CN110923744A - 一种通过电化学醛的还原胺化反应构建仲胺类化合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通过电化学醛的还原胺化反应构建仲胺类化合物的方法，包括以下步骤：以醛类化合物和的胺类化合物为原料，在电解体系中，通过电化学阴极还原反应，制备得到一系列含仲胺骨架的化合物。与已经报道的方法相比，本发明不使用金属催化剂和外部氧化剂；本发明所使用的反应原料和电解质价格低廉、无毒无味、后处理简便，因此适用工业化生产；本发明反应条件温和、操作简单且收率高，是一种高效实用的仲胺类化合物的合成方法。
Description
技术领域
本发明涉及有机物合成领域，具体涉及一种通过电化学醛的还原胺化反应构建仲胺类化合物的方法。
背景技术
胺是生物活性物质中必不可少的一类，存在于多种天然产物、农业化学物质和药物中，如抗帕金森氏病药物，抗南美锥虫病药物和用于治疗鼻炎的抗组胺药等。目前，已经建立了多种用于胺的构建和功能化的合成方法，其中，还原胺化反应被认为是最通用、最有效的方法之一。还原胺化反应是通过胺与酮或醛的脱水缩合形成亚胺中间体，然后进行还原反应，得到所需的胺。为了进行高效、高选择性的还原胺化反应，化学家们已经做出了巨大的努力来寻找合适的还原体系和还原剂。自20世纪中叶以来，Borch等人已经开始使用化学计量的NaBH4和NaBH3CN作为还原胺化的强还原剂。后来，更稳定的氢硅烷逐渐成为有效的还原剂，它们在还原胺化中的应用通常需要高温，但无需使用惰性气氛和干燥溶剂。为了响应绿色化学，近年来，氢气已广泛用于多种过渡金属催化的或路易斯酸催化的还原胺化研究，但这些研究通常需要高压条件。与此同时，一些以CO为还原剂的Rh催化醛的还原胺化反应也已经被成功实现。为了开发更绿色、更可持续的胺合成方法，研究人员正在转向无金属的催化系统，该系统使用简单温和的反应条件、廉价且容易获得的反应材料和低毒性溶剂。
电化学合成被认为是一种环保且可持续的合成工具，在近年来受到了广泛的关注。电化学合成可以通过有效利用能量激活电极表面的底物来实现一系列的氧化还原反应。在电解池的阴极表面，对于一系列还原反应，电子是还原剂的理想替代品，能用于实现更高效的有机分子合成。氢气作为电化学反应常用的氢源，其储备和使用不方便，迄今为止，虽然已有许多电化学加氢的报道，但不断探索低成本、安全且易于储存的氢源仍然是一个备受关注的研究课题。综上所述，开发绿色环保和高效的胺类化合物的合成新方法以及寻找安全易储存适应于工业生产的氢源，具有重要意义。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种通过电化学醛的还原胺化反应构建仲胺类化合物的方法，能够高效、环保地合成仲胺类化合物。
根据本发明的第一方面实施例的一种通过电化学醛的还原胺化反应构建仲胺类化合物的方法，包括以下步骤：以式(I)所示的醛类化合物和式(II)所示的胺类化合物为原料，在电解体系中，通过电化学阴极还原反应，制备得到式(III)所示的仲胺类化合物；所述电解体系包括电解质、溶剂、阳极和阴极；
式中，R1和R2均分别选自烷基、芳基和杂芳基；R1和R2可以相同也可以不同。
根据本发明实施例的一种通过电化学醛的还原胺化反应构建仲胺类化合物的方法，至少具有如下有益效果：本发明的方法不使用外部氧化剂，不使用贵金属催化剂，具有条件简单、废弃物排放少、官能团耐受性好、产率高和反应条件温等优点，因此，是一种绿色环保高效的合成方法，能够适用于工业的大规模生产。
根据本发明的一些实施例，其中：
R1选自芳基包括未取代苯基、烷基苯基、烷氧基苯基、苄氧基苯基或卤代苯基；
R2选自芳基包括未取代苯基、烷基苯基、烷氧基苯基或苄氧基苯基；
作为优选的，所述烷基苯基为一取代、二取代或三取代的烷基苯基，其中烷基取代基为碳原子小于8的烷基，包括但不限于甲基，乙基和丙基等；所述烷氧基苯基为一取代或、二取代的烷氧基苯基，其中烷氧基取代基为碳原子小于10的烷基，包括但不限于甲氧基、乙氧基等；所述卤代苯基为一卤代苯基，其中卤原子选自F或Cl；所述杂环基为含氧杂环或含硫杂环，进一步优选地，所述含氧杂环为呋喃，含硫杂环为噻吩。
根据本发明的一些实施例，所述电解质包括四正丁基四氟硼酸铵、四正丁基醋酸铵、四正丁基硫酸氢铵或四正丁基六氟磷酸铵中的至少一种。
根据本发明的一些实施例，所述醛类化合物与电解质的摩尔比为1:(1～2)；
作为优选的，所述醛类化合物与电解质的摩尔比为1：(1～1.5)。
根据本发明的一些实施例，所述醛类化合物与胺类化合物的摩尔比为1:(1～3)；
作为优选的，所述醛类化合物与胺类化合物的摩尔比为1:(1.2～3)。
根据本发明的一些实施例，所述溶剂包括二甲亚砜、乙醇、N-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和1,4-二氧六环中的至少一种；
作为优选的，所述溶剂为二甲亚砜；二甲亚砜(DMSO)作为一种常见且廉价的溶剂，已证明其在碱存在下可作为有机反应的氢供体，同时转化为稳定的DMSO自由基；在本方案中以低毒性溶剂DMSO作为氢供体，且不需要金属和其他外部还原剂，实现了DMSO作为廉价便捷的氢源在电化学合成中的重要应用，提出了醛和胺在室温下的电化学还原胺化反应高效获得仲胺类化合物的方法。
根据本发明的一些实施例，以所述醛类化合物的摩尔量计，所述溶剂的体积用量为(10～25)mL/mmol，进一步优选地，为(10～15)mL/mmol。
根据本发明的一些实施例，所述阳极和阴极均包括碳棒。
根据本发明的一些实施例，反应所使用的直流电流为(5～20)mA；
作为优选的，反应所使用的直流电流为(5～10)mA。
根据本发明的一些实施例，反应在(25～40)℃的温度进行；进一步优选地，反应在常温进行。
根据本发明的一些实施例，反应的时间为(3～18)小时；进一步优选地，反应的时间为(4.5～7)小时。
根据本发明的一些实施例，在反应结束后经过淬灭、洗涤、萃取和浓缩后通过柱层析得到含仲胺骨架的化合物；
作为优选的，在反应结束后加入乙酸乙酯淬灭反应，洗涤，分层获得有机相，水相再用乙酸乙酯萃取，合并有机相，干燥，减压蒸馏除去溶剂，再经柱层析得到含仲胺骨架的化合物。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
实施例1：N-苄基苯胺的合成
取三口圆底烧瓶，加入二甲亚砜5mL、苯甲醛53mg(0.50mmol)、苯胺56mg(0.6mmol)、四正丁基硫酸氢铵170mg(0.5mmol)，以碳棒作为阳极，碳棒作为阴极，常温搅拌10mA电流下电化学反应4.5小时。反应结束后加入乙酸乙酯10mL淬灭反应，加入5mL饱和食盐水洗涤，分层后收集有机相，水相再用乙酸乙酯萃取3次，每次乙酸乙酯用量为5mL，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，再经柱层析得到产品，收率为96％。
产品的表征数据为：1H NMR(500MHz,CDCl3,ppm)δ＝7.25-7.19(m,4H),7.15(ddd,J＝6.9,4.0,1.7Hz,1H),7.07-7.03(m,2H),6.60(td,J＝7.3,1.0Hz,1H),6.52-6.47(m,2H),4.17(s,2H),3.73(s,1H).13C NMR(126MHz,CDCl3,ppm)δ＝148.3,139.6,129.4,128.8,127.7,127.4,117.7,113.0,48.4；HRMS(ESI)(m/z):calcd for C13H14N[M+H]+:184.1120,found:184.1117。
实施例2：N-(4-甲基苄基)苯胺的合成
取三口圆底烧瓶，加入二甲亚砜5mL、4-甲基苯甲醛60mg(0.50mmol)、苯胺56mg(0.6mmol)、四正丁基硫酸氢铵170mg(0.5mmol)，以碳棒作为阳极，碳棒作为阴极，常温搅拌8mA电流下电化学反应4.5小时。反应结束后加入乙酸乙酯10mL淬灭反应，加入5mL饱和食盐水洗涤，分层后收集有机相，水相再用乙酸乙酯萃取3次，每次乙酸乙酯用量为5mL，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，再经柱层析得到产品，收率为62％。
产品的表征数据为：1H NMR(500MHz,CDCl3,ppm)δ＝7.28(d,J＝7.9Hz,2H),7.21-7.16(m,4H),6.76-6.71(m,1H),6.65(dd,J＝8.6,0.9Hz,2H),4.30(s,2H),4.00(s,1H),2.36(s,3H).13C NMR(126MHz,CDCl3,ppm)δ＝148.2,136.9,136.4,129.4,129.3,127.6,117.5,112.8,48.1,21.2.MS(EI,70eV)m/z:197,180,152,118,105.HRMS(ESI)(m/z):calcdfor C14H16N[M+H]+:198.1277,found:198.1273。
实施例3：N-(4-(叔丁基)苄基)苯胺的合成
取三口圆底烧瓶，加入二甲亚砜6mL、4-叔丁基苯甲醛81mg(0.50mmol)、苯胺56mg(0.6mmol)、四正丁基硫酸氢铵170mg(0.5mmol)，以碳棒作为阳极，碳棒作为阴极，常温搅拌8mA电流下电化学反应5小时。反应结束后加入乙酸乙酯10mL淬灭反应，加入5mL饱和食盐水洗涤，分层后收集有机相，水相再用乙酸乙酯萃取3次，每次乙酸乙酯用量为5mL，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，再经柱层析得到产品，收率为98％。
产品的表征数据为：1H NMR(500MHz,CDCl3,ppm)δ＝7.40(m,2H),7.34(d,J＝8.5Hz,2H),7.21(m,2H),6.75(tt,J＝7.4,1.0Hz,1H),6.68(dd,J＝8.6,1.0Hz,2H),4.32(s,2H),4.16(s,1H),1.35(s,9H).13C NMR(126MHz,CDCl3,ppm)δ＝150.3,148.3,136.4,129.3,127.4,125.6,117.5,112.8,48.0,34.5,31.4.MS(EI,70eV)m/z:239,147,117.HRMS(ESI)(m/z):calcd for C17H22N[M+H]+:240.1747,found:240.1741。
实施例4：N-(4-甲氧基苄基)苯胺的合成
取三口圆底烧瓶，加入二甲亚砜6mL、4-甲氧基苯甲醛68mg(0.50mmol)、苯胺56mg(0.6mmol)、四正丁基硫酸氢铵170mg(0.5mmol)，以碳棒作为阳极，碳棒作为阴极，常温搅拌10mA电流下电化学反应4.5小时。反应结束后加入乙酸乙酯10mL淬灭反应，加入5mL饱和食盐水洗涤，分层后收集有机相，水相再用乙酸乙酯萃取3次，每次乙酸乙酯用量为5mL，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，再经柱层析得到产品，收率为58％。
产品的表征数据为：1H NMR(500MHz,CDCl3,ppm)δ＝7.33(m,2H),7.22(m,2H),6.92(m,2H),6.75(m,1H),6.68(m,2H),4.29(s,2H),4.00(s,1H),3.84(d,J＝2.3Hz,3H).13C NMR(126MHz,CDCl3,ppm)δ＝158.9,148.2,131.4,129.3,128.8,117.5,114.0,112.8,55.3,47.8.MS(EI,70eV)m/z:213,121,91.HRMS(ESI)(m/z):calcd for C14H16NO[M+H]+:214.1226,found:214.1224。
实施例5：N-([[1,1'-联苯]-4-基甲基)苯胺的合成
取三口圆底烧瓶，加入二甲亚砜7mL、4-苯基苯甲醛91mg(0.50mmol)、苯胺56mg(0.6mmol)、四正丁基硫酸氢铵170mg(0.5mmol)，以碳棒作为阳极，碳棒作为阴极，常温搅拌10mA电流下电化学反应5小时。反应结束后加入乙酸乙酯10mL淬灭反应，加入5mL饱和食盐水洗涤，分层后收集有机相，水相再用乙酸乙酯萃取3次，每次乙酸乙酯用量为5mL，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，再经柱层析得到产品，收率为98％。
产品的表征数据为：1H NMR(500MHz,CDCl3,ppm)δ＝7.67-7.63(m,4H),7.53-7.49(m,4H),7.43-7.39(m,1H),7.28-7.24(m,2H),6.83-6.78(m,1H),6.75-6.71(m,2H),4.43(s,2H),4.14(s,1H).13C NMR(126MHz,CDCl3,ppm)δ＝148.2,140.9,140.2,138.6,129.4,128.9,128.0,127.4,127.3,127.1,117.7,112.9,48.0.MS(EI,70eV)m/z:259,167,152,129,104.HRMS(ESI)(m/z):calcd for C19H18N[M+H]+:260.1434,found:260.1429。
实施例6：N-(3-甲氧基苄基)苯胺的合成
取三口圆底烧瓶，加入二甲亚砜6mL、3-甲氧基苯甲醛68mg(0.50mmol)、苯胺56mg(0.6mmol)、四正丁基硫酸氢铵170mg(0.5mmol)，以碳棒作为阳极，碳棒作为阴极，常温搅拌10mA电流下电化学反应4.5小时。反应结束后加入乙酸乙酯10mL淬灭反应，加入5mL饱和食盐水洗涤，分层后收集有机相，水相再用乙酸乙酯萃取3次，每次乙酸乙酯用量为5mL，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，再经柱层析得到产品，收率为83％。
产品的表征数据为：1H NMR(500MHz,CDCl3,ppm)δ＝7.29(d,J＝7.3Hz,1H),7.21(m,2H),6.99(m,2H),6.86(dd,J＝8.2,2.4Hz,1H),6.76(t,J＝7.3Hz,1H),6.67(dd,J＝8.5,0.8Hz,2H),4.34(s,2H),4.09(s,1H),3.83(s,3H).13C NMR(126MHz,CDCl3,ppm)δ＝159.9,148.2,141.2,129.7,129.3,119.8,117.6,113.0,112.9,112.7,55.2,48.3.MS(EI,70eV)m/z:213,121,91.HRMS(ESI)(m/z):calcd for C14H16NO[M+H]+:214.1226,found:214.1222。
实施例7：N-(3-氟苄基)苯胺的合成
取三口圆底烧瓶，加入二甲亚砜5mL、3-氟苯甲醛62mg(0.50mmol)、苯胺56mg(0.6mmol)、四正丁基硫酸氢铵170mg(0.5mmol)，以碳棒作为阳极，碳棒作为阴极，常温搅拌10mA电流下电化学反应5小时。反应结束后加入乙酸乙酯10mL淬灭反应，加入5mL饱和食盐水洗涤，分层后收集有机相，水相再用乙酸乙酯萃取3次，每次乙酸乙酯用量为5mL，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，再经柱层析得到产品，收率为89％。
产品的表征数据为：1H NMR(500MHz,CDCl3,ppm)δ＝7.33(td,J＝7.9,5.9Hz,1H),7.20(ddd,J＝12.1,8.8,4.9Hz,3H),7.12(d,J＝9.7Hz,1H),6.98(td,J＝8.5,2.6Hz,1H),6.76(t,J＝7.3Hz,1H),6.67-6.63(m,2H),4.37(s,2H),4.14(s,1H).13C NMR(126MHz,CDCl3,ppm)δ＝163.2(d,J＝245.7Hz),147.8,142.3(d,J＝6.7Hz),130.1(d,J＝8.1Hz,),129.3,122.8(d,J＝2.7Hz),117.8,114.2(d,J＝12.4Hz),114.0(d,J＝12.1Hz),112.9,47.8.MS(EI,70eV)m/z:201,180,152,109.HRMS(ESI)(m/z):calcd for C13H13FN[M+H]+:202.1026,found:202.1023。
实施例8：N-(2-甲氧基苄基)苯胺的合成
取三口圆底烧瓶，加入二甲亚砜6mL、2-甲氧基苯甲醛68mg(0.50mmol)、苯胺56mg(0.6mmol)、四正丁基硫酸氢铵170mg(0.5mmol)，以碳棒作为阳极，碳棒作为阴极，常温搅拌8mA电流下电化学反应5小时。反应结束后加入乙酸乙酯10mL淬灭反应，加入5mL饱和食盐水洗涤，分层后收集有机相，水相再用乙酸乙酯萃取3次，每次乙酸乙酯用量为5mL，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，再经柱层析得到产品，收率为97％。
产品的表征数据为：1H NMR(500MHz,CDCl3,ppm)δ＝7.34(dd,J＝7.4,1.5Hz,1H),7.27(d,J＝6.5Hz,1H),7.19(ddd,J＝7.4,5.7,2.1Hz,2H),6.94(m,2H),6.73(m,1H),6.68(dt,J＝3.2,1.6Hz,2H),4.36(s,2H),4.17(s,1H),3.89(s,3H).13C NMR(126MHz,CDCl3,ppm)δ＝157.4,148.4,129.2,128.9,128.3,127.3,120.5,117.4,113.1,110.2,55.3,43.5.MS(EI,70eV)m/z:213,121,91.HRMS(ESI)(m/z):calcd for C13H16NO[M+H]+:214.1226,found:214.1223。
实施例9：N-(3,4-二甲氧基苄基)苯胺的合成
取三口圆底烧瓶，加入二甲亚砜6mL、3，4-二甲氧基苯甲醛83mg(0.50mmol)、苯胺56mg(0.6mmol)、四正丁基硫酸氢铵170mg(0.5mmol)，以碳棒作为阳极，碳棒作为阴极，常温搅拌10mA电流下电化学反应4.5小时。反应结束后加入乙酸乙酯10mL淬灭反应，加入5mL饱和食盐水洗涤，分层后收集有机相，水相再用乙酸乙酯萃取3次，每次乙酸乙酯用量为5mL，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，再经柱层析得到产品，收率为86％。
产品的表征数据为：1H NMR(500MHz,CDCl3,ppm)δ＝7.21(dd,J＝8.4,7.5Hz,2H),6.95(d,J＝6.3Hz,2H),6.86(d,J＝8.7Hz,1H),6.75(t,J＝7.3Hz,1H),6.68(d,J＝7.7Hz,2H),4.28(s,2H),4.00(s,1H),3.90(s,3H),3.90(s,3H).13C NMR(126MHz,CDCl3,ppm)δ＝149.1,148.2,131.9,129.3,119.7,117.6,112.9,111.1,110.8,56.0,55.9,48.3.MS(EI,70eV)m/z:243,151,121,107.HRMS(ESI)(m/z):calcd for C15H18NO2[M+H]+:244.1332,found:244.1328。
实施例10：N-(呋喃-2-基甲基)苯胺的合成
取三口圆底烧瓶，加入二甲亚砜5mL、呋喃-2-甲醛48mg(0.50mmol)、苯胺56mg(0.6mmol)、四正丁基硫酸氢铵170mg(0.5mmol)，以碳棒作为阳极，碳棒作为阴极，常温搅拌8mA电流下电化学反应5小时。反应结束后加入乙酸乙酯10mL淬灭反应，加入5mL饱和食盐水洗涤，分层后收集有机相，水相再用乙酸乙酯萃取3次，每次乙酸乙酯用量为5mL，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，再经柱层析得到产品，收率为50％。
产品的表征数据为：1H NMR(500MHz,CDCl3,ppm)δ＝7.40(dd,J＝1.8,0.7Hz,1H),7.22(m,2H),6.77(tt,J＝7.4,1.0Hz,1H),6.71(m,2H),6.35(dd,J＝3.2,1.9Hz,1H),6.27(dd,J＝3.2,0.7Hz,1H),4.35(s,2H),4.06(s,1H).13C NMR(126MHz,CDCl3,ppm)δ＝152.7,147.6,142.0,129.3,118.0,113.2,110.4,107.0,41.4.MS(EI,70eV)m/z:173,145,115,81.HRMS(ESI)(m/z):calcd for C11H12NO[M+H]+:174.0913,found:174.0911。
实施例11：N-(噻吩-3-基甲基)苯胺的合成
取三口圆底烧瓶，加入二甲亚砜5mL、噻吩-2-甲醛56mg(0.50mmol)、苯胺56mg(0.6mmol)、四正丁基硫酸氢铵170mg(0.5mmol)，以碳棒作为阳极，碳棒作为阴极，常温搅拌10mA电流下电化学反应5小时。反应结束后加入乙酸乙酯10mL淬灭反应，加入5mL饱和食盐水洗涤，分层后收集有机相，水相再用乙酸乙酯萃取3次，每次乙酸乙酯用量为5mL，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，再经柱层析得到产品，收率为31％。
产品的表征数据为：1H NMR(500MHz,CDCl3,ppm)δ＝7.34(dd,J＝4.9,3.0Hz,1H),7.22(m,3H),7.11(dd,J＝4.9,1.2Hz,1H),6.76(t,J＝7.3Hz,1H),6.69(dd,J＝8.5,0.9Hz,2H),4.37(s,2H),4.01(s,1H).13C NMR(126MHz,CDCl3,ppm)δ＝148.0,140.4,129.3,127.2,126.2,121.8,117.7,112.9,43.8.MS(EI,70eV)m/z:189,156,115,97.HRMS(ESI)(m/z):calcd for C11H12NS[M+H]+:190.0685,found:190.0681。
实施例12：N-(环己基甲基)苯胺的合成
取三口圆底烧瓶，加入二甲亚砜5mL、环己烷甲醛56mg(0.50mmol)、苯胺93mg(1.0mmol)、四正丁基硫酸氢铵170mg(0.5mmol)，以碳棒作为阳极，碳棒作为阴极，常温搅拌8mA电流下电化学反应5小时。反应结束后加入乙酸乙酯10mL淬灭反应，加入5mL饱和食盐水洗涤，分层后收集有机相，水相再用乙酸乙酯萃取3次，每次乙酸乙酯用量为5mL，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，再经柱层析得到产品，收率为44％。
产品的表征数据为：1H NMR(500MHz,CDCl3,ppm)δ＝7.20(m,2H),6.71(m,1H),6.63(dd,J＝8.5,0.9Hz,2H),3.75(s,1H),2.99(d,J＝6.7Hz,2H),1.86(dd,J＝13.6,1.8Hz,2H),1.78(m,2H),1.72(m,1H),1.61(m,1H),1.28(m,3H),1.02(dt,J＝12.1,9.2Hz,2H).13CNMR(126MHz,CDCl3,ppm)δ＝148.6,129.2,116.9,112.7,50.6,37.6,31.3,26.6,26.0.MS(EI,70eV)m/z:189,144,117,106.HRMS(ESI)(m/z):calcd for C13H19NNa[M+Na]+:212.1410,found:212.1414。
实施例13：N-苄基-4-丁基苯胺的合成
取三口圆底烧瓶，加入二甲亚砜5mL、苯甲醛53mg(0.50mmol)、4-正丁基苯胺89mg(0.6mmol)、四正丁基硫酸氢铵170mg(0.5mmol)，以碳棒作为阳极，碳棒作为阴极，常温搅拌10mA电流下电化学反应5小时。反应结束后加入乙酸乙酯10mL淬灭反应，加入5mL饱和食盐水洗涤，分层后收集有机相，水相再用乙酸乙酯萃取3次，每次乙酸乙酯用量为5mL，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，再经柱层析得到产品，收率为98％。
产品的表征数据为：1H NMR(500MHz,CDCl3,ppm)δ＝7.39(dt,J＝12.9,7.4Hz,4H),7.31(t,J＝7.2Hz,1H),7.03(d,J＝8.4Hz,2H),6.62(d,J＝8.4Hz,2H),4.34(s,2H),2.54(m,2H),1.58(m,2H),1.38(m,2H),0.95(t,J＝7.3Hz,3H).13C NMR(126MHz,CDCl3,ppm)δ＝146.2,139.7,132.1,129.2,128.6,127.6,127.2,112.9,48.7,34.7,34.0,22.4,14.0.MS(EI,70eV)m/z:239,196,91,77,65.HRMS(ESI)(m/z):calcd for C17H21NNa[M+Na]+:262.1566,found:262.1566。
实施例14：N-苄基-4-(叔丁基)苯胺的合成
取三口圆底烧瓶，加入二甲亚砜5mL、苯甲醛53mg(0.50mmol)、4-叔丁基苯胺89mg(0.6mmol)、四正丁基硫酸氢铵170mg(0.5mmol)，以碳棒作为阳极，碳棒作为阴极，常温搅拌10mA电流下电化学反应6小时。反应结束后加入乙酸乙酯10mL淬灭反应，加入5mL饱和食盐水洗涤，分层后收集有机相，水相再用乙酸乙酯萃取3次，每次乙酸乙酯用量为5mL，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，再经柱层析得到产品，收率为86％。
产品的表征数据为：1H NMR(500MHz,CDCl3,ppm)δ＝7.42(m,4H),7.34(td,J＝6.8,1.4Hz,1H),7.28(m,2H),6.67(m,2H),4.37(s,2H),3.85(m,1H),1.35(s,9H).13C NMR(126MHz,CDCl3,ppm)δ＝145.9,140.4,139.7,128.7,127.6,127.2,126.1,112.6,48.7,33.9,31.6.MS(EI,70eV)m/z:239,146,132,91,65.HRMS(ESI)(m/z):calcd for C17H21NNa[M+Na]+:262.1566,found:262.1571。
实施例15：N-苄基-4-甲氧基苯胺的合成
取三口圆底烧瓶，加入二甲亚砜6mL、苯甲醛53mg(0.50mmol)、4-甲氧基苯胺74mg(0.6mmol)、四正丁基硫酸氢铵170mg(0.5mmol)，以碳棒作为阳极，碳棒作为阴极，常温搅拌8mA电流下电化学反应6小时。反应结束后加入乙酸乙酯10mL淬灭反应，加入5mL饱和食盐水洗涤，分层后收集有机相，水相再用乙酸乙酯萃取3次，每次乙酸乙酯用量为5mL，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，再经柱层析得到产品，收率为47％。
产品的表征数据为：1H NMR(500MHz,CDCl3,ppm)δ＝7.38(m,4H),7.31(dt,J＝4.5,1.9Hz,1H),6.81(m,2H),6.64(m,2H),4.31(s,2H),3.97(s,1H),3.77(s,3H).13C NMR(126MHz,CDCl3,ppm)δ＝152.2,142.3,139.6,128.6,127.6,127.2,114.9,114.2,55.8,49.3.MS(EI,70eV)m/z:213,198,122,91,65.HRMS(ESI)(m/z):calcd for C14H15NONa[M+Na]+:236.1046,found:236.1049。
实施例16：N-苄基-4-苯氧基苯胺的合成
取三口圆底烧瓶，加入二甲亚砜7mL、苯甲醛53mg(0.50mmol)、4-苯氧基苯胺111mg(0.6mmol)、四正丁基硫酸氢铵170mg(0.5mmol)，以碳棒作为阳极，碳棒作为阴极，常温搅拌10mA电流下电化学反应6小时。反应结束后加入乙酸乙酯10mL淬灭反应，加入5mL饱和食盐水洗涤，分层后收集有机相，水相再用乙酸乙酯萃取3次，每次乙酸乙酯用量为5mL，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，再经柱层析得到产品，收率为92％。
产品的表征数据为：1H NMR(500MHz,CDCl3,ppm)δ＝7.48(q,J＝7.1Hz,4H),7.39(m,3H),7.12(td,J＝7.4,0.6Hz,1H),7.06(m,2H),7.02(m,2H),6.72(d,J＝8.7Hz,2H),4.40(s,2H),3.93(s,1H).13C NMR(126MHz,CDCl3,ppm)δ＝159.2,147.8,144.9,139.5,129.7,128.8,127.7,127.4,122.1,121.4,117.2,114.0,48.9.MS(EI,70eV)m/z:275,91,77,65,51.HRMS(ESI)(m/z):calcd for C19H17NONa[M+Na]+:298.1202,found:298.1210。
实施例17：N-苄基-[1,1'-联苯]-4-胺的合成
取三口圆底烧瓶，加入二甲亚砜7mL、苯甲醛53mg(0.50mmol)、4-苯基苯胺101mg(0.6mmol)、四正丁基硫酸氢铵170mg(0.5mmol)，以碳棒作为阳极，碳棒作为阴极，常温搅拌10mA电流下电化学反应6小时。反应结束后加入乙酸乙酯10mL淬灭反应，加入5mL饱和食盐水洗涤，分层后收集有机相，水相再用乙酸乙酯萃取3次，每次乙酸乙酯用量为5mL，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，再经柱层析得到产品，收率为62％。
产品的表征数据为：1H NMR(500MHz,CDCl3,ppm)δ＝7.59(m,2H),7.50(m,2H),7.43(m,6H),7.33(m,2H),6.76(m,2H),4.42(s,2H),4.27(s,1H).13C NMR(126MHz,CDCl3,ppm)δ＝147.5,141.3,139.3,130.5,128.7,128.7,128.0,127.6,127.4,126.4,126.1,113.2,48.4.MS(EI,70eV)m/z:259,115,91,65,51.HRMS(ESI)(m/z):calcd for C19H17NNa[M+Na]+:282.1253,found:282.1258。
实施例18：N-苄基-4-氯苯胺的合成
取三口圆底烧瓶，加入二甲亚砜5mL、苯甲醛53mg(0.50mmol)、4-氯苯胺76mg(0.6mmol)、四正丁基硫酸氢铵170mg(0.5mmol)，以碳棒作为阳极，碳棒作为阴极，常温搅拌10mA电流下电化学反应7小时。反应结束后加入乙酸乙酯10mL淬灭反应，加入5mL饱和食盐水洗涤，分层后收集有机相，水相再用乙酸乙酯萃取3次，每次乙酸乙酯用量为5mL，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，再经柱层析得到产品，收率为65％。
产品的表征数据为：1H NMR(500MHz,CDCl3,ppm)δ＝7.38(d,J＝4.4Hz,4H),7.32(dd,J＝8.4,4.1Hz,1H),7.14(m,2H),6.58(m,2H),4.33(s,2H).13C NMR(126MHz,CDCl3,ppm)δ＝146.6,138.9,129.1,128.7,127.5,127.4,122.2,114.0,48.4.MS(EI,70eV)m/z:217,91,75,65,51.HRMS(ESI)(m/z):calcd for C13H13ClN[M+H]+:218.0731,found:218.0721。
实施例19：N-苄基-3,5-二甲基苯胺的合成
取三口圆底烧瓶，加入二甲亚砜5mL、苯甲醛53mg(0.50mmol)、3，5-二甲基苯胺73mg(0.6mmol)、四正丁基硫酸氢铵170mg(0.5mmol)，以碳棒作为阳极，碳棒作为阴极，常温搅拌10mA电流下电化学反应5小时。反应结束后加入乙酸乙酯10mL淬灭反应，加入5mL饱和食盐水洗涤，分层后收集有机相，水相再用乙酸乙酯萃取3次，每次乙酸乙酯用量为5mL，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，再经柱层析得到产品，收率为98％。
产品的表征数据为：1H NMR(500MHz,CDCl3,ppm)δ＝7.39(dt,J＝12.2,7.3Hz,4H),7.31(t,J＝6.9Hz,1H),6.44(s,1H),6.34(s,2H),4.34(s,2H),3.91(s,1H),2.27(s,6H).13CNMR(126MHz,CDCl3,ppm)δ＝148.2,139.6,139.0,128.6,127.6,127.2,119.7,110.8,48.4,21.5.MS(EI,70eV)m/z:211,91,77,64,39.HRMS(ESI)(m/z):calcd for C15H17NNa[M+Na]+:234.1253,found:234.1258。
实施例20：N-苄基-3,5-二甲氧基苯胺的合成
取三口圆底烧瓶，加入二甲亚砜6mL、苯甲醛53mg(0.50mmol)、3，5-二甲氧基苯胺92mg(0.6mmol)、四正丁基硫酸氢铵170mg(0.5mmol)，以碳棒作为阳极，碳棒作为阴极，常温搅拌8mA电流下电化学反应6小时。反应结束后加入乙酸乙酯10mL淬灭反应，加入5mL饱和食盐水洗涤，分层后收集有机相，水相再用乙酸乙酯萃取3次，每次乙酸乙酯用量为5mL，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，再经柱层析得到产品，收率为30％。
产品的表征数据为：1H NMR(500MHz,CDCl3,ppm)δ＝7.38(m,5H),7.31(m,1H),5.93(t,J＝2.1Hz,1H),5.87(d,J＝2.1Hz,2H),4.33(s,2H),3.87(s,1H),3.76(s,6H).13C NMR(126MHz,CDCl3,ppm)δ＝161.7,150.1,139.2,128.7,127.6,127.3,91.8,89.9,55.2,48.4.MS(EI,70eV)m/z:243,166,91,73,65.HRMS(ESI)(m/z):calcd for C15H17NO2Na[M+Na]+:266.1152,found:266.1161。
实施例21：N-苄基环己胺的合成
取三口圆底烧瓶，加入二甲亚砜5mL、苯甲醛53mg(0.50mmol)、环己胺149mg(1.5mmol)、四正丁基硫酸氢铵170mg(0.5mmol)，以碳棒作为阳极，碳棒作为阴极，常温搅拌8mA电流下电化学反应6小时。反应结束后加入乙酸乙酯10mL淬灭反应，加入5mL饱和食盐水洗涤，分层后收集有机相，水相再用乙酸乙酯萃取3次，每次乙酸乙酯用量为5mL，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，再经柱层析得到产品，收率为69％。
产品的表征数据为：1H NMR(500MHz,CDCl3,ppm)δ＝7.34(d,J＝4.4Hz,4H),7.28(dd,J＝8.4,3.9Hz,1H),3.84(s,2H),2.52(ddd,J＝10.4,6.6,3.8Hz,1H),1.95(d,J＝10.1Hz,3H),1.77(m,2H),1.64(d,J＝11.8Hz,1H),1.21(m,6H).13C NMR(126MHz,CDCl3,ppm)δ＝140.8,128.4,128.2,126.8,56.2,51.0,33.5,26.2,25.0.MS(EI,70eV)m/z:189,158,146,132,91.HRMS(ESI)(m/z):calcd for C13H19N[M+Na]+:250.0838,found:250.0833。
由上述实施例1至21可以看出：该反应适用的底物类型丰富，说明该反应官能团耐受性好，因此适用范围广；该反应产率高，大部分的反应产率高达90％以上；该反应中使用的原料和溶剂等廉价易得，反应过程快且操作简单安全，因此，具有大规模生产的潜力。
综上所述，本发明的有益效果包括：本发明不使用金属催化剂和外部氧化剂，绿色环保且价格低廉；本发明所使用的反应体系、反应原料和电解质和氢源价格低廉、无毒无味、后处理简便且适用工业化生产；本发明反应条件温和、操作简单且收率高。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种通过电化学醛的还原胺化反应构建仲胺类化合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：以式(I)所示的醛类化合物和式(II)所示的胺类化合物为原料，在电解体系中，通过电化学阴极还原反应，制备得到式(III)所示的仲胺类化合物；所述电解体系包括电解质、溶剂、阳极和阴极；
式中，R1和R2均分别选自烷基、芳基和杂芳基。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：R1选自芳基包括未取代苯基、烷基苯基、烷氧基苯基、苄氧基苯基或卤代苯基；
R2选自芳基包括未取代苯基、烷基苯基、烷氧基苯基或苄氧基苯基。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解质包括四正丁基四氟硼酸铵、四正丁基醋酸铵、四正丁基硫酸氢铵或四正丁基六氟磷酸铵中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述醛类化合物与电解质的摩尔比为1:(1～2)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述醛类化合物与胺类化合物的摩尔比为1:(1～3)。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂包括二甲亚砜、乙醇、N-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和1,4-二氧六环中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阳极和阴极均包括碳棒。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应所使用的直流电流为(5～20)mA。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应的温度为(25～40)℃，反应的时间为(3～18)小时。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在反应结束后经过淬灭、洗涤、萃取和浓缩后通过柱层析得到含仲胺骨架的化合物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200327 |