一種由仲胺制備硝酮的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于化學合成技術領域，具體涉及一種由仲胺制備硝酮的方法。
【背景技術】
[0002] 硝酮是一類具有重要應用的有機中間體，可以用于醫藥和天然產物的合成。制備 硝酮的簡易方法是將仲胺氧化得到對應的硝酮，最常用的氧化劑為雙氧水，最常用的催化 劑如：如媽酸鈉（Na2W〇4)(Shun_Ichi Murahashi, Hitoshi Mitsui, Tatsuki Shiota， Tomoyasu Tsuda, and Shoji Watanabe，J. Org. Chem. 1990，55，1736-1744·)，但是用 鎢酸鈉作催化劑不僅其催化效率不高，需要加入大大過量的雙氧水，而且選擇性也較差。更 多的催化體系被發現，如稀有金屬錸的氧化物CH3Re〇3(Sanny Vermaa, Subodh Kumara, Efrat Shawatb, Gilbert Daniel Nessimb, Suman L. Jain,Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 402 (2015) 46-52)或者是氧化石墨稀負載的金屬錸氧化物 (Praveen K. Khatri, Shivani Choudhary, Raghuvir Singh, Suman L. Jain and 0m P. Khatri，Dalton Trans·, 2014，43，8054-8061)。一些有金屬化合物也可以催化這一 反應如有機金屬欽配合物(Massimiliano Forcato, Miriam Mba, William A. Nugent, and Giulia Licini，Eur. J. Org. Chem. 2010，740-748)和有機金屬鉬配合物(Marco Colladon, Alessandro Scarso and Giorgio Strukul，Green Chem., 2008, 10，793-798)。除了一些金屬鹽、金屬氧化物和有機金屬化合物，一些有機小分子催化體系也可以用 來制備硝酮化合物，如含有多羥基的胺類化合物可以催化該類反應（Massimil iano Forcato, William A. Nugentb and Giulia Licini,Tetrahedron Letters 44 (2003) 49-52)，三氯乙腈和雙氧水共同作用可以用來制備硝酮（Fatemeh Nikbakht, Akbar Heydari，Tetrahedron Letters 55 (2014) 2513-2516)。上述技術方案均存在一些不足， 有的需要用到價格昂貴的稀有金屬如錸、鉑等;而有的催化劑制備方法復雜工業化困難，如 一些有機金屬鈦或鉑的配合物;而由有機化合物和雙氧水共同作用制備硝酮的體系，則需 要加入大量的有機化合物，不符合原子經濟性的原子同時也對環境也造成一定的壓力。
[0003] 中國專利CN1058702C公開了一種制備硝酮的新方法，尤其是提出制備N--取代經 基胺的方法，其中包括在氧化劑和至少一種選自二氧化碳，碳酸氮鹽和碳酸鹽的化合物存 在下用仲胺形成硝酮的步驟。但是，該專利對反應要求液態C0 2,反應條件苛刻，只適合特定 的仲胺的氧化，應用范圍窄。
【發明內容】
[0004] 為克服上述缺陷，本發明的目的在于提供一種由仲胺制備硝酮的方法，原料來源 廣泛，反應條件簡單，硝酮收率高。
[0005] 為實現上述目的，本發明采用如下技術方案： 一種由仲胺制備硝酮的方法，仲胺在催化劑W03-x和過氧化氫溶液的作用下生成硝酮， 其反應通式如下：
其中，R1為氫、芳基、含1-6個碳原子的烷基或者雜環，R2為芳基、含1-6個碳原子的烷基 或者雜環，R3為含2-6個碳原子的烷基，R4為氫、甲基、乙基或鹵素，n=0, 1，2，3，4，B環為 簡單的氫、取代的苯環或者取代的吡啶環。
[0006] 根據上述的由仲胺制備硝酮的方法，所述的催化劑W〇3-x是存在氧空穴的W〇3-x納米 片，其制備方法包括以下步驟： a. 將1~3 mmol的二水合媽酸鈉溶解在10~25 mL水中，攪拌5~20 min，配成均勾透 明的溶液； b. 向步驟a溶液中加入乙醇5~13 mL，攪拌5~20 min; c. 向步驟b溶液中加入濃硫酸15~25 mL，攪拌5~20 min; d. 向步驟c溶液中加入0.1~0.6 g的聚乙二醇10000,攪拌5~20 min; e. 將步驟d反應后的混合溶液轉入圓底燒瓶中，120~160 °C攪拌3~5 h，冷卻至室 溫； f. 將步驟e冷卻后的混合物中加入300~500 mL蒸餾水中，收集沉淀物，依次用去離子 水和無水乙醇洗滌，真空干燥得到存在氧空穴的W03-x納米片。
[0007] 根據上述的由仲胺制備硝酮的方法，所述的仲胺為N-叔丁基芐胺、2-甲基芐基叔 丁胺、3-甲基芐基叔丁胺、4-甲基芐基叔丁胺、2-氟芐基叔丁胺、3-氟芐基叔丁胺、4-氟芐基 叔丁胺、2-硝基芐基叔丁胺、3-硝基芐基叔丁胺、4-硝基芐基叔丁胺、二乙胺、二丙胺、二丁 胺、二異丙胺、二芐基胺、四氫吡咯、四氫喹啉、四氫異喹啉、嗎啉或者哌啶。
[0008] 根據上述的由仲胺制備硝酮的方法，所述的過氧化氫溶液為30~50%的過氧化氫 溶液。
[0009] 根據上述的由仲胺制備硝酮的方法，包括以下反應步驟： (1) 將2 mmol的仲胺加入到反應器中，依次加入水4~5 mL、四丁基溴化銨0.02~0.03 mmol，加入催化齊l」W〇3-x 0.02~0.08 mmol和30%~50%的過氧化氛溶液3~6 mmol，25~60 °C下攪拌2~6 h，得到混合溶液； (2) 將步驟（1)反應后的混合溶液稀釋至15~20 mL，有機溶劑萃取，濃縮除去溶劑，柱 層析分離，收集產物。
[0010] 根據上述的由仲胺制備硝酮的方法，包括以下反應步驟： (1)將2 mmol的仲胺加入到反應器中，加入極性溶劑3~5 mL，加入催化劑W03-x 0.02~ 0.08 mmol和30%~50%的過氧化氛溶液3~6 mmol，25~60 °C下攬摔2~6 h，得到混合溶 液； (2)將步驟（1)反應后的混合溶液稀釋至15~20 mL，有機溶劑萃取，濃縮除去溶劑，柱 層析分離，收集產物。
[0011]根據上述的由仲胺制備硝酮的方法，步驟(1)所述的極性溶劑為甲醇、乙醇、乙腈、 乙酸或者N，N-甲基甲酰胺。
[0012] 根據上述的由仲胺制備硝酮的方法，步驟(2)所述的有機溶劑為乙酸乙酯、乙醚、 甲基叔丁基醚、二氯甲烷或者三氯甲烷。
[0013] 根據上述的由仲胺制備硝酮的方法，步驟(2)所述的柱層析分離條件為200~300 目的硅膠柱，洗脫劑為石油醚和乙酸乙酯，兩者的體積比為10:1~2:1。
[0014] 本發明的積極有益效果： 1.本發明存在氧空穴的鎢氧化物W03-x納米片在酸性條件下以水合鎢酸鈉為原料在一 定的溶劑中加入適當的添加劑，以溶劑熱或者直接加熱的方法一步直接合成，本發明存在 氧空穴的鎢氧化物W〇3-x納米片，制備方法極其簡單，生產成本低，易于操作，在微觀結構上 存在氧空穴、形貌均一、尺寸小、比表面積大，具有高的催化氧化活性。
[0015] 2.本發明原料來源廣泛，反應條件簡單，反應溫度低，硝酮收率高，而且水作反應 溶劑使整個反應步驟無污染，綠色環保，成低廉本，不僅具有重要的工業應用價值，而且具 有重要的環境和社會意義。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合一些【具體實施方式】，對本發明進一步說明。
[0017] 實施例！ 一種由N-叔丁基芐胺制備硝酮的方法，其反應通式式如下：
包括以下步驟： (1) 將2 mmol的N-叔丁基芐胺加入到25 mL圓底燒瓶中，加入乙腈3 mL，加入催化劑 恥31〇.02 111111〇1，30%的過氧化氫溶液5 111111〇1，25°(：攪拌3 11，得到混合溶液； (2) 將步驟(1)得到的混合溶液加水釋至20 mL，二氯甲烷萃取，濃縮除去溶劑，柱層析 分離，200~300目的硅膠柱，洗脫劑為石油醚和乙酸乙酯，兩者的體積比為2:1，得到白色固 體，收率96%。咕 MMR (400 MHz; CDC13, δ): 8.39-8.21 (2 H, m), 7.57 (1 H, s)， 7.40 (3 H, m),