《表1 反应条件的筛选a:锆基路易斯酸催化γ-戊内酯与胺的反应研究》

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《锆基路易斯酸催化γ-戊内酯与胺的反应研究》


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首先,研究了不同的酸催化剂对反应的影响(表1).使用固体酸催化剂Amberlyst-15时,反应效果比较差,检测到产物4-羟基-N-苯基戊酰胺(1)的收率仅为3%,5-甲基-1-苯基-2-吡咯烷酮(2)的收率为15%(表1,Entry 1).当使用ZrOCl2·8H2O作为催化剂时,产物2的选择性与产率有了明显的提升,在100℃下反应24 h后,产物2的收率为52%,产物1的收率仅有2%(表1,Entry 2).这可能是由于Zr OCl2·8H2O酸性较强,使羰基碳更容易受到胺的亲核进攻,主要得到环化产物,从而提高了产物的收率和选择性[17b].继续筛选其它的Lewis酸催化剂SnCl4、AlCl3(表1,Entries 3和4),发现均有预期的产物1和2生成,但是选择性和收率均比较低,相比之下,ZrOCl2·8H2O的催化效果最好.基于此,进一步筛选了其他的锆催化剂,Zr(OH)4,ZrSiO4,Zr-P-O (表1,Entries5~7),其中,Zr(OH)4与Zr SiO4的催化活性较低,这可能是由于这两种锆催化剂的酸性较弱.而非均相催化剂Zr-P-O的反应液中产物2的含量很少(2%),但是产物1的收率达到了46%,表现出了对产物1的高选择性.接着,分别对Zr OCl2·8H2O与Zr-P-O两种催化体系进行了条件的优化(表1,Entries 9~13).升高温度到120℃,延长时间到48 h,ZrOCl2·8H2O能够催化苯胺与GVL反应,得到收率为63%的产物2,对于Zr-P-O催化剂,同样能够以57%的收率得到产物1.