一种非均相催化的烷基/苄基/芳基脲类化合物的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机合成领域，尤其涉及一种非均相催化的烷基/苄基/芳基脲类化 合物的制备方法。
【背景技术】
[0002] 烷基/苄基/芳基脲类化合物是一类非常重要的有机化合物，被广泛应用于医药、 农药和高分子功能材料等领域。例如在农药领域，烷基/苄基/芳基脲类化合物作为除草 剂目前商品化已有近50种，在除草剂中占有很大的销售份额，仅敌草隆一项销售排名达到 了第18位，该类化合物可以通过抑制植物光合作用或者细胞分裂从而达到除草的效果。
[0003] -直以来，人们都在寻求简单高效低成本的合成烷基/苄基/芳基脲类化合物的 方法。目前已知的合成方法仍然十分有限，主要都是通过下述方法来制备：
[0004] 一、由伯胺出发，与光气等作用，制备出相应的异氰酸酯中间体，然后再和另一分 子胺反应，得到烷基/苄基/芳基脲类化合物（参见US4578513);二、过渡金属催化的芳 基卤代物和氧氰酸钠偶联生成芳基异氰酸酯，再与另一分子胺反应，得到芳基脲（参见 Journal of the American Chemical Society, 2012, 134, 11132-11135.);三、胺在过渡金 属的催化下进行插羰自偶联，生成对称的烷基/苄基/芳基脲（参见Advanced Synthesis& Catalysis, 2012, 354, 489-496.);四、芳基叠氮在过渡金属的催化下进行插羰自偶联，生成 芳基脈（参见 Organic&Biomolecular Chemistry, 2004, 2, 3063-3066) 〇
[0005] 上述方法都有较大的不足：1)需要使用高毒的溶剂，如方法一；2)过渡金属催化 的方法产物的普适性不好，局限性较差，或者至少有一端是芳基，或者产物是对称的烷基 脲，而且反应对于二级胺也不能反应，如方法二、三、四；3)所使用的一般都是价格昂贵的 铑催化剂，而且都是均相催化剂，而且无法回收利用，成本高昂，如方法四。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种在廉价非均相的过渡金属钯催化剂的催化下，在低压的一氧化碳 气氛下，直接由烷基/苄基/芳基叠氮与烷基/苄基/芳基胺反应，通过一锅反应，温和高 效易行的获得脲类化合物的制备方法。该方法具有如下优势：1)非常广泛的底物适应性， 通过该方法可以合成众多带有不同取代基以及芳杂环的烷基/苄基/芳基脲类化合物；2) 所用的非均相催化剂可以回收使用，大大降低了生产成本。
[0007] 本发明的技术方案如下：
[0008] 一种制备式（I)所示化合物的方法，
[0009] R^NH-CO-NR^R2 (I)
[0010] 其中，
[0011] R1选自芳基、杂芳基、环烷基、杂环基、烷基、烯基、炔基、芳基烷基、杂芳基烷基、环 烷基烷基、杂环基烷基、芳基烯基、杂芳基烯基、环烷基烯基、杂环基烯基；
[0012] R2选自芳基、杂芳基、环烷基、杂环基、烷基、烯基、炔基、芳基烷基、杂芳基烷基、环 烷基烷基、杂环基烷基、芳基烯基、杂芳基烯基、环烷基烯基、杂环基烯基；
[0013] R3选自H，R2,或者R3、R2与N-起形成杂环；
[0014] 其中，
[0015] 将式（II)所示化合物与式（III)所示化合物在非均相的钯催化剂的催化下，在一 氧化碳气氛下，在溶剂中反应得到式（I)所示化合物：
[0016] R1-^ (II)
[0017] HNR3-R2 (III)
[0018] 其中，
[0019] R\R2和R3的定义同式（I)。
[0020] 根据本发明，所述芳基可以是取代或未取代的芳基；所述杂芳基可以是取代或未 取代的带有至少一个氮、氧、或硫的芳基；所述芳基和杂芳基上可带有一个或多个取代基， 对取代基的位置没有特别限制，邻位、间位、对位均可；所述取代基不以任何方式限定，常 见的取代基例如烷基、烷氧基、硅氧基、胺基、硝基、氰基、酰胺基、酯基、醛基、酮羰基和卤素 等；当具有多取代基时，这多个取代基可以相同或不同，相邻或相近的两个取代基可以相互 独立或成环。
[0021] 根据本发明，所述环烷基可以是取代或未取代的环烷基；所述杂环基可以是取代 或未取代的杂环基；所述环烷基或杂环基上可带有一个或多个取代基，对取代基的位置没 有特别限制，邻位、间位、对位均可；所述取代基不以任何方式限定，常见的取代基例如烷 基、烷氧基、硅氧基、胺基、硝基、氰基、酰胺基、酯基、醛基、酮羰基和卤原子等；当具有多取 代基时，这多个取代基可以相同或不同，相邻或相近的两个取代基可以相互独立或成环。
[0022] 根据本发明，所述烷基可以是取代或未取代的一级、二级或三级烷基；所述取代基 不以任何方式限定，常见的取代基例如烷基、烷氧基、硅氧基、胺基、硝基、氰基、酰胺基、酯 基、醛基、酮羰基、和卤原子等；当具有多取代基时，这多个取代基可以相同或不同，相邻或 相近的两个取代基可以相互独立或成环。
[0023] 根据本发明，所述烯基可以是取代或未取代的烯基，对取代基的位置和数量没有 特别的限制，一个、二个、三个均可，顺式和反式均可。所述取代基不以任何方式限定，常见 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、酮羰基和卤原子 等；当具有多取代基时，这多个取代基可以相同或不同，相邻或相近的两个取代基可以相互 独立或成环。
[0024] 根据本发明，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，常见的取代基例如烷基、烷氧基、硅氧基、胺基、硝基、氰基、酰胺基、酯基、醛基、酮羰基 和卤原子等；当具有多取代基时，这多个取代基可以相同或不同，相邻或相近的两个取代基 可以相互独立或成环。
[0025] 根据本发明，所述烷基优选指具有1~10个碳原子的直链或支链烷基，所述烷基 上的取代基优选为烷氧基、硅氧基、胺基、硝基、氰基、酰胺基、酯基、醛基、酮羰基、和卤原 子，更优选齒原子，例如氟、氯、溴，所述烷基例如为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、 叔丁基、仲丁基、戊基、新戊基、卤代Q i。烷基，更优选三氟甲基。
[0026] 根据本发明，所述烷氧基优选指具有1~10个碳原子的直链或支链烷氧基，例如 甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、仲丁氧基。
[0027] 根据本发明，所述烯基优选指具有2-10个碳原子的直链或支链烯基，所述烯基上 的取代基优选为烷氧基、硅氧基、胺基、硝基、氰基、酰胺基、酯基、醛基、酮羰基、和卤原子， 更优选卤原子，例如氟、氯、溴，所述烯基例如乙烯基、丙烯基、丁烯基、异丁烯基、戊烯基、己 烯基、卤代C 21。烯基。
[0028] 根据本发明，所述炔基优选指具有2-10个碳原子的直链或支链炔基，所述炔基上 的取代基优选为烷氧基、硅氧基、胺基、硝基、氰基、酰胺基、酯基、醛基、酮羰基、和卤原子， 更优选齒原子，例如氣、氣、漠，所述炔基例如乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、异戊炔基、己 炔基、卤代C 21。炔基。
[0029] 根据本发明，所述芳基优选为单环或双环的芳基，更优选为6-14个碳原子的芳 基，例如苯基或萘基。所述芳基上的取代基优选为烷基、烷氧基、硝基、氰基、酯基、醛基、酮 羰基、和卤原子，更优选卤代烷基，例如三氟甲基。
[0030] 根据本发明，所述杂芳基中的杂原子可以为一个、两个、三个或四个。所述杂芳基 优选含有5-30个原子，更优选6-20个原子，例如为噻吩、呋喃、吡咯、吡唑、咪唑、恶唑、噻 唑、异恶唑、异噻唑、恶唑啉、噻唑啉、吡啶、吡喃、噻喃、嘧啶、哒嗪、吡嗪、哌嗪、氮杂卓、氧杂 卓、硫杂卓、吲哚、苯并咪唑、苯并噻吩、苯并呋喃、苯并噻唑、苯并恶唑、苯并异恶唑、苯丙异 噻唑、喹啉、异喹啉、喹唑啉、咔唑、蝶啶、嘌呤、氮杂菲、叮啶、吩嗪、吩噻嗪等。所述杂芳基上 的取代基优选为烷基、烷氧基、硅氧基、胺基、硝基、氰基、酰胺基、酯基、醛基、酮羰基、和卤 原子，更优选卤代烷基，例如三氟甲基。
[0031] 根据本发明，所述的环烷基指饱和或不饱和的单环或多环碳环基团，所述环烷基 优选含有3-20个原子，更优选3-10个原子，例如环己烷基。
[0032] 根据本发明，所述杂环基指具有1-4个选自N、S、0杂原子的饱和或不饱和的单环 或多环杂环基团，其中的杂原子可以为一个、两个、三个或四个。所述杂环基优选含有5-30 个原子，更优选6-20个原子，例如氮杂环基，氮、氧杂环基，代表性的杂环基包括：四氢吡咯 基、四氢吡啶基、哌嗪基、吗啉基等。
[0033] 根据本发明，所述胺基是_NR4R5, R4和R5相同或不同，彼此独立地选自H、烷基或 芳基，所述胺基例如选自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-