朱周静 程茜菲 刘斌

摘      要：以2，2-二甲基-4-戊烯酸为原料，在叠氮磷酸二苯酯和三乙胺作用下，经过Curtis重排反应合成得到目标化合物2-甲基戊-4-烯-2-胺盐酸盐，产物结构经1H NMR及ESI-MS确证，同时考察了影响反应的因素，优化反应条件：物料比n（DPPA）： n（2，2-二甲基-4-戊烯酸）=1.1 ： 1;反应温度80℃;反应时间3 h。在优化条件下，反应收率为83.2%。

关  键  詞：脂肪胺;Curtis重排反应;叠氮磷酸二苯酯;合成

中图分类号：TQ 463        文献标识码： A       文章编号：1671-0460（2020）04-0541-03

Abstract： 2-Methylpent-4-en-2-amine hydrochloride was synthesized from 2，2-dimethylpent-4-enoic acid in the presence of diphenyl azidophosphate and triethylamine by Curtius rearrangement reaction. The structure of the product was confirmed by 1H NMR and ESI-MS. The optimal reaction conditions were determined as follows： n（DPPA）∶n（2，2-dimethylpent-4-enoic acid）= 1.1∶1， the reaction temperature 80℃， the reaction time 3 h. Under above conditions， the yield of target compound reached 83.2 %.

Key words： Aliphatic amine; Curtius rearrangement; Diphenyl azidophosphate; Synthesis

脂肪胺是一类化学性质活泼且具有重要用途的化工原料[1]，被广泛地应用于如药物、染料、燃料、防冻剂、超导材料、缓蚀剂、润滑剂、阻蚀剂、阻聚剂等各个领域[2-10]。

目前，关于脂肪胺的合成主要有以下方法：通过还原脂肪族叠氮化合物制备脂肪胺[11，12]， 如图1所示;脂肪醇与氨催化脱水反应制备脂肪胺[15]，如图2所示;以卤代烷为原料通过Gabriel合成法合成脂肪胺[16]，如图3所示;以α-烯烃为原料经胺化反应合成脂肪胺[13，14];将脂肪腈类化合物还原制备脂肪胺[17];经硝基烃的还原反应合成脂肪胺[18]。羧酸化合物通过Curtis重排反应制备胺类化合物也是有机合成中胺类化合物非常有效的制备方法，被广泛地应用于药物合成中[19，20]。

以2，2-二甲基-4-戊烯酸为原料，经过Curtis重排制备2-甲基戊-4-烯-2-胺盐酸盐，产物结构经1H NMR及ESI-MS确证。同时考察了影响反应的因素，优化了反应条件，期望为脂肪族伯胺化合物的制备提供可行的方法及工艺。

1  实验部分

1.1  原料与仪器

2，2-二甲基-4-戊烯酸、叠氮磷酸二苯酯（DPPA）、三乙胺（TEA），泰坦科技股份有限公司;4M氯化氢/二氧六环溶液（自制），300～400目柱层析硅胶，青岛海洋化工厂;其他所有试剂均为市售分析纯。

Ultima Global Spectrometer型质谱仪（ESI源），美国Waters公司;400 MHz核磁共振仪（TMS为内标，CDCl3为溶剂），德国Bruker公司;SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵，巩义市予华仪器有限责任公司;RE-52AA旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器有限责任公司。

1.2  合成方法

1.2.1  合成路线

以2，2-二甲基-4-戊烯酸为原料，三乙胺作碱，甲苯为溶剂，与叠氮磷酸二苯酯（DPPA）作用，发生Curtis重排反应，合成得到2-甲基戊-4-烯-2-胺，再经酸化得目标化合物2-甲基戊-4-烯-2-胺盐酸盐，合成路线如图4所示。

1.2.2  合成步骤

在100 mL的三口瓶中加入2，2-二甲基-4-戊烯酸6.4 g（50 mmol）、30 mL甲苯和7.6 g三乙胺（75 mmol），搅拌均匀后，在0℃条件下，缓慢滴加15.1 g 叠氮磷酸二苯酯（55 mmol）的甲苯溶液（10 mL），滴加完毕后，体系升温至80℃反应3 h，TLC监测反应结束后，减压蒸除溶剂，然后再加入4M氯化氢/二氧六环溶液（20 mL），搅拌均匀后，继续升温回流反应1 h。反应结束后，减压旋蒸，所得粗品用30 mL水稀释，再用乙酸乙酯萃取（3 × 30 mL）萃取，收集水相后减压旋干，得到淡黄色固体5.6 g，收率83.2 %。1H NMR （300 MHz， CDCl3）： δ 8.40 （br， 3H， -NH2HCl）， 5.94 ～ 5.80 （m， 1H， -CH=CH2 ）， 5.29 ～ 5.24 （m， 2H， -CH=CH2）， 2.49 ～ 2.41 （m， 2H， -CH2-CH=CH2）， 1.45 （s， 6H， CH3-C-CH3）。ESI-MS [M+1]+ m/z 100.18。

1.3 反应机理

合成2-甲基戊-4-烯-2-胺的机理为Curtis重排反应，如图5所示。Curtis重排反应是一类亲核重排反应，反应中，羧酸与叠氮化物作用生成酰基叠氮化物，再重排为异氰酸酯，异氰酸酯在加热条件下释放一分子氮气，得到少一个碳的伯胺，此步反应应无水参与。该反应是经羧酸制备伯胺的常用方法之一。以DPPA为叠氮化试剂，酸可以在比较温和的条件下直接形成酰基叠氮中间体，避免了叠氮钠的易爆危险性。

得到的2-甲基戊-4-烯-2-胺在盐酸二氧六环溶液中酸化成盐。Curtis重排反应和成盐反应可以合二为一，简化了后处理流程。

2  结果与讨论

2.1  DPPA用量对产物收率的影响

2，2-二甲基-4-戊烯酸发生Curtis重排反应制备2-甲基戊-4-烯-2-胺盐酸盐，首先是2，2-二甲基-4-戊烯酸与DPPA反应得到叠氮衍生物，然后在碱性条件下发生重排，因而在反应中DPPA的用量对反应具有重要影响。

当固定反应温度为80℃，反应时间为4 h时，研究DPPA用量对产物收率的影响。结果如表1所示。

由表可见：当DPPA用量为n（DPPA）： n（2，2-二甲基-4-戊烯酸）= 1.0 ： 1时，产物收率仅为77.5 %，TLC监测原料也不能反应完全。提高DPPA的用量为1.1： 1时，收率升高到83.2%，当n（DPPA）： n（2，2-二甲基-4-戊烯酸）= 1.2 ： 1时，收率没有明显提高，继续增加DPPA用量至1.3 ： 1时，收率开始降低。最终选择最DPPA用量为n（DPPA）：n（2，2-二甲基-4-戊烯酸）= 1.1 ： 1。

2.2  反应温度对产物收率的影响

反应温度是影响反应的重要因素，对于简单基元反应而言，符合一般规律，即，温度升高反应速率加快。在确定DPPA用量为n（DPPA）： n（2，2-二甲基-4-戊烯酸）= 1.1 ： 1;当固定反应时间为4 h时，考察反应温度对产物收率的影响，结果如表2所示。

由表可知：当反应在70℃下进行，产物收率仅为74.0%，升高温度到80℃时，收率提高到82.5%，继续升高到90℃时，收率有所降低，为75.5%，升温至回流温度，收率大幅降低，仅为58.7%。可以看出温度过高，不利于产物形成，最终确定80℃为最佳反应温度。

2.3  反应时间对反应收率的影响

在确定DPPA用量为n（DPPA）： n（2，2-二甲基-4-戊烯酸）= 1.1 ： 1，反应温度80℃时，考察反应时间对收率的影响，结果如表3所示。

由表3可见：反应2 h时，收率为68.1%，延长反应时间至3 h时，收率提高至83.2%，继续延长反应时间至4 h时，收率变化不大，但反应时间增加到5 h时，反应收率继续降低，因此，确定3 h为最佳反应时间。

2.4  标题化合物1H NMR分析

对标题化合物的1H NMR分析如图6所示，δ 8.40，宽峰，积分为3H，为伯胺盐酸盐（-NH2HCl）;δ 5.94 ～ 5.80，多重峰，积分为1H，为烯烃（-CH=CH2）;δ 5.29 ～ 5.24，多重峰，积分为2H，为烯烃（-CH=CH2）;δ 2.49 ～ 2.41，多重峰，积分为2H，为烯丙基（-CH2-CH=CH2）;δ 1.45，单峰，积分为6H，为两个甲基峰（-C（CH3）2）。

3  结论

本文报道一种2-甲基戊-4-烯-2-胺盐酸盐的合成方法，以2，2-二甲基-4-戊烯酸为原料，经过Curtis重排反应得到目标化合物，结构经1H NMR及ESI-MS确证，同时考察了影响反应的因素，优化反应条件：DPPA用量n（DPPA）： n（2，2-二甲基-4-戊烯酸）= 1.1 ： 1;反应温度为80℃;反应3 h。在优化条件下，反应收率为83.2 %。该方法为脂肪族伯胺化合物的合成提供了可行工艺条件。

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