[发明专利]一种原位催化醇类的烷基化合成方法

说明书

本发明公开了一种原位催化醇类的烷基化合成方法，是以VIB族金属络合物、辅助配体和碱为催化反应体系，以醇为烷基化试剂，在溶剂和惰性气体氛围中，对亲核底物进行原位催化的烷基化反应，所述亲核底物为胺。本发明的催化体系对底物的适应范围广，能够在较温和的条件下，催化不同结构的C‑N键化合物的合成；可绿色合成得到一系列有价值的N‑烷基化化合物。

本申请是专利申请号CN202010658851.0，申请日为2020年7月9日，发明名称为“一种原位催化醇类的烷基化合成方法”的分案申请。

技术领域

本发明属于化学合成领域，具体涉及一种原位催化醇类的烷基化合成方法。

背景技术

烷基化反应是一类构建C-N和C-C键的重要反应之一，在活性天然产物、药物以及功能材料的合成方面有着广泛的应用。传统的N-烷基化和C-烷基化反应需要使用毒性较大的有机卤试剂、金属有机试剂和过量的碱，且伴随产生大量的副产物和废弃物，造成较大的环境污染。因此，直接以绿色的可再生来源的醇作为烷基化试剂，采用过渡金属催化剂催化的“借氢反应”策略进行烷基化反应在绿色合成和选择性方面显现巨大的优势。该策略通过金属催化剂催化非活化醇脱氢为醛/酮类亲电合成子；然后醛/酮和亲核试剂反应得到含C＝N或者C＝C的不饱和双键的缩合中间体；最后催化剂再原位将C＝N或C＝C双键还原形成C-N或者C-C键的烷基化产物。该方法的优点是使用便宜易得的醇底物作为烷基化试剂，且原子效率高，副产物只有水，环境友好，并且可以避免过度烷基化，选择性高。但是，该方法主要集中在钌、铑、铱等贵金属催化剂上，成本较高。近年来，非贵金属如铁、钴、锰、镍等催化剂也得到发展，但是，目前大部分应用于这类反应的非贵金属催化剂结构中均含有磷元素或膦配体，环境不友好，并且反应底物适用性也受限。因此，开发简单高效、环境友好的新型非贵金属催化剂，具有广阔应用前景。VIB族的铬、钼、钨作为地球上蕴藏量巨大的一类非贵金属，具有来源广、价格低廉，环境友好等优点，其在有机金属、电池能源储存以及发光金属材料等领域应用广泛，若能将其应用于催化醇类的烷基化合成反应，是非常符合可持续发展和绿色合成需求，具有极大的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种环境友好、成本低、操作简单、反应底物适用性广的原位催化醇类的烷基化合成方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种原位催化醇类的烷基化合成方法，是以VIB族金属络合物、辅助配体和碱为催化反应体系，以醇(结构式为式1)为烷基化试剂，在溶剂和惰性气体氛围中，对亲核底物(结构式为式2，包括胺、酮或二级醇等)进行原位催化的烷基化反应，反应温度为80～150℃。

其中，烷基化试剂醇(式1)的R³、R⁴为H、脂肪取代基(包含大位阻基团)、芳香取代基或杂环取代基；亲核试剂(式2)为胺、酮或二级醇。烷基化试剂和亲核底物的摩尔比为1:1～1.5:1；优选为1.2:1。

所述烷基化试剂醇(式1)的R³、R⁴中，所述脂肪取代基优选含芳环长链脂肪烃；所述大位阻基团优选2-甲基、2-乙基、2-丙基或2-叔丁基；所述芳香取代基优选苯环衍生物或杂环芳香化合物，可含供电子基团、吸电子基团、或者氰基/烯基/炔基等官能团，所述供电子基团优选烷基、烷氧基或硫醚基，所述吸电子基团优选卤素或三氟甲基；所述杂环取代基为含氮杂环、含氧杂环或含硫杂环。所述含芳环长链脂肪烃优选为苯丁基、苯戊基、苯己基、苯庚基和苯辛基。

更为具体的，当亲核底物为胺时，进行N-烷基化反应，得到N-烷基化产物，其反应通式为：