一種制備酰胺的方法與流程

本發明屬于有機化學領域，具體涉及一種制備酰胺的方法。

背景技術：

有機小分子催化劑由于其在催化不對稱合成反應中所表現出的優異催化效果，已經成為了人們近年來研究的熱點。與過渡金屬催化劑和酶催化劑相比，有機小分子催化劑具有結構簡單、易于制備、不含金屬離子、反應條件溫和、原料廉價易得、穩定性強和對環境友好等優點，但是它們也存在著一些缺陷，其中最為顯著的就是催化劑的用量較大。這對于那些價格稍微昂貴或者需要經過多步反應才能合成的有機小分子催化劑而言，無疑阻礙了它們在有機合成領域和工業化生產方面更加廣泛的應用。所以，開發能夠在較低催化劑負載量下仍然具有很強催化活性的新型有機小分子催化劑越來越受到化學工作者的重視。

貝克曼反應由于其重要性所以一直被人們關注。己內酰胺是制造尼龍6纖維和薄膜的重要原料。己內酰胺(CPL)是一種重要的有機化工原料，主要用于生產尼龍-6工程塑料和尼龍-6纖維。尼龍-6工程塑料主要用作汽車、船舶、電子電器、工業機械和日用消費品的構件和組件等；尼龍-6纖維可制成紡織品、工業絲和地毯用絲等。目前工業上采用的生產己內酰胺的主要工藝都經過環己酮與羥胺反應生成環己酮肟這一過程。由于此工藝存在副產硫酸銨多、采用有毒羥胺和腐蝕性強的濃硫酸等缺點(化工進展2005，24，565)，近年來國外大公司紛紛加大科技投入，積極研究開發己內酰胺的綠色生產新技術。環己酮肟的貝克曼重排反應是生產己內酰胺最重要的反應步驟，目前傳統重排反應過程以發煙硫酸作為催化劑，將環己酮肟經液相貝克曼重排為己內酰胺硫酸鹽，然后再以氨水中和而得到己內酰胺。雖然整個反應環己酮肟的轉化率幾乎為100％，己內酰胺的選擇率為99％，但整個反應不僅產生大量低價值的硫酸銨，而且催化的濃硫酸對整個設備所引起的腐蝕、環境污染等問題。

技術實現要素：

有鑒于上述問題，本發明的主要目的在于提供一種有機催化重排反應制備酰胺的方法，即提供一種新型高效有機催化劑催化酮肟的重排反應。該方法具有用量低、溫和、高效、來源廣、合成簡單、種類多、范圍廣、不含金屬等明顯的優勢。

一種制備酰胺的方法，該方法以1，1-二氯環庚三烯作為高效有機催化劑，在有機溶劑中，酮肟在催化劑的作用下催化重排反應生成酰胺。

其催化劑的結構如下：

催化劑，可以是純品，或者由環庚三烯酮和草酰氯原位生成的。

催化劑純品由環庚三烯酮和草酰氯摩爾比1比1室溫反應30分鐘，然后旋干，然后重結晶得到淡黃色固體，即為1，1-二氯環庚三烯。

其中，該酮肟選自丙酮肟、丁酮肟、二苯甲酮肟、4，4-二甲氧基二苯甲酮肟、苯乙酮肟、3-甲氧基苯乙酮肟、4-溴苯乙酮肟、4-甲基苯乙酮肟、2-甲基苯乙酮肟、3-甲基苯乙酮肟、苯基環丙基甲酮肟、二芐基甲酮肟、環己基苯基甲酮、孕烯醇酮醋酸酯酮肟、L-薄荷酮肟、4-羥基苯乙酮肟、苯基-2-吡啶基酮肟、環戊酮肟、環己酮肟、環庚酮肟、環辛酮肟或環十二酮肟。

酮肟與1，1-二氯環庚三烯的摩爾比為200∶1-1∶1。

本發明的反應時間為1分鐘至24小時。

所選用的反應溶劑為乙腈、四氫呋喃、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、1，2-二氯乙烷或氯丁烷。

所述在有機溶劑的反應在0℃-150℃條件下進行。

有益效果：

(1)采用1，1-二氯環庚三烯作為新型高效的有機催化劑，不會腐蝕儀器設備，不會造成環境污染，而且節約資源；

(2)催化劑用量低；

(3)反應體系簡單，不需要另外加入其它助催化劑；

(4)反應條件溫和，在常壓和室溫到100℃下進行；

(5)酮肟重排反應轉化率高，選擇性好；

(6)酮肟重排反應后處理簡單，具有較好的工業可操作性；

本發明相比現有的催化體系具有用量低、溫和、高效、來源廣、合成簡單、種類多、范圍廣、不含金屬等明顯的優勢。該方法具有步驟簡單、副產少、目標產物收率高等特點。

附圖說明

以下，結合附圖來詳細說明本發明的實施例，其中：

圖1：用1，1-二氯環庚三烯作催化劑制備得到的乙酰苯胺的¹H NMR譜圖；

圖2：用1，1-二氯環庚三烯作催化劑制備得到的4-甲基乙酰苯胺的¹H NMR譜圖；

圖3：用1，1-二氯環庚三烯作催化劑制備得到的w-月桂精內酰胺的¹H NMR譜圖；

圖4：以1，1-二氯環庚三烯為催化劑制備得到的4-甲氧基苯甲酰4-甲氧基苯胺的¹H NMR譜圖。

具體實施方式

通過下列實施例可以進一步說明本發明，實施例是為了說明而非限制本發明的。本領域的任何普通技術人員都能夠理解這些實施例不以任何方式限制本發明，可以對其做適當的修改和數據變換而不違背本發明的實質和偏離本發明的范圍。

實施例1

在50ml三口圓底燒瓶中，加入0.135g苯乙酮肟，連有球型冷凝管，在schlenk上，進行抽氣換氣3次，體系維持Ar氛圍下，然后加入10ml乙腈，攪拌加熱至80℃。然后加入10ul的環庚三烯酮和8.6ul草酰氯，回流反應，通過液相色譜分析跟蹤反應(取樣后往樣品中加入少許乙酸乙酯稀釋)：10min時原料轉化70％，20min內原料完全轉化，目標產物乙酰苯胺的選擇性＞98％。反應結束后將溶劑減壓蒸餾除去，通過快速制備色譜，得到純的乙酰苯胺，白色固體。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ7.90(brs，1H)，7.49(d，2H)，7.29(t，2H)，7.09(t，1H)，2.14(s，3H).¹³C NMR(101MHz，CDCl₃)δ168.90，138.10，129.03，124.39，120.18，24.58.

實施例2

在50ml三口圓底燒瓶中，加入0.197g二苯甲酮肟，連有球型冷凝管，在schlenk上，進行抽氣換氣3次，體系維持Ar氛圍下，然后加入10ml乙腈，攪拌加熱至80℃。然后加入10ul的環庚三烯酮和8.6ul草酰氯，回流反應，通過液相色譜分析跟蹤反應(取樣后往樣品中加入少許乙酸乙酯稀釋)：30min時原料轉化70％，1h內原料完全轉化，目標產物苯甲酰苯胺的選擇性＞98％。反應結束后將溶劑減壓蒸餾除去，通過快速制備色譜，得到純的苯甲酰苯胺，白色固體。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ7.93(s，1H)，7.85(t，2H)，7.64(t，2H)，7.54(t，1H)，7.47(t，2H)，7.36(t，2H)，7.15(t，1H).¹³C NMR(101MHz，CDCl₃)δ165.93，138.07，135.14，131.94，129.21，128.90，127.16，124.70，120.39.

實施例3

在50ml三口圓底燒瓶中，加入0.135g苯乙酮肟和8mg 1，1-二氯環庚三烯的，連有球型冷凝管，在schlenk上，進行抽氣換氣3次，體系維持N2氛圍下，然后加入10ml乙腈，攪拌加熱至80℃回流反應，通過液相色譜分析跟蹤反應(取樣后往樣品中加入少許乙酸乙酯稀釋)：10min時原料轉化72％，20min內原料完全轉化，目標產物乙酰苯胺的選擇性＞98％。反應結束后將溶劑減壓蒸餾除去，通過快速制備色譜，得到純的乙酰苯胺，白色固體。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ7.90(brs，1H)，7.49(d，2H)，7.29(t，2H)，7.09(t，1H)，2.14(s，3H).¹³C NMR(101MHz，CDCl₃)δ168.90，138.10，129.03，124.39，120.18，24.58.

實施例4

在50ml三口圓底燒瓶中，加入0.149g對甲基苯乙酮肟和8mg 1，1-二氯環庚三烯的，連有球型冷凝管，在schlenk上，進行抽氣換氣3次，體系維持N2氛圍下，然后加入10ml乙腈，攪拌加熱至80℃回流反應，通過液相色譜分析跟蹤反應(取樣后往樣品中加入少許乙酸乙酯稀釋)：3min時原料轉化62％，10min內原料完全轉化，目標產物乙酰對甲基苯胺的選擇性＞98％。反應結束后將溶劑減壓蒸餾除去，通過快速制備色譜，得到純的乙酰對甲基苯胺，白色固體。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ7.90(brs，1H)，7.49(d，2H)，7.29(t，2H)，7.09(t，1H)，2.14(s，3H).¹³C NMR(101MHz，CDCl₃)δ168.90，138.10，129.03，124.39，120.18，24.58.

實施例5

在50ml三口圓底燒瓶中，加入0.197g環十二酮肟和8mg 1，1-二氯環庚三烯的，連有球型冷凝管，在schlenk上，進行抽氣換氣3次，體系維持N₂氛圍下，然后加入10ml甲苯，攪拌加熱至80℃回流反應，通過液相色譜分析跟蹤反應(取樣后往樣品中加入少許乙酸乙酯稀釋)：2min時原料轉化62％，10min內原料完全轉化，目標產物w-月桂精內酰胺的選擇性＞98％。反應結束后將溶劑減壓蒸餾除去，通過快速制備色譜，得到純的w-月桂精內酰胺，白色固體。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ5.91(brs，1H)，3.27(t，2H)，2.19(t，2H)，1.65(m 2H)，1.48(m，2H)，1.29(m，12H).¹³C NMR(101MHz，CDCl₃)δ204.51，173.61，39.15，37.00，28.42，26.87，26.46，26.32，25.84，25.33，25.05，24.78，24.04.

實施例6

在50ml三口圓底燒瓶中，加入0.203g苯基環己基酮肟和8mg 1，1-二氯環庚三烯的，連有球型冷凝管，在schlenk上，進行抽氣換氣3次，體系維持N₂氛圍下，然后加入10ml甲苯，攪拌加熱至80℃回流反應，通過液相色譜分析跟蹤反應(取樣后往樣品中加入少許乙酸乙酯稀釋)：2min時原料轉化62％，10min內原料完全轉化，目標產物苯甲酰環己基胺的選擇性＞98％。反應結束后將溶劑減壓蒸餾除去，通過快速制備色譜，得到純的苯甲酰環己基胺，白色固體。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ7.73(d，2H)，7.40(m，3H)，6.04 (brs，1H)，3.98(m，1H)，2.03(m，2H)，1.77-1.62(m，3H)，1.43(m，2H)，1.25(m，3H).¹³C NMR(101MHz，CDCl₃)δ166.77，135.23，131.33，128.61，126.94，48.81，33.34，25.70，25.04.

實施例7

在50ml三口圓底燒瓶中，加入0.214g對溴苯乙酮肟和8mg 1，1-二氯環庚三烯的，連有球型冷凝管，在schlenk上，進行抽氣換氣3次，體系維持N₂氛圍下，然后加入10ml乙腈，攪拌加熱至80℃回流反應，通過液相色譜分析跟蹤反應(取樣后往樣品中加入少許乙酸乙酯稀釋)：3h時原料轉化22％，24h原料完全轉化，目標產物乙酰對甲基苯胺的選擇性＞98％。反應結束后將溶劑減壓蒸餾除去，通過快速制備色譜，得到純的乙酰對甲基苯胺，白色固體。¹H NMR(400MHz，DMSO-δ₆)δ10.05(s，1H)，7.54(d，2H)，7.46(d，2H)，2.04(s，3H).¹³C NMR(101MHz，DMSO-δ₆)δ168.47，138.66，131.45，120.88，114.50，24.01.

實施例8

在50ml三口圓底燒瓶中，加入0.214g環己酮肟和8mg 1，1-二氯環庚三烯的，連有球型冷凝管，在schlenk上，進行抽氣換氣3次，體系維持N₂氛圍下，然后加入10ml二氯甲烷室溫攪拌反應，通過液相色譜分析跟蹤反應(取樣后往樣品中加入少許乙酸乙酯稀釋)：1h時原料轉化22％，24h原料完全轉化，目標產物己內酰胺的選擇性＞98％。反應結束后將溶劑減壓蒸餾除去，通過快速制備色譜，得到純的己內酰胺，白色固體。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ6.75(brs，1H)，3.17(m，2H)，2.43(m，2H)，1.72-1.62(m，6H).¹³C NMR(101MHz，CDCl₃)δ179.40，42.91，36.81，30.69，29.83，23.32.

實施例9

在50ml三口圓底燒瓶中，加入0.135g苯乙酮肟，連有球型冷凝管，在schlenk上，進行抽氣換氣3次，體系維持Ar氛圍下，然后加入10ml甲苯，攪拌加熱至150℃。然后加入10ul的環庚三烯酮和8.6ul草酰氯，回流反應，通過液相色譜分析跟蹤反應(取樣后往樣品中加入少許乙酸乙酯稀釋)：1min時原料轉化80％，5min內原料完全轉化，目標產物乙酰苯胺的選擇性＞98％。反應結束后將溶劑減壓蒸餾除去，通過快速制備色譜，得到純的乙酰苯胺，白色固體。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ7.90(brs，1H)，7.49(d，2H)，7.29(t，2H)，7.09(t，1H)，2.14(s，3H).¹³C NMR(101MHz，CDCl₃)δ168.90，138.10，129.03，124.39，120.18，24.58.

實施例10

在50ml三口圓底燒瓶中，加入0.135g苯乙酮肟，在Schlenk上，進行抽氣換氣3次，體系維持Ar氛圍下，然后加入10ml二氯甲烷，室溫攪拌。然后加入10ul的環庚三烯酮和8.6ul草酰氯，通過液相色譜分析跟蹤反應(取樣后往樣品中加入少許乙酸乙酯稀釋)：30min時原料轉化40％，6h內原料完全轉化，目標產物乙酰苯胺的選擇性＞98％。反應結束后將溶劑減壓蒸餾除去，通過快速制備色譜，得到純的乙酰苯胺，白色固體。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ7.90(brs，1H)，7.49(d，2H)，7.29(t，2H)，7.09(t，1H)，2.14(s，3H).¹³CNMR(101MHz，CDCl₃)δ168.90，138.10，129.03，124.39，120.18，24.58.

實施例11

在50ml三口圓底燒瓶中，加入0.135g苯乙酮肟，在Schlenk上，進行抽氣換氣3次，體系維持Ar氛圍下，然后加入10ml乙腈，室溫攪拌。然后加入1ul的環庚三烯酮和0.86ul草酰氯，回流反應，通過液相色譜分析跟蹤反應(取樣后往樣品中加入少許乙酸乙酯稀釋)：30min時原料轉化20％，12h 內原料完全轉化，目標產物乙酰苯胺的選擇性＞98％。反應結束后將溶劑減壓蒸餾除去，通過快速制備色譜，得到純的乙酰苯胺，白色固體。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ7.90(brs，1H)，7.49(d，2H)，7.29(t，2H)，7.09(t，1H)，2.14(s，3H).¹³C NMR(101MHz，CDCl₃)δ168.90，138.10，129.03，124.39，120.18，24.58.

實施例12

在50ml三口圓底燒瓶中，加入0.135g苯乙酮肟，在Schlenk上，進行抽氣換氣3次，體系維持Ar氛圍下，然后加入10ml二氯甲烷，室溫攪拌。然后加入0.1ml的環庚三烯酮和0.086ml草酰氯，回流反應，通過液相色譜分析跟蹤反應(取樣后往樣品中加入少許乙酸乙酯稀釋)12min時原料轉化60％，2h內原料完全轉化，目標產物乙酰苯胺的選擇性＞98％。反應結束后將溶劑減壓蒸餾除去，通過快速制備色譜，得到純的乙酰苯胺，白色固體。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ7.90(brs，1H)，7.49(d，2H)，7.29(t，2H)，7.09(t，1H)，2.14(s，3H).¹³C NMR(101MHz，CDCl₃)δ168.90，138.10，129.03，124.39，120.18，24.58。