一种α-氧代-N-苯基-3-丁烯酰胺化合物及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种α-氧代-N-苯基-3-丁烯酰胺化合物及其制备方法和应用 (alpha-oxo-N-phenyl-3-butenamide compound and preparation method and application thereof ) 是由 李栋 解琳 张谦 于 2021-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种α-氧代-N-苯基-3-丁烯酰胺化合物及其制备方法和应用。本发明以高价碘试剂为氧化剂,在的N-苯基丁-3-烯胺的α位进行氧化反应合成α-氧代-N-苯基-3-丁烯酰胺化合物。本发明反应条件温和、选择性高、产率较高(高达87％)及对环境友好,可用到药物、农药及化工中间体合成领域。(The invention discloses an alpha-oxo-N-phenyl-3-butenamide compound, and a preparation method and application thereof. The invention takes high-valence iodine reagent as an oxidant to carry out oxidation reaction on alpha position of N-phenylbut-3-enamine to synthesize the alpha-oxo-N-phenyl-3-crotonamide compound. The method has the advantages of mild reaction conditions, high selectivity, high yield (up to 87 percent) and environmental friendliness, and can be used in the field of synthesis of medicines, pesticides and chemical intermediates.)
技术领域
本发明属于有机合成领域，尤其涉及一种α-氧代-N-苯基-3-丁烯酰胺化合物及其制备方法和应用。
背景技术
N-苯基-3-丁烯酰胺类化合物是重要的化工中间体及产品，该类化合物在医药、农药、涂料、染料等领域有着广泛的应用。例如：芳胺类化合物如4-乙烯苯胺是生产医药、染料、稳定剂、杀菌剂、杀虫剂、除草剂、显影剂、抗氧剂和石油添加剂等重要化工产品的中间体。
目前主要的生产方法有苯胺类衍生物电解还原法、催化加氢法、铁粉还原法、生物发酵等。硝基苯衍生物电解还原法由于技术难度高，生产控制要求严格，且电耗大，我国尚未实现工业化；生物发酵工艺较绿色环保，但生产时间较长，效率有待提高，产物中存在大量的苯胺衍生物及少量的其他杂质，影响了此工艺生产效率及产品质量。铁粉还原法生产成本高，生产规模小，污染严重，多数国家已淘汰该法。催化加氢法在催化剂的作用下加氢还原得到苯氨衍生物，工艺简单，产品质量高，环境污染小，发展前景较为广阔。
发明内容
针对现有技术不足，本发明旨在提供一种工艺过程简单，反应温和，对环境友好的一种α-氧代-N-苯基-3-丁烯酰胺化合物及其制备方法和应用。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种α-氧代-N-苯基-3-丁烯酰胺化合物，其具有如下的结构：
所述α-氧代-N-苯基-3-丁烯酰胺化合物的制备方法，包括如下步骤：
将高价碘试剂、N-苯基-3-丁烯胺、N-羟基邻苯二甲酰亚胺和有机溶剂混合得到混合物，混合物于40～100℃油浴下搅拌加热8～24h，加热完毕后取反应液，反应液加水后萃取，萃取得到的有机相旋干后得到粗品，粗品经分离纯化后即制备得到所述α-氧代-N-苯基-3-丁烯酰胺化合物。
优选的，所述有机溶剂为二氯乙烷、二氯甲烷、乙酸，乙二醇二甲醚和二甲亚砜中的至少一种；更优选为二氯乙烷。
优选的，所述高价碘试剂与N-苯基-3-丁烯胺的摩尔量比为0.02～200:1；更优选的为200:1。
优选的，所述N-苯基-3-丁烯胺和N-羟基邻苯二甲酰亚胺的摩尔量比为0.005～50:1；更优选的为0.005:1。
优选的，所述N-羟基邻苯二甲酰亚胺与有机溶液的加入量比为0.002～20mmol/mL；更优选的为20mmol/mL。
优选的，所述高价碘试剂为对氯(二苯甲酸)碘苯，其化学式为4-Cl-C6H4(OCOPh)2。
优选的，所述对氯(二苯甲酸)碘苯由包含如下的步骤制备得到：将6mmol4-氯碘苯二乙酸和12mmol苯甲酸加入到25mL圆底烧瓶中，添加5mL甲醇，使其充分溶解，加热到45℃，反应0.5h，减压蒸馏旋转蒸干溶剂，将反应液及固体倒入布氏漏斗中，用15mL甲醇洗涤三次，得到的白色固体物即为对氯(二苯甲酸)碘苯。
所述4-氯碘苯二乙酸由包含如下的步骤制备得到：将10.3mmol原高碘酸钠和22mmol乙酸钠加入到13.5mL冰醋酸和1.5mL乙酸酐的混合溶液中搅拌，再加入10mmol的4-氯碘苯，加热至120℃，将混合物在回流冷凝器中搅拌并煮沸2h后冷却至室温，反应液用二氯甲烷萃取，减压蒸馏后，得到的残余液体在15mL正己烷中研磨至凝固，过滤收集固体，用正己烷洗涤三次，在黑暗中自然风干，得到的白色固体即为4-氯碘苯二乙酸。
优选的，所述N-苯基-3-丁烯胺由包含如下的步骤制备得到：取7mmol的3-丁烯酸于茄形瓶中，加入5mL二氯甲烷，再向容器中加入1mL三乙胺，冰浴下加入5mmol苯胺，最后加入1mL三氯氧磷，冰浴0.5h后，常温下反应2h，反应液用柱层析纯化得到的白色固体，即为产物N-苯基-3-丁烯胺；所述层析柱的操作条件为：流动相为乙酸乙酯：正己烷＝1：8的展开剂，固定相是柱层层析硅胶。
优选的，所述萃取所采用的溶剂为乙酸乙酯和二氯甲烷中的至少一种。
优选的，所述分离纯化的方式为：采用柱色谱分离纯化。
优选的，所述搅拌的速率为400～1000r/s，更优选的为600r/s。
优选的，所述油浴采用的是硅油。
所述α-氧代-N-苯基-3-丁烯酰胺化合物在制备药物、农药及化工中间体中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
本发明以高价碘试剂为氧化剂，在的N-苯基丁-3-烯胺的α位进行氧化反应合成α-氧代-N-苯基-3-丁烯酰胺化合物。本发明反应条件温和、选择性高、产率较高及对环境友好，可用到药物、农药及化工中间体合成领域。
附图说明
图1为实施例1所制得的浅黄色固体产物的核磁共振谱图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例中所述柱色谱分离的具体操作方法为：流动相为乙酸乙酯：正己烷＝1：8的展开剂，固定相是柱层层析硅胶，用300mL的柱子，操作步骤：在反应液中加入25mL的水和10mL的二氯甲烷萃取三次，收集有机相，用无水硫酸镁干燥，在真空中除掉有机溶剂后，柱色谱法(乙酸乙酯：正己烷＝1：8)得到纯产物。副产物在柱色谱分离过程中与目标产物分离。
实施例所述对氯(二苯甲酸)碘苯按照如下的步骤制备得到：将6mmol 4-氯碘苯二乙酸和12mmol苯甲酸加入到25mL圆底烧瓶中，添加5mL甲醇，使其充分溶解，加热45℃，反应0.5h，减压蒸馏旋转蒸干溶剂，将反应液及固体倒入布氏漏斗中，用15mL甲醇洗涤三次，得到的白色固体物即为对氯(二苯甲酸)碘苯；所制得的对氯(二苯甲酸)碘苯的纯度为99％。
所述N-苯基-3-丁烯胺按照如下的步骤制备得到：取7mmol的3-丁烯酸于茄形瓶中，加入5mL二氯甲烷，再向容器中加入1mL三乙胺，冰浴下加入5mmol苯胺，最后加入1mL三氯氧磷，冰浴0.5h后，常温下反应2h，反应液用柱层析纯化得到的白色固体，即为产物N-苯基-3-丁烯胺；所述柱层析的条件为：流动相为乙酸乙酯：正己烷＝1：8的展开剂，固定相是柱层层析硅胶，用300mL的柱子，操作步骤：在反应液中加入25mL的水和10mL的二氯甲烷萃取三次，收集有机相，用无水硫酸镁干燥，在真空中除掉有机溶剂后，柱色谱法(乙酸乙酯：正己烷＝1：8)得到纯产物。
实施例1
一种α-氧代-N-苯基-3-丁烯酰胺化合物的制备方法，步骤如下：
按先后顺序，在反应器中加入0.4mmol对氯(二苯甲酸)碘苯、0.2mmol N-苯基-3-丁烯胺，0.4mmol N-羟基邻苯二甲酰亚胺，2mL二氯乙烷和5号磁子(搅拌速率为600r/s)一个；将冷凝管由下至上通冷凝水后将反应器置于60℃油浴锅中边搅拌边加热反应12小时，反应结束后向反应液中加入15mL水，每次用10mL乙酸乙酯萃取三次，所得有机相合并，经旋转蒸发仪旋干，粗产品经柱色谱分离纯化后制备得到46.4mg浅黄色固体产物，即α-氧代-N-苯基-3-丁烯酰胺，其产率为72％。
实施例1的化学反应式如下：
实施例1所制得的浅黄色固体产物的核磁共振氢谱数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3):δ9.70(s,1H),7.85-7.89(m,2H),7.79-7.82(m,2H),7.73-7.76(m,2H),7.34-7.39(m,2H),7.13-7.17(m,1H),6,08-6.16(m,1H),5.73-5.78(m,1H),5.54-5.57(m,1H).
实施例2
一种α-氧代-N-苯基-3-丁烯酰胺化合物的制备方法，步骤如下：
按先后顺序，在反应器中加入20mmol对氯(二苯甲酸)碘苯、0.1mmol N-苯基-3-丁烯胺，20mmol N-羟基邻苯二甲酰亚胺，1mL二氯乙烷和5号磁子(搅拌速率为400r/s)一个；将冷凝管由下至上通冷凝水后将反应器置于60℃油浴锅中边搅拌边加热反应12小时，反应结束后向反应液中加入15mL水，每次用10mL乙酸乙酯萃取三次，所得有机相合并，经旋转蒸发仪旋干，粗产品经柱色谱分离纯化后制备得到36mg浅黄色固体产物，即α-氧代-N-苯基-3-丁烯酰胺，其产率为87％。
实施例3
一种α-氧代-N-苯基-3-丁烯酰胺化合物的制备方法，步骤如下：
按先后顺序，在反应器中加入0.2mmol对氯(二苯甲酸)碘苯、10mmol N-苯基-3-丁烯胺，0.2mmol N-羟基邻苯二甲酰亚胺，100mL二氯乙烷和5号磁子(搅拌速率为1000r/s)一个；将冷凝管由下至上通冷凝水后将反应器置于60℃油浴锅中边搅拌边加热反应12小时，反应结束后向反应液中加入50mL水，每次用50mL乙酸乙酯萃取三次，所得有机相合并，经旋转蒸发仪旋干，粗产品经柱色谱分离纯化后制备得到2.4g浅黄色固体产物，即α-氧代-N-苯基-3-丁烯酰胺，其产率为76％。
实施例2和3制得的产物的核磁共振图谱同实施例1的大致相同，此处不再给出，实施例2和3的核磁共振图谱均表明成功制备得到了目标产物。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
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