传统的氨基甲酸酯类化合物合成方法主要依赖光气或其衍生物,如异氰酸酯和氯代甲酸酯.这些方法不仅需要使用大量有毒的原料,且在反应过程中会产生氯代产物,存在较大的安全隐患和环境污染问题.例如,光气的剧毒性和挥发性使其在工业应用中备受限制,虽然可以通过异氰酸酯或氯代甲酸酯作为替代原料,但这些中间体同样具有较高的毒性和危险性.因此,寻找一种绿色,环保的合成方法成为了科研人员的重要目标.
近年来,二氧化碳作为一种无毒,廉价且可再生的C1碳源,逐渐成为了光气的理想替代品.其化学惰性较高,但在适当的催化条件下,可以参与多种有机反应,特别是在氨基甲酸酯类化合物的合成中表现出了巨大的潜力.相比于传统的光气路线,以二氧化碳为原料的合成方法不仅降低了反应的风险,还大大减少了环境污染,符合绿色化学的理念.
针对传统合成方法的不足,研究人员开发了一种基于二氧化碳的绿色合成路线,采用“一锅法”合成N-芳基氨基甲酸酯类化合物.该方法使用廉价的碱催化剂,无需添加挥发性有机溶剂,具有原子经济性高,步骤简单,经济效益显著等优点.具体合成步骤包括:将炔醇,催化剂和仲芳香胺混合后通入二氧化碳,经过两个反应阶段得到目标产物.第一阶段为炔醇与二氧化碳发生成环反应生成环碳酸酯,第二阶段为环碳酸酯与仲芳香胺发生开环反应生成N-芳基氨基甲酸酯类化合物.
常见的催化剂体系包括碱和银盐,其中碱可以是碳酸钾,碳酸铯,1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯(DBN)等,银盐则可以是醋酸银,碘化银,溴化银等.反应条件温和,第一阶段的反应温度为20-90℃,反应时间为6-36小时;第二阶段的反应温度为25-130℃,反应时间为8-36小时.该方法不仅可以高效地合成N-芳基氨基甲酸酯类化合物,还避免了有毒原料的使用,具有显著的环境效益和经济效益.