义乌市中科院兰州化物所功能材料中心

网站首页 > 成果转化 > 最新成果

N-烷基化胺合成催化体系研究

  N-烷基化胺是重要的化工中间体,胺烷基化反应是N-烷基化胺制备的主要方法之一。发展N-烷基化胺清洁合成新方法、创制高效的N-烷基化胺清洁合成催化材料是这一领域的重要研究内容。 

  自2009年以来,中国科学院兰州化学物理研究所绿色化学研究发展中心石峰研究员课题组在这一领域开展了系统的研究工作,发展出了基于钯、银、金等负载纳米催化材料的多种N-烷基化胺清洁合成多相催化体系(Chem. Commun.,2014, 50, 13521-13523ChemSusChem., 2014, 7, 720-722ACS Catal., 2013, 3, 808-811; Chem. Eur. J.,2013, 19, 3665-3675Chem. Commun., 2012, 48, 7586-75882012, 48, 9391-93932011, 47, 6476-6478;Chem. Eur. J. 2011, 17, 1021-10282011, 17, 2587-2591)。 

  最近,该课题组在N-烷基化胺清洁成新催化材料和新方法等领域取得新进展。 

  他们发展出了一类高效的镍铜杂合材料催化剂,在不使用贵金属和有机配体的条件下,成功实现了通过胺醇烷基化制备伯、仲、叔和环胺。该催化剂对空气和水不敏感且具有较好的磁性,容易从反应混合物中分离,可重复使用多次而没有明显失活。该项技术于近日获得美国专利授权(A method for producing N-substituted amine compounds through catalyzed alkylation,专利号:US8901354 B2,发明人:石峰,崔新江,袁航空,邓友全)。 

  以碳资源的可持续循环利用为目标,他们以铜铝复合氧化物、负载纳米钯等为催化剂成功实现了胺与二氧化碳和氢气反应合成N-甲基、N,N-二甲基胺和N-甲酰胺。该类催化体系同时可以拓展到以硝基苯、腈类化合物为胺源,实现一步催化还原合成甲基化和甲酰化胺。相关研究工作发表在Chem. Sci.(2014, 5, 649-656)Chem. Commun.(2014, 50, 189-19113521-13523),同时提交申请中国发明专利和美国专利(申请号:201310288088.7;US14/040,513)。 

  在已有报道中,对胺醇烷基化反应具有高活性、高选择性和优良普适性的催化体系还主要集中于过渡金属,对胺醇烷基化具有优良性能和普适性的非金属多相催化剂体系还报道较少。经过系统研究,该课题组最近成功制备出一类对经胺醇烷基化制备N-烷基化胺具备优良催化性能的碳基纳米催化材料。该类催化材料可以在不加入过渡金属的条件下催化不同结构的胺和醇反应制备N-烷基化胺,同时对经由氢转移机理的硝基苯、羰基化合物催化还原具有优良的性能。该研究工作最近在Nature Commun.在线发表(2015, 6, 6478, doi: 10.1038/ncomms7478)。 

  上述研究工作得到了国家自然科学基金项目的支持(21073208, 21203219和21303228)。

义乌市中科院兰州化物所功能材料中心

              N-烷基化胺合成美国专利首页

义乌市中科院兰州化物所功能材料中心

         胺-二氧化碳/氢气合成甲基化和甲酰化胺反应体系

义乌市中科院兰州化物所功能材料中心

          胺醇烷基化反应碳基纳米催化材料