室温下3-喹啉硼酸催化的羧酸酰胺化反应

doi:10.7503/cjcu20230004

高等学校化学学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (6): 20230004.doi: 10.7503/cjcu20230004

室温下3-喹啉硼酸催化的羧酸酰胺化反应

黄鼎旻¹, 孙浩田¹, 王振炜¹, 刘豪¹, 苏贤斌²()

^1.青岛科技大学化工学院, 青岛 266042
^2.南京工业大学化工学院, 南京 210009

收稿日期:2023-01-04 出版日期:2023-06-10 发布日期:2023-04-04
通讯作者: 苏贤斌 E-mail:davidsu@njtech.edu.cn
基金资助:
省部共建生态化工协同创新中心人才基金(1203042904001419)

3-Quinoline Boric Acid as an Efficient Catalyst for the Direct Amidation of Carboxylic Acids at Room Temperature

HUANG Dingmin¹, SUN Haotian¹, WANG Zhenwei¹, LIU Hao¹, SU Xianbin²()

^1.College of Chemical Engineering，Qingdao University of Science and Technology，Qingdao 266042，China
^2.College of Chemical Engineering，Nanjing Tech University，Nanjing 210009，China

Received:2023-01-04 Online:2023-06-10 Published:2023-04-04
Contact: SU Xianbin E-mail:davidsu@njtech.edu.cn
Supported by:
the Talents Fund of the Provincial and Provincial Cooperative Innovation Center for Ecological Chemical Industry, China(1203042904001419)

1. ESM to 20230004.pdf(1580KB)

摘要/Abstract

摘要：

使用3-喹啉硼酸作为催化剂, 催化脂肪类羧酸与胺直接脱水形成酰胺键. 在室温条件下, 该催化剂对多数脂肪族羧酸和伯胺/仲胺的反应表现出较好的催化活性, 得到中等至较好收率的酰胺产物. 对于具有挑战性的芳香酸及杂环芳香酸底物, 在升高温度的条件下该催化剂也展示出较好的催化性能.

关键词: 酰胺键, 硼催化剂, 催化酰胺化

Abstract:

3-Quinoline boric acid had been identified as an inexpensive and effective catalyst for the direct dehydrative amide formation of carboxylic acids and amines. The catalyst was applicable to a wide range of carboxylic acids with primary and secondary amines to afford amides in moderate to good yields at room temperature. The catalyst also showed good catalytic activity to some aromatic and heteroaromatic carboxylic acids under higher temperature. This protocol provides a new methodology for the green boron-catalytic amidation under mild conditions.

Key words: Amide bond, Boron catalyst, Catalytic amidation

中图分类号:

O629.72

TrendMD:

黄鼎旻, 孙浩田, 王振炜, 刘豪, 苏贤斌. 室温下3-喹啉硼酸催化的羧酸酰胺化反应. 高等学校化学学报, 2023, 44(6): 20230004.

HUANG Dingmin, SUN Haotian, WANG Zhenwei, LIU Hao, SU Xianbin. 3-Quinoline Boric Acid as an Efficient Catalyst for the Direct Amidation of Carboxylic Acids at Room Temperature. Chem. J. Chinese Universities, 2023, 44(6): 20230004.

图/表 4

参考文献 36

1	Dunetz J. R.， Magano J.， Weisenburger G. A.， Org. Process Res. Dev.， 2016， 20（2）， 140—177
2	Sabatini M. T.， Boulton L. T.， Sneddon H. F.， Sheppard T. D.， Nat. Catal.， 2019， 2（1）， 10—17
3	Pedrood K.， Bahadorikhalili S.， Lotfi V.， Larijani B.， Mahdavi M.， Mol. Divers.， 2021， 26（2）， 1311—1344
4	Ghose A. K.， Viswanadhan V. N.， Wendoloski J. J.， J. Comb. Chem.， 1999， 1（1）， 55—68
5	Haziq Qureshi M.⁃The Njarðarson Group， The University of Arizona， Top 200 Pharmaceuticals by Retail Sales in 2020（https：//njardarson.lab.arizona.edu/content/top⁃pharmaceuticals⁃poster）
6	Roughley S. D.， Jordan A. M.， J. Med. Chem.， 2011， 54（10）， 3451—3479
7	Cheng L. D.， Study on Direct Acid Amination Catalyzed by Nickel and Titanium Cataly， Qingdao University of Science and Technology， Qingdao， 2018
	成丽丹. 基于镍和钛类催化剂催化直接酰胺化的反应研究，青岛：青岛科技大学， 2018
8	Benz G.， Comprehensive Organic Syntheses（Ed.： Trost B. M.， Fleming I.，），Pergamon Press， Oxford， 1991， 381—417
9	El⁃Faham A.， Albericio F.， Chem. Rev.， 2011， 111（11）， 6557—6602
10	Walter M.， Besendorf H.， Schnider O.， Helv. Chim. Acta， 1961， 44（6）， 1546—1554
11	Rahman A.， Farocq M. O.， Sci. Nat. Heidelberg， 1954， 41（1）， 15—16
12	Charville H.， Jackson D. A.， Hodges G.， Whiting A.， Wilson M. R.， Eur. J. Org. Chem.， 2011， 2011（30）， 5981—5990
13	March J.， Smith M. B.， Advanced Organic Chemistry（6th Ed.），John Wiley ＆ Sons， Hoboken， 2007， 1841—1842
14	Montalbetti C. A. G. N.， Falque V.， Tetrahedron， 2005， 61（46）， 10827—10852
15	Valeur E.， Bradley M.， Chem. Soc. Rev.， 2009， 38（2）， 606—631
16	Lundberg H.， Tinnis F.， Selander N.， Adolfsson H.， Chem. Soc. Rev.， 2014， 43（8）， 2714—2742
17	Mitchell J. A.， Reid E. E.， J. Am. Chem. Soc.， 1931， 53（5）， 1879—1883
18	Sha W. B.， Huang W. H.， Chem. Bioeng.， 2013， 30（6）， 11—16
	沙文彬，黄文华. 化学与生物工程， 2013， 30（6）， 11—16
19	Schaefer G.， Matthey C.， Bode J. W.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2012， 51（36）， 9173—9175
20	Allen C. L.， Williams J. M. J.， Chem. Soc. Rev.， 2011， 40（7）， 3405—3415
21	Arkhipova M.， Eichel S.， Maas G.， RSC Adv.， 2014， 4（99）， 56506—56517
22	Lundberg H.， Tinnis F.， Adolfsson H.， Chem. Eur. J.， 2012， 18（13）， 3822—3826
23	Allen C. L.， Chhatwal A. R.， Williams J. M. J.， Chem. Commun.， 2012， 48（5）， 666—668
24	Lundberg H.， Adolfsson H.， ACS Catal.， 2015， 5（6）， 3271—3277
25	Todorovic M.， Perrin D. M.， Peptide Sci.， 2020， 112（6）， e24210
26	Ishihara K.， Ohara S.， Yamamoto H.， J. Org. Chem.， 1996， 61（13）， 4196—4197
27	Maki T.， Ishihara K.， Yamamoto H.， Org. Lett.， 2005， 7（22）， 5043—5046
28	Arnold K.， Davies B.， Giles R. L.， Grosjean C.， Smith G. E.， Whiting A.， Adv. Synth. Catal.， 2006， 348（7/8）， 813—820
29	Gernigon N.， Al⁃Zoubi R. M.， Hall D. G.， J. Org. Chem.， 2012， 77（19）， 8386—8400
30	Tam E. K. W.， Rita， Liu L. Y.， Chen A. Q.， Eur. J. Org. Chem.， 2015， 2015（5）， 1100—1107
31	El Dine T. M.， Erb W.， Berhault Y.， Rouden J.， Blanchet J.， J. Org. Chem.， 2015， 80（9）， 4532—4544
32	Sawant D. N.， Bagal D. B.， Ogawa S.， Selvam K.， Saito S.， Org. Lett.， 2018， 20（15）， 4397—4400
33	Al⁃Zoubi R. M.， Marion O.， Hall D. G.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2008， 47（15）， 2876—2879
34	Marcelli T.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2010， 49（38）， 6840—6843
35	Arkhipenko S.， Sabatini M. T.， Batsanov A. S.， Karaluka V.， Sheppard T. D.， Rzepa H. S.， Whiting A.， Chem. Sci.， 2018， 9（4）， 1058—1072
36	Wang C.， Yu H. Z.， Fu Y.， Guo Q. X.， Org. Biomol. Chem.， 2013， 11（13）， 2140—2146

Entry	Catalyst	Isolated yield（%）	Entry	Catalyst	Isolated yield（%）
1	BD⁃1	<10	5	YD	27
2	BD⁃2	40	6	KL⁃1	55
3	BD⁃3	<10	7	KL⁃2	24
4	MD	33	8	KL⁃3	<10

Entry	Catalyst	Isolated yield（%）	Entry	Catalyst	Isolated yield（%）
1	BD⁃1	<10	5	YD	27
2	BD⁃2	40	6	KL⁃1	55
3	BD⁃3	<10	7	KL⁃2	24
4	MD	33	8	KL⁃3	<10

Entry	Solvent ^b	Catalyst loading（%， molar fraction）	Dehydrating agent	Temp.	Time/h	Isolated yield（%）
1	DMF	5	0.4 nm MS	r.t.	24	1
2	THF	5	0.4 nm MS	r.t.	24	25
3	Toluene	5	0.4 nm MS	r.t.	24	26
4	DCM	5	0.4 nm MS	r.t.	24	55
5	DCM	0	0.4 nm MS	r.t.	24	2
6	DCM	2.5	0.4 nm MS	r.t.	24	10
7	DCM	10	0.4 nm MS	r.t.	24	75
8	DCM	10	0.4 nm MS	40 ℃	24	85
9	DCM	10	0.4 nm MS	r.t.	36	78
10	DCM	10	None	r.t.	24	0
11	DCM	10	0.3 nm MS	r.t.	24	35
12	DCM	10	0.5 nm MS	r.t.	24	2
13	DCM	10	MgSO₄	r.t.	24	0
14	DCM	10	CaCl₂	r.t.	24	0

Entry	Solvent ^b	Catalyst loading（%， molar fraction）	Dehydrating agent	Temp.	Time/h	Isolated yield（%）
1	DMF	5	0.4 nm MS	r.t.	24	1
2	THF	5	0.4 nm MS	r.t.	24	25
3	Toluene	5	0.4 nm MS	r.t.	24	26
4	DCM	5	0.4 nm MS	r.t.	24	55
5	DCM	0	0.4 nm MS	r.t.	24	2
6	DCM	2.5	0.4 nm MS	r.t.	24	10
7	DCM	10	0.4 nm MS	r.t.	24	75
8	DCM	10	0.4 nm MS	40 ℃	24	85
9	DCM	10	0.4 nm MS	r.t.	36	78
10	DCM	10	None	r.t.	24	0
11	DCM	10	0.3 nm MS	r.t.	24	35
12	DCM	10	0.5 nm MS	r.t.	24	2
13	DCM	10	MgSO₄	r.t.	24	0
14	DCM	10	CaCl₂	r.t.	24	0

室温下3-喹啉硼酸催化的羧酸酰胺化反应

3-Quinoline Boric Acid as an Efficient Catalyst for the Direct Amidation of Carboxylic Acids at Room Temperature

RichHTML

PDF (PC)

补充材料

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 4

参考文献 36

相关文章 1

编辑推荐

Metrics

本文评价

Compd.	Time/h	Yield ^* （%）		Time/h	Yield^*（%）
3aa	36	78	3ja	48	56
3ba	36	72	3ka	48	58
3ca	36	73	3hb	30	75
3da	48	33	3hc	36	65
3ea	48	No reaction	3hd	24	33
3fa	48	25	3he	48	52
3ga	48	21	3hf	48	28
3ha	36	73	3hg	48	No reaction
3ia	48	45	3hh	48	30