一种利用非均相催化剂制备氘代苯乙腈类化合物的方法

本发明属于氘代苯乙腈化学，公开了一种利用非均相催化剂制备氘代苯乙腈类化合物的方法。

背景技术：

1、药物分子中特定位置的氢被氘取代后可以改变其吸收、分布、代谢和排泄特性，同时保持其生物活性。氘标记的药物分子可以作为鉴定人体代谢途径的有效探针，有助于对人体代谢产物进行定性分析以及代谢机理的研究。

2、腈类化合物是一类重要的生物活性分子，作为一种重要的医药原料，目前已经有30种以上含腈化合物被用作药物。此外，还有多种腈类化合物的候选药物正在临床开发中。因此，将腈类化合物中特定位置的氢转化为氘具有很高的研究价值。

3、近年来，众多研究者为实现芳香族腈类物质的氘代作出了巨大的努力，如：milstein等人利用锰的螯合物实现了腈的水合以及α氘代腈的制备(acs catal.2021,11,10239-10245)。但该均相催化体系的反应温度较高，且需金属配合物的使用，若是大规模生产会对生态环境造成严重的污染。

4、因此，从可持续发展的角度来看，开发一种绿色、高效、温和的非均相催化体系实现芳香族腈类化合物的选择性氘代具有很高的研究价值。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明旨在提供一种实现苯乙腈α位选择性氘代的简便方法，以ets-10沸石为催化剂，以价廉的d2o为氘源，在温和的反应条件下，无须额外添加剂的情况下即可实现苯乙腈α位的选择性氘代，得到氘代苯乙腈类化合物。

2、本发明的技术方案如下：

3、将设定量的ets-10、d2o、苯乙腈类化合物加入反应设备中，在设定的反应温度下反应一段时间，反应结束后，反应液经离心、过滤、萃取、旋蒸、干燥即可得到目标产物。

4、

5、r＝h、吸电子基团或给电子基团。

6、进一步，r分别独立选自氢、氟、氯、溴、烷基、烷氧基，取代基的位置可以是邻位、间位或对位。

7、进一步的，本发明中的反应温度为30-80℃，优选为30-60℃。

8、进一步的，本发明中的反应时间为12-36h，优选为12-24h。

9、进一步的，本发明中苯乙腈类化合物与d2o的摩尔比为1:(40～100)，优选为1:(45～95)，进一步优选为1:(50～80)。

10、进一步的，本发明中ets-10催化剂的质量与苯乙腈类化合物的摩尔量比为(10～60):1(mg/mmol)，优选为(15～55):1(mg/mmol)，进一步优选为(20～50):1(mg/mmol)。

11、进一步的，ets-10催化剂是通过常规水热合成法制备得到。即将水玻璃、氢氧化钠、氟化钾、三氯化钛溶液混合搅拌均匀后，装到反应釜中晶化，晶化完成后，经过过滤、洗涤、干燥、煅烧得到ets-10。

12、本发明与现有技术相比，具有如下优势：

13、(1)本发明反应条件简单，无需添加金属配合物。本发明与氘代反应中常见的碱性催化剂如氢氧化钠、三乙胺、吡咯烷等相比，沸石的热稳定性和化学稳定性好，在反应过程中不会破坏其晶体结构，反应结束后易于分离。而常规的碱则是以离子的形式或者分子的形式存在于反应液中，容易产生大量的废物及副产物，不易于分离。并且传统的均相的碱性催化剂对目标化合物中多个氢进行氘代时，需要多次重复相同的反应步骤才能完全实现全部氘代，而使用沸石分子筛作为催化剂进行一次反应后，即可实现化合物中目标位置的全部氘代。

14、(2)催化剂易分离回收，催化性能好，可循环使用，具有工业化前景。

15、(3)催化剂具有优良的催化活性，可获得优异的收率和氘代率。

技术特征：

1.一种利用非均相催化剂制备氘代苯乙腈类化合物的方法，其特征在于：将化合物1a和氘代试剂，在ets-10催化剂下反应，得到目标产物2a；

2.根据权利要求1所述利用非均相催化剂制备氘代苯乙腈的方法，其特征在于：所述的氘代试剂为d2o。

3.根据权利要求1所述利用非均相催化剂制备氘代苯乙腈的方法，其特征在于：化合物1a与氘代试剂的摩尔比为1:(40～100)。

4.根据权利要求1所述利用非均相催化剂制备氘代苯乙腈的方法，其特征在于：所述ets-10催化剂的质量与苯乙腈类化合物的摩尔量比为(10～60)mg:1mmol。

5.根据权利要求1所述利用非均相催化剂制备氘代苯乙腈的方法，其特征在于：所述的反应温度为：30-80℃。

6.根据权利要求1所述利用非均相催化剂制备氘代苯乙腈的方法，其特征在于：所述的反应时间为：12-36h。

7.根据权利要求1所述利用非均相催化剂制备氘代苯乙腈的方法，其特征在于：反应后降至室温后，反应液经离心、过滤、萃取、旋蒸、干燥得到目标产物2a。

技术总结
本发明属于氘代苯乙腈类化合物制备技术领域，公开了一种利用非均相催化剂制备氘代苯乙腈类化合物的方法，具体涉及对苯乙腈类化合物α位氢的区域选择性氘代。本发明以苯乙腈为原料，重水为氘源，以ETS‑10沸石为催化剂，在温和的反应条件下(30‑80℃)实现了氘代苯乙腈的制备。本发明具有操作简便、反应条件简单、高效、绿色等优点，对实现腈类化合物的区域选择性氘代具有潜在的应用价值。

技术研发人员：唐天地,袁程龙,傅雯倩,任心茹
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/10