一種非均相催化的烷基/芐基/芳基脲類化合物的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于有機合成領域，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】
[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，被廣泛應用于醫藥、 農藥和高分子功能材料等領域。例如在農藥領域，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胞分裂從而達到除草的效果。
[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，與光氣等作用，制備出相應的異氰酸酯中間體，然后再和另一分 子胺反應，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生成芳基異氰酸酯，再與另一分子胺反應，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，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，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，或者產物是對稱的烷基 脲，而且反應對于二級胺也不能反應，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。
【發明內容】
[0006] 本發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，通過一鍋反應，溫和高 效易行的獲得脲類化合物的制備方法。該方法具有如下優勢：1)非常廣泛的底物適應性， 通過該方法可以合成眾多帶有不同取代基以及芳雜環的烷基/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，大大降低了生產成本。
[0007] 本發明的技術方案如下：
[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、環烷基、雜環基、烷基、烯基、炔基、芳基烷基、雜芳基烷基、環 烷基烷基、雜環基烷基、芳基烯基、雜芳基烯基、環烷基烯基、雜環基烯基；
[0012] R2選自芳基、雜芳基、環烷基、雜環基、烷基、烯基、炔基、芳基烷基、雜芳基烷基、環 烷基烷基、雜環基烷基、芳基烯基、雜芳基烯基、環烷基烯基、雜環基烯基；
[0013] R3選自H，R2,或者R3、R2與N-起形成雜環；
[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 氧化碳氣氛下，在溶劑中反應得到式（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] 根據本發明，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。
[0021] 根據本發明，所述環烷基可以是取代或未取代的環烷基；所述雜環基可以是取代 或未取代的雜環基；所述環烷基或雜環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。
[0022] 根據本發明，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。
[0023] 根據本發明，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。
[0024] 根據本發明，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。
[0025] 根據本發明，所述烷基優選指具有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，更優選三氟甲基。
[0026] 根據本發明，所述烷氧基優選指具有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] 根據本發明，所述烯基優選指具有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] 根據本發明，所述炔基優選指具有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] 根據本發明，所述芳基優選為單環或雙環的芳基，更優選為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選為烷基、烷氧基、硝基、氰基、酯基、醛基、酮 羰基、和鹵原子，更優選鹵代烷基，例如三氟甲基。
[0030] 根據本發明，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 優選含有5-30個原子，更優選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，更優選鹵代烷基，例如三氟甲基。
[0031] 根據本發明，所述的環烷基指飽和或不飽和的單環或多環碳環基團，所述環烷基 優選含有3-20個原子，更優選3-10個原子，例如環己烷基。
[0032] 根據本發明，所述雜環基指具有1-4個選自N、S、0雜原子的飽和或不飽和的單環 或多環雜環基團，其中的雜原子可以為一個、兩個、三個或四個。所述雜環基優選含有5-30 個原子，更優選6-20個原子，例如氮雜環基，氮、氧雜環基，代表性的雜環基包括：四氫吡咯 基、四氫吡啶基、哌嗪基、嗎啉基等。
[0033] 根據本發明，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-