一種非均相催化的烷基/芐基/芳基脲類化合物的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機合成領(lǐng)域，尤其涉及一種非均相催化的烷基/芐基/芳基脲類化 合物的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 烷基/芐基/芳基脲類化合物是一類非常重要的有機化合物，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、 農(nóng)藥和高分子功能材料等領(lǐng)域。例如在農(nóng)藥領(lǐng)域，烷基/芐基/芳基脲類化合物作為除草 劑目前商品化已有近50種，在除草劑中占有很大的銷售份額，僅敵草隆一項銷售排名達(dá)到 了第18位，該類化合物可以通過抑制植物光合作用或者細(xì)胞分裂從而達(dá)到除草的效果。
[0003] -直以來，人們都在尋求簡單高效低成本的合成烷基/芐基/芳基脲類化合物的 方法。目前已知的合成方法仍然十分有限，主要都是通過下述方法來制備：
[0004] 一、由伯胺出發(fā)，與光氣等作用，制備出相應(yīng)的異氰酸酯中間體，然后再和另一分 子胺反應(yīng)，得到烷基/芐基/芳基脲類化合物（參見US4578513);二、過渡金屬催化的芳 基鹵代物和氧氰酸鈉偶聯(lián)生成芳基異氰酸酯，再與另一分子胺反應(yīng)，得到芳基脲（參見 Journal of the American Chemical Society, 2012, 134, 11132-11135.);三、胺在過渡金 屬的催化下進行插羰自偶聯(lián)，生成對稱的烷基/芐基/芳基脲（參見Advanced Synthesis& Catalysis, 2012, 354, 489-496.);四、芳基疊氮在過渡金屬的催化下進行插羰自偶聯(lián)，生成 芳基脈（參見 Organic&Biomolecular Chemistry, 2004, 2, 3063-3066) 〇
[0005] 上述方法都有較大的不足：1)需要使用高毒的溶劑，如方法一；2)過渡金屬催化 的方法產(chǎn)物的普適性不好，局限性較差，或者至少有一端是芳基，或者產(chǎn)物是對稱的烷基 脲，而且反應(yīng)對于二級胺也不能反應(yīng)，如方法二、三、四；3)所使用的一般都是價格昂貴的 銠催化劑，而且都是均相催化劑，而且無法回收利用，成本高昂，如方法四。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種在廉價非均相的過渡金屬鈀催化劑的催化下，在低壓的一氧化碳 氣氛下，直接由烷基/芐基/芳基疊氮與烷基/芐基/芳基胺反應(yīng)，通過一鍋反應(yīng)，溫和高 效易行的獲得脲類化合物的制備方法。該方法具有如下優(yōu)勢：1)非常廣泛的底物適應(yīng)性， 通過該方法可以合成眾多帶有不同取代基以及芳雜環(huán)的烷基/芐基/芳基脲類化合物；2) 所用的非均相催化劑可以回收使用，大大降低了生產(chǎn)成本。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0008] 一種制備式（I)所示化合物的方法，
[0009] R^NH-CO-NR^R2 (I)
[0010] 其中，
[0011] R1選自芳基、雜芳基、環(huán)烷基、雜環(huán)基、烷基、烯基、炔基、芳基烷基、雜芳基烷基、環(huán) 烷基烷基、雜環(huán)基烷基、芳基烯基、雜芳基烯基、環(huán)烷基烯基、雜環(huán)基烯基；
[0012] R2選自芳基、雜芳基、環(huán)烷基、雜環(huán)基、烷基、烯基、炔基、芳基烷基、雜芳基烷基、環(huán) 烷基烷基、雜環(huán)基烷基、芳基烯基、雜芳基烯基、環(huán)烷基烯基、雜環(huán)基烯基；
[0013] R3選自H，R2,或者R3、R2與N-起形成雜環(huán)；
[0014] 其中，
[0015] 將式（II)所示化合物與式（III)所示化合物在非均相的鈀催化劑的催化下，在一 氧化碳?xì)夥障?，在溶劑中反?yīng)得到式（I)所示化合物：
[0016] R1-^ (II)
[0017] HNR3-R2 (III)
[0018] 其中，
[0019] R\R2和R3的定義同式（I)。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，所述芳基可以是取代或未取代的芳基；所述雜芳基可以是取代或未 取代的帶有至少一個氮、氧、或硫的芳基；所述芳基和雜芳基上可帶有一個或多個取代基， 對取代基的位置沒有特別限制，鄰位、間位、對位均可；所述取代基不以任何方式限定，常 見的取代基例如烷基、烷氧基、硅氧基、胺基、硝基、氰基、酰胺基、酯基、醛基、酮羰基和鹵素 等；當(dāng)具有多取代基時，這多個取代基可以相同或不同，相鄰或相近的兩個取代基可以相互 獨立或成環(huán)。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明，所述環(huán)烷基可以是取代或未取代的環(huán)烷基；所述雜環(huán)基可以是取代 或未取代的雜環(huán)基；所述環(huán)烷基或雜環(huán)基上可帶有一個或多個取代基，對取代基的位置沒 有特別限制，鄰位、間位、對位均可；所述取代基不以任何方式限定，常見的取代基例如烷 基、烷氧基、硅氧基、胺基、硝基、氰基、酰胺基、酯基、醛基、酮羰基和鹵原子等；當(dāng)具有多取 代基時，這多個取代基可以相同或不同，相鄰或相近的兩個取代基可以相互獨立或成環(huán)。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明，所述烷基可以是取代或未取代的一級、二級或三級烷基；所述取代基 不以任何方式限定，常見的取代基例如烷基、烷氧基、硅氧基、胺基、硝基、氰基、酰胺基、酯 基、醛基、酮羰基、和鹵原子等；當(dāng)具有多取代基時，這多個取代基可以相同或不同，相鄰或 相近的兩個取代基可以相互獨立或成環(huán)。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明，所述烯基可以是取代或未取代的烯基，對取代基的位置和數(shù)量沒有 特別的限制，一個、二個、三個均可，順式和反式均可。所述取代基不以任何方式限定，常見 的取代基例如烷基、烷氧基、硅氧基、胺基、硝基、氰基、酰胺基、酯基、醛基、酮羰基和鹵原子 等；當(dāng)具有多取代基時，這多個取代基可以相同或不同，相鄰或相近的兩個取代基可以相互 獨立或成環(huán)。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明，所述炔基可以是取代或未取代的炔基；所述取代基不以任何方式限 定，常見的取代基例如烷基、烷氧基、硅氧基、胺基、硝基、氰基、酰胺基、酯基、醛基、酮羰基 和鹵原子等；當(dāng)具有多取代基時，這多個取代基可以相同或不同，相鄰或相近的兩個取代基 可以相互獨立或成環(huán)。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明，所述烷基優(yōu)選指具有1~10個碳原子的直鏈或支鏈烷基，所述烷基 上的取代基優(yōu)選為烷氧基、硅氧基、胺基、硝基、氰基、酰胺基、酯基、醛基、酮羰基、和鹵原 子，更優(yōu)選齒原子，例如氟、氯、溴，所述烷基例如為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、 叔丁基、仲丁基、戊基、新戊基、鹵代Q i。烷基，更優(yōu)選三氟甲基。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明，所述烷氧基優(yōu)選指具有1~10個碳原子的直鏈或支鏈烷氧基，例如 甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、叔丁氧基、仲丁氧基。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明，所述烯基優(yōu)選指具有2-10個碳原子的直鏈或支鏈烯基，所述烯基上 的取代基優(yōu)選為烷氧基、硅氧基、胺基、硝基、氰基、酰胺基、酯基、醛基、酮羰基、和鹵原子， 更優(yōu)選鹵原子，例如氟、氯、溴，所述烯基例如乙烯基、丙烯基、丁烯基、異丁烯基、戊烯基、己 烯基、鹵代C 21。烯基。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明，所述炔基優(yōu)選指具有2-10個碳原子的直鏈或支鏈炔基，所述炔基上 的取代基優(yōu)選為烷氧基、硅氧基、胺基、硝基、氰基、酰胺基、酯基、醛基、酮羰基、和鹵原子， 更優(yōu)選齒原子，例如氣、氣、漠，所述炔基例如乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、異戊炔基、己 炔基、鹵代C 21。炔基。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明，所述芳基優(yōu)選為單環(huán)或雙環(huán)的芳基，更優(yōu)選為6-14個碳原子的芳 基，例如苯基或萘基。所述芳基上的取代基優(yōu)選為烷基、烷氧基、硝基、氰基、酯基、醛基、酮 羰基、和鹵原子，更優(yōu)選鹵代烷基，例如三氟甲基。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明，所述雜芳基中的雜原子可以為一個、兩個、三個或四個。所述雜芳基 優(yōu)選含有5-30個原子，更優(yōu)選6-20個原子，例如為噻吩、呋喃、吡咯、吡唑、咪唑、惡唑、噻 唑、異惡唑、異噻唑、惡唑啉、噻唑啉、吡啶、吡喃、噻喃、嘧啶、噠嗪、吡嗪、哌嗪、氮雜卓、氧雜 卓、硫雜卓、吲哚、苯并咪唑、苯并噻吩、苯并呋喃、苯并噻唑、苯并惡唑、苯并異惡唑、苯丙異 噻唑、喹啉、異喹啉、喹唑啉、咔唑、蝶啶、嘌呤、氮雜菲、叮啶、吩嗪、吩噻嗪等。所述雜芳基上 的取代基優(yōu)選為烷基、烷氧基、硅氧基、胺基、硝基、氰基、酰胺基、酯基、醛基、酮羰基、和鹵 原子，更優(yōu)選鹵代烷基，例如三氟甲基。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明，所述的環(huán)烷基指飽和或不飽和的單環(huán)或多環(huán)碳環(huán)基團，所述環(huán)烷基 優(yōu)選含有3-20個原子，更優(yōu)選3-10個原子，例如環(huán)己烷基。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明，所述雜環(huán)基指具有1-4個選自N、S、0雜原子的飽和或不飽和的單環(huán) 或多環(huán)雜環(huán)基團，其中的雜原子可以為一個、兩個、三個或四個。所述雜環(huán)基優(yōu)選含有5-30 個原子，更優(yōu)選6-20個原子，例如氮雜環(huán)基，氮、氧雜環(huán)基，代表性的雜環(huán)基包括：四氫吡咯 基、四氫吡啶基、哌嗪基、嗎啉基等。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明，所述胺基是_NR4R5, R4和R5相同或不同，彼此獨立地選自H、烷基或 芳基，所述胺基例如選自N-甲基胺基、N-苯基胺基、N，N-二甲基胺基、N，N-二苯基胺基、 N-