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摘 要

醇进行酰胺化反应是指胺和醇被氧化酰胺反应后生成酰胺类化合物的过程。我们研究了一种绿色、高效的铜催化一锅法直接氧化胺化合成酰胺的方法，该方法以N-氯代胺与芳香醇或者脂肪醇为反应物，底物范围广。该方法把醇的氧化以及酰胺键的形成偶联起来一步反应完成，这通常都是分开单独完成的。而且我们在实验中使用铜这易得的作为催化剂，TBHP作为单一氧化剂，反应条件比较温和。并且这种反应的底物比较广，适用范围大，反应物易得，生产的回报率大。

关键词：铜催化剂 N-氯代胺 氧化酰胺反应 绿色且高效

Optimization of Copper - catalyzed Amide Reaction

and Its Conditions

ABSTRACT

The amidation reaction refers to the process by which the alcohol and the amine are reacted with an amide to produce an amide compound. We have studied a green and efficient copper-catalyzed one-pot method for the direct oxidation of amide to amide synthesis. The method uses N-chloroamine and aromatic alcohol or fatty alcohol as reactants, and the substrate has a wide range of substrates. These methods of combining the oxidation of the alcohol and the formation of the amide bond to complete the one-step reaction, is usually done separately separately. And we use copper in the experiment as a catalyst, TBHP as a single oxidant, the reaction conditions are more moderate. And the substrate of this reaction is relatively wide, the scope of application, the reactants easy to get, the production rate of return.

Key words: Copper catalyst; N- Chloroamine; oxidation amidation; reaction green efficient

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 前言 1

1.2金属催化剂 2

1.2.1铑类催化剂 2

1.2.2钌类催化剂 3

1.2.3金类催化剂 5

1.2.4铜类催化剂 6

1.2.5铁类催化剂 7

1.2.6锌类催化剂 9

1.2.7锰类催化剂 10

1.2.8银类催化剂 10

1.2.9其他催化体系 11

1.3研究目的及意义 13

第二章 材料与方法 14

2.1实验材料 14

2.1.1实验试剂 14

2.2.2实验仪器 14

2.2实验方法 15

2.2.1 实验方法 15

2.3 实验变量的处理 16

2.3.1 催化剂和氧化剂的变量 16

2.3.2其他变量 17

第三章 实验结果与分析 18

3.1苯甲醇与吗啉的反应结果 18

3.2不同的醇测试范围结果 19

3.3不同的胺测试范围结果 20

第四章 结论与展望 22

4.1 结论 22

4.2展望 22

参考文献 23

致谢 31

第一章 文献综述

1.1 前言

胺氮原子上的一个氢被氧化后产生酰基的反应称为酰基化反应。在我们日常生活中的天然产物，医药的生产，化学的生产中都有广泛存在着酰胺键 ^[1-7] 。

所以对于酰胺类化合物广泛应用于化学各个不同领域，使得酰胺反应得到了很多有机化学化学家的关注^{[8, 9]}。传统的酰胺合成的主要方法：胺类化合物和羧酸衍生物（酰卤、酸酐、酯）、羧酸（包括羧酸铵）发生缩合反应^[10-19]。但是这些方法存在使用危险试剂、易产生废弃物、原子利用率低从而造成环境污染等一些问题。化学工作者为此寻找了一些其他的方法来解决这些问题，例如Beckmann重排反应 、Staudinger（施陶丁格）反应、腈类水解反应、Schmidt反应^[20-28]等。虽然这些改进的方法和传统的方法相比更加的经济，但这些方法的应用仍然有许多有毒的副产品产生且反应过程过于复杂。随着酰胺类化合物的合成方法被化学家们不断的改进，就陆续出现了更多绿色环保、简单易得的合成方法。例如胺和醛的氧化酰胺化反应^[35-42]、胺和甲苯类化合物的氧化酰胺化反应^[43-46]，甚至胺和醇的氧化酰胺化反应^[47-59]。这些新的方法出现，和传统方法相比更加的经济和环保，所以，近几年化学家更加关注氧化酰胺化。

醇与胺可以在特点的条件下发生酰胺化反应。我们认为这种醇和胺发生的酰胺化反应是分步反应的：①首先是醇会被氧化成醛②醛在催化剂的作用下与胺生成醛胺中间体，③这个中间体会被进一步氧化后生成酰胺类产物。在该反应过程中主要进行了三个步骤：a）活化-醇氧化转化醛；b）构建化学键-醛与胺偶联形成了活性中间体；c）中间体氧化后脱氢最后被氧化生成酰胺化合物（图1-1）。

1.2金属催化剂

这些年来，化学家们用不同的金属催化剂去催化酰胺化反应。例如钌^{[45, 46, 51, 52, 55, 61-63]}、铑^{[44, 60]}、金^{[49, 53, 54, 64]}、金-镍^[54] 、 金-钴^[54]、金-铁^[54]、金-钛^[72]、铜^{[50, 65]}、铁^[66-68]、锌^[69]、锰^{[70, 71]}及银-铝^[73]。

1.2.1铑类催化剂

铑类催化剂不仅在催化醇氧化酰胺化反应中表现良好，而且在催化醛在氧化酰胺化制备酰胺也反应良好。例如Zweifel 等^[44]人在实验中发现了一种铑类化合物能够较好的催化酰胺化反应，他们发现该方法不仅可以催化胺与醇发生氧化酰胺化的反应，还能够催化醇与甲醇、水反应生成对应的酸与酯（图1-2）。对于这种能够较好的合成酰胺类化合物的铑类催化剂的结构比较复杂，不太适合生产。

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