睐。比如日本Ken-ichi Shimizu(ACSCatal.2013,3,5,998–1005)等在胺与醇N-烷基化的反应中采用镍基负载在θ-Al₂O₃，研究发现酸碱双功能载体比碱性或酸性载体具有更高的活性，表明载体上的酸碱位点是必要的。

但在催化芳胺与醇醚类物质的N-烷基化反应中，含醚键的醇醚类物质在相对的条件下反应更加复杂，在反应过程中会致使醚键发生断裂，生成醛或是醇类等小分子，断键后的这些物质可以作为烷基化试剂生成一系列副产物，降低了反应选择性。那么选择一种合适的催化剂载体及其对金属进行改性对N-烷基化反应有着重大意义。

从可持续化学的角度来看，制备一系列能够最大限度地减少副产物和三废的催化剂是在工业化发展中最重要的目标之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用芳胺与醇醚类物质的N-烷基化反应制备胺醚类化合物的方法，具有绿色环保、简单可靠、收率高的特点。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：