水浴鍋中加熱至25°C，加入4mmo 1的1 -金剛烷甲醛(如式（1 -3 ))，反應12h。反應液 中加入硫代硫酸鈉溶液攪拌，然后用乙醚萃取，分離出有機層，減壓蒸除溶劑，再進行柱層 析分離，以乙酸乙酯/石油醚體積比1:100的混合液為洗脫劑，收集含目標化合物的洗脫液， 蒸除溶劑得到1-金剛烷甲腈，分離收率為85%。
[0029]實施例10:卜金剛烷甲腈(式(2-3))的制備 反應步驟同實施例9,所不同的是反應溫度為30°C，反應8h，l-金剛烷甲腈的分離收率 為 97%。
[0030] 實施例11:1_金剛烷甲腈(式(2-3))的制備 反應步驟同實施例9,所不同的是反應溫度為40°C，反應6h，l_金剛烷甲腈的分離收率 為 89%。
[0031] 實施例12:1-金剛烷甲腈(式(2-3))的制備 反應步驟同實施例9,所不同的是HMDS的用量為6mmol，反應溫度為30°C，反應8h，l-金 剛烷甲腈的分離收率為70%。
[0032]實施例13:1-金剛烷甲腈(式(2-3))的制備 反應步驟同實施例9,所不同的是TBN的用量為0.4mmol，反應溫度為30°C，反應12h，l-金剛烷甲腈的分離收率為74%。
[0033] 實施例14:3-苯丙腈(式(2-4))的制備 在 100ml 的燒瓶中，加入50mL乙腈，1 Ommo 1 HMDS，0 · 4mmo 1 的TEMPO、0 · 4mmo 1 的KPF6和 0.6mmol的TBN，以氧氣置換瓶內空氣，用橡膠塞密閉瓶口后，插入氧氣球，將反應瓶放入預 先升溫的水浴鍋中加熱至30°C，緩慢加入4mmol的1-金剛烷甲醛(如式α-4))，反應8h。反應 液中加入硫代硫酸鈉溶液攪拌，然后用乙醚萃取，分離出有機層，減壓蒸除溶劑，再進行柱 層析分離，以乙酸乙酯/石油醚體積比1:100的混合液為洗脫劑，收集含目標化合物的洗脫 液，蒸除溶劑得到3-苯丙腈，分離收率為62%。
[0034] 實施例15:3_苯丙腈(式(2-4))的制備 反應步驟同實施例13，所不同的是TEMP0、KPF6和TBN的用量均改為lmmol，反應6h，3-苯 丙腈的分離收率為66%。
[0035] 實施例16:肉桂腈(式(2-5))的制備 在 100ml 的燒瓶中，加入30mL乙腈，1 Ommo 1 HMDS，0 · 4mmo 1 的TEMPO、0 · 4mmo 1 的KPF6和 0.6mmol的TBN，以氧氣置換瓶內空氣，用橡膠塞密閉瓶口后，插入氧氣球，將反應瓶放入預 先升溫的水浴鍋中加熱至30°C，緩慢加入4mmo 1的1 -肉桂醛(如式（1 -5 ))，反應7h。反應液中 加入硫代硫酸鈉溶液攪拌，然后用乙醚萃取，分離出有機層，減壓蒸除溶劑，再進行柱層析 分離，以乙酸乙酯/石油醚體積比1:100的混合液為洗脫劑，收集含目標化合物的洗脫液，蒸 除溶劑得到肉桂腈，分離收率為60%。
[0036] 實施例17:肉桂腈(式(2-5))的制備 反應步驟同實施例13,所不同的是乙腈用量改為50mL，反應8h，肉桂腈的分離收率為 68% 〇
[0037] 實施例18:α-甲基肉桂腈(式(2-6))的制備 在 100ml 的燒瓶中，加入30mL乙腈，1 Ommo 1 HMDS，0 · 4mmo 1 的TEMPO、0 · 4mmo 1 的KPF6和 0.6mmol的TBN，以氧氣置換瓶內空氣，用橡膠塞密閉瓶口后，插入氧氣球，將反應瓶放入預 先升溫的水浴鍋中加熱至30°C，緩慢加入4mmol的α-甲基肉桂醛(如式α-6))，反應8h。反應 液中加入硫代硫酸鈉溶液攪拌，然后用乙醚萃取，分離出有機層，減壓蒸除溶劑，再進行柱 層析分離，以乙酸乙酯/石油醚體積比1:100的混合液為洗脫劑，收集含目標化合物的洗脫 液，蒸除溶劑得到甲基肉桂腈，分離收率為61%。
[0038] 實施例19:α-甲基肉桂腈(式(2-6))的制備 反應步驟同實施例18,所不同的是反應溫度為50°C乙腈用量改為50mL，a-甲基肉桂腈 的分尚收率為65%。
[0039]實施例20:新洋茉莉腈(式(2-7))的制備 在 100ml 的燒瓶中，加入30mL乙腈，1 Ommo 1 HMDS，0 · 4mmo 1 的TEMPO、0 · 4mmo 1 的KPF6和 0.6mmol的TBN，以氧氣置換瓶內空氣，用橡膠塞密閉瓶口后，插入氧氣球，將反應瓶放入預 先升溫的水浴鍋中加熱至30°C，緩慢加入4mmol的新洋茉莉醛(如式（1-7))，反應8h。反應液 中加入硫代硫酸鈉溶液攪拌，然后用乙醚萃取，分離出有機層，減壓蒸除溶劑，再進行柱層 析分離，以乙酸乙酯/石油醚體積比1:100的混合液為洗脫劑，收集含目標化合物的洗脫液， 蒸除溶劑得到新洋茉莉腈，分離收率為72%。
[0040]實施例21:新洋茉莉腈(式(2-7 ))的制備 反應步驟同實施例20,所不同的是TEMP0、KPF6和TBN的用量均改為0.2mmol，反應時間 為12h，新洋茉莉腈的分離收率為55%。
[0041 ] 實施例22: N-Boc-4-哌啶甲腈(式(2-8))的制備 在 100ml 的燒瓶中，加入30mL乙腈，1 Ommo 1 HMDS，0 · 4mmo 1 的TEMPO、0 · 4mmo 1 的KPF6和 0.6mmol的TBN，以氧氣置換瓶內空氣，用橡膠塞密閉瓶口后，插入氧氣球，將反應瓶放入預 先升溫的水浴鍋中加熱至30°C，緩慢加入4mmol的N-Boc-4-哌啶甲醛(如式（1-8))，反應8h。 反應液中加入硫代硫酸鈉溶液攪拌，然后用乙醚萃取，分離出有機層，減壓蒸除溶劑，再進 行柱層析分離，以乙酸乙酯/石油醚體積比1:100的混合液為洗脫劑，收集含目標化合物的 洗脫液，蒸除溶劑得到N-Boc-4-哌啶甲腈，分離收率為70%。
[0042] 實施例23:N-Boc-4-哌啶甲腈(式(2-8))的制備 反應步驟同實施例20,所不同的是乙腈的用量為80mL，N-Boc-4-哌啶甲腈的分離收率 為 73%。
【主權項】
1. 脂肪腈的催化氧化合成方法，其特征在于：以脂肪醛為反應底物，以2，2，6，6-四甲基 哌啶-1-氧自由基（TEMPO)、堿金屬鹽、亞硝酸叔丁酯（TBN)為催化劑，以六甲基二硅氮烷 (HMDS)為氮源，氧氣為氧化劑，反應底物在有機溶劑中，于常壓下、溫度25~50°C的條件下 反應，反應結束后經后處理得到所述的脂肪腈。2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于:所述的脂肪醛為飽和鏈狀脂肪醛、不飽和鏈 狀脂肪醛、脂環醛、取代的飽和雜環醛或者帶有其他官能團的醛;所述的取代的飽和雜環醛 是指含N、0等雜原子的飽和雜環醛的雜環上被一個或多個取代基取代，所述的取代基各自 獨立選自下列之一:C1-C4的烷基、鹵素、C1-C4的烷氧基、叔丁氧羰基;所述的帶有其他官能 團的醛是指取代的飽和鏈狀脂肪醛、取代的不飽和鏈狀脂肪醛，所述的取代的飽和鏈狀脂 肪醛、取代的不飽和鏈狀脂肪醛是指飽和鏈狀脂肪醛或不飽和鏈狀脂肪醛的烴基被一個或 多個取代基取代，所述的取代基各自獨立選自下列之一:苯基、取代苯基、鹵素、C1-C4的烷 氧基。3. 如權利要求1所述的方法，其特征在于:所述脂肪醛優選下列之一:正十二醛、環己基 甲醛、1 -金剛烷甲醛、3-苯丙醛、肉桂醛、α-甲基肉桂醛、新洋茉莉醛、N-Boc-4-哌啶甲醛。4. 如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述堿金屬鹽為似8?4、他(：1、1^?6，優選為 KPFe〇5. 如權利要求1所述的方法，其特征在于:所述反應底物脂肪醛與金屬鹽、2,2,6,6_四 甲基哌啶-1-氧自由基、亞硝酸叔丁酯的摩爾比為100:5~25:5~25:5~25，優選100:10~20:10 ~20:10~20。6. 如權利要求1所述的方法，其特征在于:所述反應底物脂肪醛與六甲基二硅氮烷HMDS 的摩爾量比1:1.5~3.5,優選1:2~3。7. 如權利要求1所述的方法，其特征在于:所述反應液后處理的方法為:反應結束后，反 應液中加入硫代硫酸鈉溶液攪拌，然后用乙醚萃取，分離出有機層，減壓蒸除溶劑，再進行 柱層析分離，以乙酸乙酯/石油醚體積比1:100的混合液為洗脫劑，收集含目標化合物的洗 脫液，蒸除溶劑即得產物脂肪腈。
【專利摘要】本發明公開了脂肪腈的催化氧化合成方法，以脂肪醛為反應底物，以2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基（TEMPO）、堿金屬鹽、亞硝酸叔丁酯（TBN）為催化劑，以六甲基二硅氮烷（HMDS）為氮源，氧氣為氧化劑，反應底物在有機溶劑中，于常壓下、溫度25～50℃的條件下反應，反應結束后經后處理得到所述的脂肪腈。本方法操作簡單安全，降低了環境成本。
【IPC分類】C07C253/24, C07D211/62, C07C255/34, C07C255/47, C07C255/03, C07C255/46, C07B43/08, C07C255/33, C07D317/60
【公開號】CN105481624
【申請號】CN201510947340
【發明人】李美超, 沈振陸, 方朝杰, 莫衛民
【申請人】浙江工業大學
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月17日