CuI 催化酰胺与卤代烃偶联反应的研究

文章编号：1674-9146(2016)12119-02
偶联反应是有机合成的最重要手段之一,它被
广泛用于染料、高分子材料等合成领域中。

在含氮
化合物基础上,构建新的C-N键对这类化合物的
合成尤为重要,其中,C-N键偶联反应研究一直是
这一领域研究的热点[1-3]。

C-N键的有机化合物被广
泛应用于医药、聚合物、各种精细化工品的合成实
践中,为社会带来了巨大的经济效益。

人们对于采用钯(Pd)、铑(Rh)等金属作为
偶联反应的催化剂已经不陌生,其催化效率也比较
高,然而,由于它们价格昂贵、对环境会造成破害
等客观原因,使其逐渐被淘汰。

与此同时,铜盐作
为一种廉价、低毒的金属催化剂,应用价值也相对
比较高,越来越受到科研工作者们的青睐[4]。

酰胺是一种在生物、医药、电子材料等方面应
用都很普遍和重要的化合物,在酰胺的N-烃基化
产物中,很多都具有药物活性。

因此,铜盐催化酰
胺与卤代烃的交叉偶联反应具有重要应用价值。

1CuI催化酰胺与卤代烃偶联反应实验
1.1实验试剂
国药集团化学试剂有限公司生产的分析纯实验
试剂包括:CuI,碘苯,K2CO3,K3PO4,KOH,t-
BuO-K+,1,2-环己二胺,苯甲酰胺,二甲基亚砜
(DMSO)等。

1.2实验仪器
一是85-1型磁力搅拌器;二是RE-52A型旋
转蒸发仪;三是布鲁克皇冠(Bruker AVANCE)系列
核磁共振(NMR)波谱仪,其工作频率为600MHz,
溶剂为氘代氯仿(CDCl3),内标为四甲基硅烷
(TMS)。

1.3实验步骤
将10mol CuI加入希兰克(Schlenk)管,依次
加入6×10-4mol苯甲酰胺(1a)、2个化学当量的
KOH,做无水无氧处理,再加入5×10-4mol卤代
芳烃(2a)、10mol配体1,2-环己二胺、2mL DM-
SO,在120℃下反应,间断地通过薄层色谱分析
(Thin-Layer Chromatography,TLC)检测反应情况,
最终停止反应。

加入适量乙酸乙酯,通过柱层析进行纯化,得
到目标产物。

通过1H NMR和13C NMR表征可知得
到的产物是预计的目标产物N-苯基苯酰胺(3a)。

反应方程式为
CuI催化酰胺与
卤代烃偶联反应的研究
佟林
收稿日期：2016-10-08;修回日期：2016-11-08
作者简介:佟林(1985-),男,江苏新沂人,助理工程师,主要从事有机农药合成研究,E-m ail:ab cd ef-1234@q q.co m。

(江苏蓝丰生物化工股份有限公司,江苏新沂221400)
H2+
催化剂
碱,配体H
3a
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Study on Coupling Reaction of Amide and Haloalkane with Copper Salt
Catalyst
Tong Lin
(Jiangsu Lanfeng Bio-chemical Co.,Ltd,Xinyi221400China)
Abstract:The paper introduces the experimental procedure of coupling reaction of amide and haloalkane using CuI as cata-lyst,optimizes the reaction conditions.It discusses the selection of alkali and ligand,the amount of catalyst,reaction time and the nuclear magnetic characterization of target products.Taking KOH as alkali,1,2-Diaminocyclohexane as ligand,DMSO as solvent,the yield is higher when the reaction time is20h.
Key words:copper salt catalyst;cross-coupling;amide
在此基础上进行该催化体系的探索,表1为
CuI催化酰胺与卤代烃偶联反应实验结果。

2实验结果讨论与反应条件优化
2.1碱的筛选
对该反应的碱进行优化。

通过实验发现,在
K2CO3,K3PO4,KOH,t-BuO-K+中,使用KOH作
为碱时收率最高,因此从4种碱中选择KOH作为
该反应的碱试剂。

2.2配体的筛选
对该反应的配体进行优化。

通过实验发现,在
L-脯氨酸、苯甲酰丙酮、1,2-环己二胺、乙二胺4
种配体中,当使用1,2-环己二胺作为配体时收率
比较高,因此从4种配体中选择1,2-环己二胺作
为该反应的配体。

2.3催化剂用量的选择
对该反应的催化剂用量进行优化。

通过实验发
现,当催化剂的用量为10mol时收率比较高,可以
达到99%,因此笔者把该反应的催化剂用量定为
10mol。

2.4反应时间的选择
对反应时间进行优化。

通过逐渐延长反应时间
发现,当反应时间为20h时收率比较高,因此笔
者综合考虑反应收率和反应效率,把反应时间定为
20h。

3目标产物的核磁表征
目标产物为N-苯基苯酰胺,其化学式为
1H NMR(溶剂CDCl3,工作频率600MHz)的
化学位移δ值分别为7.85×10-6(双峰,耦合常数为
5.8Hz,3个氢的峰面积积分),7.63×10-6(双峰,
耦合常数为6.9Hz,2个氢的峰面积积分),7.53×
10-6(双峰,耦合常数为6.8Hz,1个氢的峰面积积
分),7.47×10-6(双峰,耦合常数为6.4Hz,2个氢
的峰面积积分),7.35×10-6(三重峰,耦合常数为
6.5Hz,2个氢的峰面积积分),
7.14×10-6(双峰,
耦合常数为6.2Hz,1个氢的峰面积积分)。

13C NMR(溶剂CDCl3,工作频率150MHz)的
化学位移δ值分别为164.7×10-6,136.9×10-6,
134.0×10-6,130.8×10-6,128.1×10-6,127.8×10-6,
126.0×10-6,123.6×10-6,119.2×10-6。

4结束语
综上所述,最终确定该反应的最优条件为:用
10mol CuI作为催化剂,1,2-环己二胺作为配体,
KOH作为碱,DMSO作为溶剂,并且反应温度为
120℃,反应时间为20h,最终收率可以达到99%。

参考文献：
[1]N egw er M.I n o rgan ic-ch em ical,d ru gs an d th eir sy n o n y m s:
an in tern atio n al su rv ey[M].7th ed.B erlin:A k ad em ie V erlag,
1994.
[2]B rin gm an n G,G u n th er C,O ch se M,et al.P ro gress in th e
ch em istry o f o rgan ic n atu ral p ro d u cts[J].O x id atio n in O r-
gan ic C h em istry,2001(82):1-293.
[3]王佩怡,胡启山,何云清.2-碘代硒苯与苯甲酰胺在C u I
催化下的C-N偶联反应机理的理论研究[J].四川文理学
院学报,2010(2):49-52.
[4]D ied erieh F,Stan g P J.M etal-cataly zed cro ss-co u p lin g rea-
crjo n s[M].W ein h eim:W iley-V C H,1998.
(责任编辑邸开宇)表1CuI催化酰胺与卤代烃偶联反应实验结果
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