本发明属于胺类化合物中碳氢键的氧化技术领域，具体涉及到胺类化合物在锰催化剂和双氧水作用下，生成相应酰胺的方法。
背景技术：
酰胺是一类十分重要的化合物。含有该片段的化合物不但是蛋白质及多肽类化合物合成中的关键中间体，而且也是合成高聚物、生物活性分子、药物分子的重要前驱体，在药物化学分析数据库中，有超过25％的药物含有酰胺结构。酰胺在工业方面和精细化工方面也具有非常广泛的用途。酰胺有多种合成方法，如：2010年crabtree小组报道了使用二价金属钌的配合物作为催化剂，促进肟发生贝克曼重排得到酰胺的方法(inorg.chim.acta,2010,363,1243)，缺点是反应温度高，时间长，成本高。2011年li研究小组选择金属镝作为还原试剂(organometallics2011,30,2026.)，实现了胺与酰氯偶合得到酰胺的过程。该反应操作简单，收率也较高，但成本较高。
上述方法中的反应体系都存在着各种各样的弊端，因此寻求一种简单易得，高效且廉价的催化剂来实现n邻位sp3c-h键氧化得到酰胺的方法是很有必要的。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种操作简单、成本低廉、反应条件温和、高选择性合成酰胺的方法。
针对上述目的，本发明所采用的技术方案是：将锰盐与联吡啶类化合物按摩尔比为1:2溶于有机溶剂中，在70～80℃下搅拌反应1～2小时，冷却至常温，然后加入式i或式i′所示的胺和双氧水，常温反应完后分离纯化，即得到式ii或式ii′所示的酰胺。
式i和式ii中，n为1～3的整数，r′代表h、c1～c4烷基、苯基、卤代苯基、c1～c4烷基取代苯基、c1～c4烷氧基取代苯基、萘基、4-甲氧基苯甲酰基中任意一种，r代表h、c1～c4烷基、羰基、甲酯基、叔丁酯基中任意一种；式i′和式ii′中，r1代表苯基、卤代苯基、三氟甲基取代苯基、c1～c4烷基取代苯基、c1～c4烷氧基取代苯基、萘基中任意一种，r2代表c1～c4烷基、乙酰基、丙酰基、特戊酰基、叔丁氧羰基、苯甲酰基中任意一种，r3代表h；或r2、r3各自独立的代表c1～c4烷基。
上述式i和式ii中，作为优选，r′代表h、甲基、苯基、4-氟苯基、萘基、4-甲氧基苯甲酰基中任意一种，r代表h、甲基、羰基、甲酯基、叔丁酯基中任意一种。
上述式i′和式ii′中，作为优选，r1代表苯基、卤代苯基、三氟甲基取代苯基、甲基取代苯基、甲氧基取代苯基、萘基中任意一种，r2代表乙酰基、丙酰基、特戊酰基、叔丁氧羰基、苯甲酰基中任意一种，r3代表h；或r2、r3均代表甲基。
上述的锰盐是六水合高氯酸锰(ii)、三氟甲磺酸锰(ii)中任意一种，联吡啶类化合物是4,4'-二氨基-2,2'-联吡啶、n,n,n',n'-四甲基-4,4'-二氨基-2,2'-联吡啶中任意一种，优选锰盐的用量为胺摩尔量的2％～5％。
上述双氧水中h2o2的摩尔量为胺摩尔量的4～6倍。
上述的有机溶剂为丙酮、乙腈中任意一种。
本发明的有益效果如下：
本发明以锰盐与联吡啶类化合物配位后形成的联吡啶锰配合物做为催化剂，以清洁、环保的双氧水作为氧化剂，催化n邻位sp3c-h键的氧化，实现了由胺直接氧化得到酰胺。与现有方法相比，本发明所用催化剂价格低廉，制备方法简单，原料易得，并且有催化剂用量少、底物范围广、反应条件温和、操作简单、绿色环保、反应时间短、产率高、选择性好、工业化成本低等优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
实施例1
将5.59mg(0.03mmol)4,4'-二氨基-2,2'-联吡啶(ligand)、5.30mg(0.015mmol)三氟甲磺酸锰(ii)(mn(otf)2)、1.5ml丙酮加入反应管中，在70℃下搅拌反应10min后，冷却至常温，加入49.57mg(0.5mmol)2-哌啶酮，然后将250μl质量浓度为30％的双氧水用0.5ml丙酮稀释后通过流动注射泵连续60分钟加入反应管中，加完后向反应液中加入饱和亚硫酸钠淬灭剩余的双氧水，用乙酸乙酯萃取，得到1,2-二哌啶酮，其产率为98％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):8.06(s,1h),2.59(t,j＝6.6hz,2h),1.97-2.04(m,2h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):172.6,31.7,18.0；hrms(esi)m/z理论值c5h7no2[m+na]+＝136.0369,实测值136.0369.
实施例2
本实施例中，用等摩尔n,n,n',n'-四甲基-4,4'-二氨基-2,2'-联吡啶替换实施例1中的4,4'-二氨基-2,2'-联吡啶，其他步骤与实施例1相同，得到1,2-二哌啶酮，产率为90％。
实施例3
本实施例中，用等摩尔六水合高氯酸锰(ii)替换实施例1中的三氟甲磺酸锰(ii)，其他步骤与实施例1相同，得到1,2-二哌啶酮，产率为95％。
实施例4
本实施例中，质量浓度为30％的双氧水用量为200μl，其他步骤与实施例1相同，得到1,2-二哌啶酮，产率为90％。
实施例5
本实施例中，4,4'-二氨基-2,2'-联吡啶用量为3.72mg(0.02mmol)，三氟甲磺酸锰(ii)用量为3.52mg(0.01mmol)，其他步骤与实施例1相同，得到1,2-二哌啶酮，产率为83％。
实施例6
本实施例中，用等摩尔的2-吡咯烷酮替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到丁二酰亚胺，其产率为78％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):8.42(s,1h),2.75(s,4h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):177.5,29.7；hrms(esi)m/z理论值c4h5no2[m+na]+＝122.0212,实测值122.0208.
实施例7
本实施例中，用等摩尔的n-甲基-2-吡咯烷酮替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到n-甲基-丁二酰亚胺，其产率为82％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):3.0(s,3h),2.71(s,4h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):177.4,28.2,24.8；hrms(esi)m/z理论值c5h7no2[m+na]+＝136.0369,实测值136.0374.
实施例8
本实施例中，用等摩尔的己内酰胺替换实施例1中的2-哌啶酮，4,4'-二氨基-2,2'-联吡啶用量为37.2mg(0.2mmol)，三氟甲磺酸锰(ii)用量为35.2mg(0.1mmol)，质量浓度为30％的双氧水用量为800μl，其他步骤与实施例1相同，得到氮杂环庚烷-2,7-二酮，其产率为81％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):3.0(s,3h),2.71(s,4h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):177.4,28.2,24.8；hrms(esi)m/z理论值c5h7no2[m+na]+＝150.0525,实测值150.0528.
实施例9
本实施例中，用等摩尔的n-苯基-d-脯氨酸甲酯替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到(r)-5-氧代-1-苯基吡咯烷-2-羧酸甲酯，其产率为72％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):7.46(d,j＝7.80hz,2h),7.36(t,j＝7.82hz,2h),7.18(t,j＝7.32hz,1h),4.73-4.75(m,1h),3.73(s,3h),2.72-2.81(m,1h),2.46-2.62(m,2h),2.16-2.21(m,1h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):174.3,172.4,138.2,129.2,125.7,121.8,61.8,52.8,30.9,23.4；hrms(esi)m/z理论值c12h13no3[m+na]+＝242.0788,实测值242.0777.
实施例10
本实施例中，用等摩尔的n-(4-氟苯基)-d-脯氨酸叔丁酯替换实例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到(r)-1-(4-氟苯基)-5-氧代吡咯烷-2-羧酸叔丁酯，产率为62％。波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):7.41-7.44(m,2h),7.05(t,j＝8.76hz,2h),4.56(d,j＝3.48hz,1h),4.54(d,j＝3.48hz,1h),2.68-2.76(m,1h),2.42-2.60(m,2h),2.11-2.18(m,1h),1.37(s,9h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):174.4,170.8,134.4,124.0(d,j＝8.1hz),115.8(d,j＝22.6hz),62.9,30.8,27.9,23.1；hrms(esi)m/z理论值c15h18fno3[m+na]+＝302.1163,实测值305.1163.
实施例11
本实施例中，用等摩尔的1-(4-氟苯基)-2-甲基吡咯烷替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到1-(4-氟苯基)-5-甲基吡咯烷-2-酮，其产率为73％，1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):7.29-7.33(m,2h),7.07(t,j＝8.18hz,2h),4.23(q,j＝6.28hz,1h),2.49-2.67(m,2h),2.33-2.42(m,1h),1.71-1.79(m,1h),1.18(d,j＝8.31hz,3h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):161.7,159.3,133.5(d,j＝3.0hz),126.1(d,j＝8.31hz),115.8(d,j＝22.6hz),55.9,31.2,26.8,20.2；hrms(esi)m/z理论值c11h12fno3[m+na]+＝216.0795,实测值216.0797.
实施例12
本实施例中，用等摩尔的1-苯基吡咯烷替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到1-苯基吡咯烷-2-酮，其产率为86％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):7.61(d,j＝7.7hz,2h),7.38(t,j＝8.9hz,2h),7.15(t,j＝7.4hz,2h),3.88(t,j＝7.0hz,2h),2.62(t,j＝8.1hz,2h),2.12-2.20(m,2h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):174.2,139.4,128.8,124.5,120.0,48.8,32.8,18.0；hrms(esi)m/z理论值c10h11no[m+na]+＝184.0733,实测值184.0734.
实施例13
本实施例中，用等摩尔的1-(萘-2-基)吡咯烷替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到1-(萘-2-基)吡咯烷-2-酮，其产率为72％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):7.95(d,j＝8.68hz,1h),7.80-7.85(m,4h),7.41-7.49(m,4h),4.0(t,j＝6.32hz,2h),2.70(t,j＝7.54hz,2h),2.22(t,j＝6.64hz,2h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):174.9,137.0,133.5,130.8,128.7,127.8,127.6,126.5,125.4,120.0,117.2,49.4,32.9.18.1；hrms(esi)m/z理论值c14h13no[m+na]+＝234.0889,实测值234.0888.
实施例14
本实施例中，用等摩尔的1-(4-甲氧基苯甲酰基)吡咯烷替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到1-(4-甲氧基苯甲酰基)吡咯烷-2-酮，其产率为63％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):7.65(d,j＝8.72hz,2h),6.90(d,j＝8.72hz,2h),3.93(t,j＝7.02hz,2h),3.85(s,3h),2.61(t,j＝8.0hz,2h),2.10-2.17(m,2h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):174.7,170.1,163.0,131.8,126.2,113.2,55.5,46.9,33.5,17.8；hrms(esi)m/z理论值c12h13no3[m+na]+＝242.0788,实测值234.0787.
实施例15
本实施例中，用等摩尔的n-苯基乙酰胺替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到n-乙酰基苯甲酰胺，其产率为75％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):8.92(s,1h),7.8-7.87(m,2h),7.58-7.62(m,1h),7.48-7.51(m,2h),2.62(s,3h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):173.4,165.6,133.3,132.7,129.0,127.7,127.6,25.5；hrms(esi)m/z理论值c9h10n2[m+na]+＝186.0525,实测值186.0527.
实施例16
本实施例中，用等摩尔的n-(4-甲基苄基)乙酰胺替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到n-乙酰基-4-甲基苯甲酰胺，其产率为61％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):8.81(s,1h),7.76(d,j＝8.08hz,2h),7.30(d,j＝8.08hz,2h),2.60(s,3h),2.42(s,3h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):173.6,165.6,144.2,129.9,129.8,127.8,25.5,21.7；hrms(esi)m/z理论值c10h11no2[m+na]+＝200.0682,实测值200.0681.
实施例17
本实施例中，用等摩尔的n-(4-甲氧基苄基)乙酰胺替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到n-乙酰基-4-甲氧基苯甲酰胺，其产率为80％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):9.06(s,1h),7.86(d,j＝8.84hz,2h),6.96(d,j＝8.84hz,2h),3.86(s,3h),2.59(s,3h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):174.0,165.2,163.6,130.0,124.8,114.2,55.5,25.6；hrms(esi)m/z理论值c10h11no2[m+na]+＝216.0631,实测值216.0629.
实施例18
本实施例中，用等摩尔的n-(4-氟苄基)乙酰胺替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到n-乙酰基-4-氟苯甲酰胺，其产率为75％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):9.20(s,1h),7.92-7.96(m,2h),7.18(t,j＝8.56hz,2h),2.60(s,3h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):173.9,167.0,164.7(d,j＝23.57hz),130.5(d,j＝9.49hz),129.0(d,j＝3.07hz),116.2(d,j＝23.57hz),25.6；hrms(esi)m/z理论值c9h8fno2[m+na]+＝204.0431,实测值204.0432.
实施例19
本实施例中，用等摩尔的n-(4-(三氟甲基)苄基)乙酰胺替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到n-乙酰基-4-(三氟甲基)苯甲酰胺，其产率为56％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):9.53(s,1h),8.05(d,j＝8.0hz,2h),7.76(d,j＝8.0hz,2h),2.62(s,3h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):174.1,164.9,135.9,128.4,126.0(d,j＝4.0hz,1c),25.7；hrms(esi)m/z理论值c10h8f3no2[m+na]+＝254.0399,实测值254.0399.
实施例20
本实施例中，用等摩尔的n-(3,4-二氯苄基)乙酰胺替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到n-乙酰基-3,4-二氯苯甲酰胺，其产率为70％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):.9.18(s,1h),8.03(d,j＝8.46hz,1h),7.72-7.75(m,1h),7..59(d,j＝8.36hz,1h),2.61(s,3h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):173.8,163.9,138.1,133.8,132.5,131.1,130.2,126.8,25.7；hrms(esi)m/z理论值c9h7cl2no2[m+na]+＝253.9746,实测值253.9746.
实施例21
本实施例中，用等摩尔的n-苄基三甲基乙酰胺替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到n-新戊酰基-苯甲酰胺，其产率为83％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):8.75(s,1h),7.73(d,j＝7.72hz,2h),7.54-7.57(m,1h),7.43-7.47(m,2h),1.31(s,9h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):176.2,166.4,133.9,132.8,128.8,127.7,40.6,27.1；hrms(esi)m/z理论值c12h15no2[m+na]+＝228.0995,实测值228.0993.
实施例22
本实施例中，用等摩尔的n-苄基丙酰胺替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到n-丙酰基苯甲酰胺，其产率为85％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):9.01(s,1h),7.89(d,j＝7.6hz,2h),7.57-7.61(m,2h),7.47-7.51(m,2h),3.02(q,j＝7.28hz,2h),1.21(t,j＝7.4hz,3h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):177.3,165.7,133.2,133.0,129.0,127.8,31.2,8.3；hrms(esi)m/z理论值c10h11no2[m+na]+＝200.0682,实测值200.0682.
实施例23
本实施例中，用等摩尔的(4-甲氧基苄基)氨基甲酸叔丁酯替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到(4-甲氧基苯甲酰基)氨基甲酸叔丁酯，其产率为65％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):8.05(s,1h),7.78(d,j＝8.68hz,2h),6.91(d,j＝8.68hz,2h),3.84(s,3h),1.51(s,9h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):164.7,163.3,150.0,129.8,125.6,114.0,82.6,55.5,28.1；hrms(esi)m/z理论值c13h17no4[m+na]+＝274.1050,实测值274.1047.
实施例24
本实施例中，用等摩尔的n-(4-甲氧基苄基)苯甲酰胺替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到n-苯甲酰基-4-甲氧基苯甲酰胺，其产率为83％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):9.11(s,1h),7.84(d,j＝8.46hz,4h),7.55-7.59(m,1h),7.44-7.48(m,2h),6.94(d,j＝8.68hz,2h),3.85(s,3h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):166.9,166.0,163.6,133.6,133.0,130.4,128.8,128.0,125.4,114.1,55.6；hrms(esi)m/z理论值c15h13no3[m+na]+＝278.0788,实测值278.0788.
实施例25
本实施例中，用等摩尔的n,n-二甲基苯胺替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到甲基甲酰苯胺，其产率为75％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):8.48(s,1h),7.41(t,j＝7.96hz,2h),7.29(d,j＝7.48hz,2h),7.17(d,j＝7.68hz,2h),3.3(s,3h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):162.4,142.2,129.6,126.4,122.4,32.1；hrms(esi)m/z理论值c8h9no[m+na]+＝158.0576,实测值158.0573.
实施例26
本实施例中，用等摩尔的n,n-二甲基对甲苯胺替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到n,4'-二甲基甲酰苯胺，其产率为68％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):8.40(s,1h),7.18(d,j＝6.68hz,2h),7.03(d,j＝6.68hz,2h),3.27(s,3h),2.34(s,3h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):162.3,139.7,136.4,130.1,122.6,32.2,20.8；hrms(esi)m/z理论值c9h11no[m+na]+＝172.0733,实测值172.0729.
实施例27
本实施例中，用等摩尔的n,n-二甲基对氟苯胺替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到n-(4-氟苯基)-n-甲基甲酰胺，其产率为68％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):8.38(s,1h),7.05-7.16(m,4h),3.28(s,3h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):162.3,159.9,138.4,124.7(d,j＝8.35hz),116.5(d,j＝22.75hz),32.5；hrms(esi)m/z理论值c8h8fno[m+na]+＝176.0482,实测值172.0479.
实施例28
本实施例中，用等摩尔的n,n-二甲基对氯苯胺替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到n-(4-氯苯基)-n-甲基甲酰胺，其产率为70％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):8.46(s,1h),7.39(d,j＝8.24hz,2h),7.12(d,j＝7.92hz,2h),3.31(s,3h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):162.1,140.8,132.1,129.8,123.6,32.1；hrms(esi)m/z理论值c8h8clno[m+na]+＝192.0187,实测值192.0185.
实施例29
本实施例中，用等摩尔的n,n-二甲基间溴苯胺替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到n-(3-溴苯基)-n-甲基甲酰胺，其产率为72％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):8.40(s,1h),7.32(d,j＝7.92hz,1h),7.20(t,j＝8.02hz,1h),7.02-7.05(m,1h),3.22(s,3h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):162.0,143.5,130.9,129.4,125.3,123.2,120.7,32.0；hrms(esi)m/z理论值c8h8brno[m+na]+＝235.9681,实测值235.9681.
实施例30
本实施例中，用等摩尔的n,n-二甲基-2-萘胺替换实施例1中的2-哌啶酮，其他步骤与实施例1相同，得到n-甲基-n-(萘-2-基)甲酰胺，其产率为72％，波谱数据为：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):8.60(s,1h),7.82-7.90(m,3h),7.48-7.57(m,3h),7.33-7.35(m,1h),3.42(s,3h)；13cnmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm):162.6,139.6,133.6,131.7,129.8,127.8,127.7,127.2,126.2,121.3,120.1,32.3；hrms(esi)m/z理论值c12h11no[m+na]+＝208.0733,实测值208.0732。