钴催化环丁酮肟酯合成n-（3-氰基丙基）-n-（喹啉-8-基）苯甲酰胺的方法
阅读说明：本技术 钴催化环丁酮肟酯合成n-（3-氰基丙基）-n-（喹啉-8-基）苯甲酰胺的方法 (Method for synthesizing N- (3-cyanopropyl) -N- (quinoline-8-yl) benzamide by catalyzing cyclobutanone oxime ester with cobalt ) 是由 徐用军 朱逸行 赫励 李文秀 于 2020-12-18 设计创作，主要内容包括：本发明的一种钴催化环丁酮肟酯合成N-(3-氰基丙基)-N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺的方法,涉及有机化学技术领域,其合成方法如下：将环丁酮肟酯、N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺和催化剂醋酸钴加入溶剂六氟异丙醇中,60℃搅拌12h后,旋蒸除去溶剂,残余物加入饱和碳酸钠,乙酸乙酯萃取,洗涤后干燥并过滤；滤液在真空中浓缩,将浓缩液柱层析法纯化得到N-(3-氰基丙基)-N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺。本发明与其他方法相比,环丁酮肟酯开环反应实现氰烷基化,反应条件温和安全,可避免氧化剂,碱或有毒氰化物盐的使用,且具有官能团耐受性好、底物范围广、产率高的特点,其产率可达80％以上、纯度可达98％以上。(The invention discloses a method for synthesizing N- (3-cyanopropyl) -N- (quinolin-8-yl) benzamide by catalyzing cyclobutanone oxime ester with cobalt, which relates to the technical field of organic chemistry, and comprises the following steps: adding cyclobutanone oxime ester, N- (quinoline-8-yl) benzamide and a catalyst cobalt acetate into a solvent hexafluoroisopropanol, stirring at 60 ℃ for 12 hours, removing the solvent by rotary evaporation, adding saturated sodium carbonate into the residue, extracting with ethyl acetate, washing, drying and filtering; the filtrate was concentrated in vacuo and the concentrate was purified by column chromatography to give N- (3-cyanopropyl) -N- (quinolin-8-yl) benzamide. Compared with other methods, the cyclobutanone oxime ester ring-opening reaction realizes cyanoalkylation, has mild and safe reaction conditions, can avoid the use of oxidants, alkali or toxic cyanide salts, and has the characteristics of good functional group tolerance, wide substrate range and high yield, wherein the yield can reach more than 80 percent, and the purity can reach more than 98 percent.)
技术领域：
本发明涉及有机化学技术领域，具体涉及钴催化环丁酮肟酯合成N-(3-氰基丙基)-N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺的方法。
背景技术：
腈类化合物广泛应用于医药、农药的合成，此外，腈类化合物还可用于转化成其他官能团化合物，如醛、酮、羧酸、胺及酰胺等，是一种重要的有机合成原料和中间体。腈类化合物的合成方法主要有有卤代烃取代氰化法、酰胺脱水法、羰基化合物加氰法等，但这些方法大多需要有毒氰化物的使用，并不是一种理想的合成方法。
发明内容
：本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的不足之处，而提供一种钴催化体系下环丁酮肟酯开环合成腈类化合物，提供一种新的有前途的合成腈类化合物的方法。
本发明的一种钴催化环丁酮肟酯合成N-(3-氰基丙基)-N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺的方法，其反应方程式如下：
上述钴催化环丁酮肟酯合成N-(3-氰基丙基)-N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺的方法，具体操作步骤如下：将2份环丁酮肟酯、1份N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺和催化剂醋酸钴加入溶剂六氟异丙醇中，60℃搅拌12h后，旋蒸除去溶剂，残余物加入饱和碳酸钠，乙酸乙酯萃取三次，有机层饱和食盐水洗涤，硫酸钠干燥并过滤；滤液在真空中浓缩得到浓缩液，将浓缩液利用柱层析法纯化得到N-(3-氰基丙基)-N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺，以上均为质量份数。
作为本发明的进一步改进，所述的六氟异丙醇的添加量为1质量份数。
作为本发明的进一步改进，所述的饱和碳酸钠的添加量为5～10质量份数。
作为本发明的进一步改进，所述的柱层析法纯化，其具体方法步骤如下：
(1)装柱：将样品量30～40倍的300～400目柱层析硅胶倒入层析柱压实，然后将溶剂石油醚压至硅胶面，重复加入硅胶至柱高1/3处，然后加入1质量份数无水硫酸钠，再用石油醚将层析柱内壁的柱层析硅胶及无水硫酸钠洗净；
(2)加样：将权利要求2所述的浓缩液用石油醚溶解后加入层析柱内，并用石油醚反复洗装浓缩液的容器3遍，将洗后的液体转移至层析柱内；
(3)过柱：先用滴管沿层析柱内壁加入质量比10：1的石油醚/乙酸乙酯溶剂至约2倍硅胶层高度，然后加压，同时用试管接样，并利用TLC薄层色谱法检验是否有样品洗出，当第一个样品被完全洗出，然后将薄层析板放入质量份数比为2～10：1的石油醚/乙酸乙酯混合溶剂中进行薄层色谱法分析，取目标成分的洗脱样品，然后继续冲洗层析柱；再换取质量比5：1的石油醚/乙酸乙酯溶剂，分离到第二个样品后同第一个做同样的处理，直至得到目标样品N-(3-氰基丙基)-N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺；
(4)旋干：将目标样品在真空状态下，35℃进行旋转蒸发干燥，得到的干燥N-(3-氰基丙基)-N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺，封口后放入0～8℃冰箱内保存。
作为本发明的进一步改进，所述的洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯混合物，混合物的待分离样品比移值0.2～0.3。
本发明的钴催化环丁酮肟酯合成N-(3-氰基丙基)-N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺的方法，作为一种有效的生成氰烷基自由基的方法，与其他方法相比，环丁酮肟酯开环反应实现氰烷基化，反应条件温和安全，可避免氧化剂，碱或有毒氰化物盐的使用，且具有官能团耐受性好、底物范围广、产率高的特点，其产率可达80％以上、纯度可达98％以上(核磁纯)；以金属钴作为一种过渡金属催化剂，相对于其他过渡金属来说，具有经济、低毒、绿色环保的优点。
具体实施方式
：
实施例1
一种钴催化环丁酮肟酯合成N-(3-氰基丙基)-N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺的方法，其反应方程式如下：
合成方法，具体操作步骤如下：将2份环丁酮肟酯、1份N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺和催化剂醋酸钴加入1份溶剂六氟异丙醇中，60℃搅拌12h后，旋蒸除去溶剂，残余物加入5份饱和碳酸钠，乙酸乙酯萃取三次，有机层饱和食盐水洗涤，硫酸钠干燥并过滤；滤液在真空中浓缩得到浓缩液，将浓缩液利用柱层析法纯化得到N-(3-氰基丙基)-N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺，以上均为质量份数。
所述的柱层析法纯化，其具体方法步骤如下：
(1)装柱：将样品量30倍的300目柱层析硅胶倒入层析柱压实，然后将溶剂石油醚压至硅胶面，重复加入硅胶至柱高1/3处，然后加入1质量份数无水硫酸钠，再用石油醚将层析柱内壁的柱层析硅胶及无水硫酸钠洗净；
(2)加样：将权利要求2所述的浓缩液用石油醚溶解后加入层析柱内(加入溶液时从中间像外圈旋转滴加，不要将柱面冲出坑)，并用石油醚反复洗装浓缩液的容器3遍(洗瓶子时将溶剂沿磨砂口加但不能碰到瓶内壁，否则会污染试剂)，将洗后的液体转移至层析柱内；
(3)过柱：先用滴管沿层析柱内壁加入质量比10：1的石油醚/乙酸乙酯溶剂至约2倍硅胶层高度，然后加压，先用锥形瓶接取前面柱内的溶剂，然后当即将有样品洗出时开始用试管接，并利用TLC薄层色谱法检验是否有样品洗出，当第一个样品被完全洗出，跳跃的点一定数量的点，然后将薄层析板放入质量份数比为2：1的石油醚/乙酸乙酯混合溶剂中进行薄层色谱法分析，取目标成分的洗脱样品，然后继续冲洗层析柱；再换取质量比5：1的石油醚/乙酸乙酯溶剂，分离到第二个样品后同第一个做同样的处理，直至得到目标样品N-(3-氰基丙基)-N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺；
(4)旋干：将目标样品转移至圆底瓶中，35℃进行旋转蒸发干燥，在将样品瓶安装好后，先打开冷凝系统和加热系统(将样品加热旋蒸然后溶剂冷凝回收)，然后打开旋转和抽气，缓慢关闭活塞，此时不停的观察是否有气泡，若有气泡应放入一定气体，然后缓慢关闭直至没有气泡，旋干后用油泵抽气(油泵的真空度比选转蒸发仪的真空度更大，能抽的更干)，然后放入称量过质量的小瓶中，封口后放入0～8℃冰箱内保存。
所述的洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯混合物，混合物的待分离样品比移值0.2。
实施例2
一种钴催化环丁酮肟酯合成N-(3-氰基丙基)-N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺的方法，其反应方程式如下：
合成方法，具体操作步骤如下：将2份环丁酮肟酯、1份N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺和催化剂醋酸钴加入1份溶剂六氟异丙醇中，60℃搅拌12h后，旋蒸除去溶剂，残余物加入10份饱和碳酸钠，乙酸乙酯萃取三次，有机层饱和食盐水洗涤，硫酸钠干燥并过滤；滤液在真空中浓缩得到浓缩液，将浓缩液利用柱层析法纯化得到N-(3-氰基丙基)-N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺，以上均为质量份数。
所述的柱层析法纯化，其具体方法步骤如下：
(1)装柱：将样品量40倍的400目柱层析硅胶倒入层析柱压实，然后将溶剂石油醚压至硅胶面，重复加入硅胶至柱高1/3处，然后加入1质量份数无水硫酸钠，再用石油醚将层析柱内壁的柱层析硅胶及无水硫酸钠洗净；
(2)加样：将权利要求2所述的浓缩液用石油醚溶解后加入层析柱内(加入溶液时从中间像外圈旋转滴加，不要将柱面冲出坑)，并用石油醚反复洗装浓缩液的容器3遍(洗瓶子时将溶剂沿磨砂口加但不能碰到瓶内壁，否则会污染试剂)，将洗后的液体转移至层析柱内；
(3)过柱：先用滴管沿层析柱内壁加入质量比10：1的石油醚/乙酸乙酯溶剂至约2倍硅胶层高度，然后加压，先用锥形瓶接取前面柱内的溶剂，然后当即将有样品洗出时开始用试管接，并利用TLC薄层色谱法检验是否有样品洗出，当第一个样品被完全洗出，跳跃的点一定数量的点，然后将薄层析板放入质量份数比为10：1的石油醚/乙酸乙酯混合溶剂中进行薄层色谱法分析，取目标成分的洗脱样品，然后继续冲洗层析柱；再换取质量比5：1的石油醚/乙酸乙酯溶剂，分离到第二个样品后同第一个做同样的处理，直至得到目标样品N-(3-氰基丙基)-N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺；
(4)旋干：将目标样品转移至圆底瓶中，35℃进行旋转蒸发干燥，在将样品瓶安装好后，先打开冷凝系统和加热系统(将样品加热旋蒸然后溶剂冷凝回收)，然后打开旋转和抽气，缓慢关闭活塞，此时不停的观察是否有气泡，若有气泡应放入一定气体，然后缓慢关闭直至没有气泡，旋干后用油泵抽气(油泵的真空度比选转蒸发仪的真空度更大，能抽的更干)，然后放入称量过质量的小瓶中，封口后放入0～8℃冰箱内保存。
所述的洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯混合物，混合物的待分离样品比移值0.3。
实施例3
一种钴催化环丁酮肟酯合成N-(3-氰基丙基)-N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺的方法，其反应方程式如下：
合成方法，具体操作步骤如下：将2份环丁酮肟酯、1份N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺和催化剂醋酸钴加入1份溶剂六氟异丙醇中，60℃搅拌12h后，旋蒸除去溶剂，残余物加入5～10份饱和碳酸钠，乙酸乙酯萃取三次，有机层饱和食盐水洗涤，硫酸钠干燥并过滤；滤液在真空中浓缩得到浓缩液，将浓缩液利用柱层析法纯化得到N-(3-氰基丙基)-N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺，以上均为质量份数。
所述的柱层析法纯化，其具体方法步骤如下：
(1)装柱：将样品量35倍的350目柱层析硅胶倒入层析柱压实，然后将溶剂石油醚压至硅胶面，重复加入硅胶至柱高1/3处，然后加入1质量份数无水硫酸钠，再用石油醚将层析柱内壁的柱层析硅胶及无水硫酸钠洗净；
(2)加样：将权利要求2所述的浓缩液用石油醚溶解后加入层析柱内(加入溶液时从中间像外圈旋转滴加，不要将柱面冲出坑)，并用石油醚反复洗装浓缩液的容器3遍(洗瓶子时将溶剂沿磨砂口加但不能碰到瓶内壁，否则会污染试剂)，将洗后的液体转移至层析柱内；
(3)过柱：先用滴管沿层析柱内壁加入质量比10：1的石油醚/乙酸乙酯溶剂至约2倍硅胶层高度，然后加压，先用锥形瓶接取前面柱内的溶剂，然后当即将有样品洗出时开始用试管接，并利用TLC薄层色谱法检验是否有样品洗出，当第一个样品被完全洗出，跳跃的点一定数量的点，然后将薄层析板放入质量份数比为6：1的石油醚/乙酸乙酯混合溶剂中进行薄层色谱法分析，取目标成分的洗脱样品，然后继续冲洗层析柱；再换取质量比5：1的石油醚/乙酸乙酯溶剂，分离到第二个样品后同第一个做同样的处理，直至得到目标样品N-(3-氰基丙基)-N-(喹啉-8-基)苯甲酰胺；
(4)旋干：将目标样品转移至圆底瓶中，35℃进行旋转蒸发干燥，在将样品瓶安装好后，先打开冷凝系统和加热系统(将样品加热旋蒸然后溶剂冷凝回收)，然后打开旋转和抽气，缓慢关闭活塞，此时不停的观察是否有气泡，若有气泡应放入一定气体，然后缓慢关闭直至没有气泡，旋干后用油泵抽气(油泵的真空度比选转蒸发仪的真空度更大，能抽的更干)，然后放入称量过质量的小瓶中，封口后放入0～8℃冰箱内保存。
所述的洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯混合物，混合物的待分离样品比移值0.25。