ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ, 2021, том 91, № 3, с. 331-375

ОБЗОРНАЯ

СТАТЬЯ

УДК 547.551

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

Институт нефтехимии и катализа Российской академии наук, пр. Октября 141, Уфа, 450075 Россия

*е-mail: Bayguzina2014@gmail.com

Поступило в Редакцию 9 декабря 2020 г.

После доработки 9 февраля 2021 г.

Принято к печати 15 февраля 2021 г.

В обзоре систематизированы и обобщены литературные данные о современных методах N-алкили-

рования анилинов с использованием металлокомплексных и гетерогенных катализаторов на основе

палладия, платины, родия, никеля, железа, меди, золота, нанесенных на носители, а также цеолитов,

оксидов титана, железа, меди и алюминия. Рассмотрены реакции N-алкилирования анилинов алкилга-

логенидами, спиртами, диметилкарбонатом, альдегидами, а также с помощью CO₂/H₂ и алкилирование

альтернативными реагентами.

Ключевые слова: анилин, N-метиланилин, N-алкилирование, гомогенные и гетерогенные катализаторы

DOI: 10.31857/S0044460X2103001X

1. Введение

331

2. N-Алкилирование анилинов алкилгалогенидами

332

3. Алкилирование анилинов спиртами

333

4. N-Метилирование анилинов диметилкарбонатом

356

5. Восстановительное N-метилирование анилинов с помощью формальдегида

359

6. N-Метилирование анилинов с помощью CO₂/H

361

7. Необычные реакции N-алкилирования анилинов

364

8. Заключение

369

1. ВВЕДЕНИЕ

изводства автобензина представляет N-метилани-

лин, как антидетонационная добавка. Кроме того,

Ароматические амины являются важным клас-

N-метиланилин используется в качестве сырья для

сом органических соединений, которые находят

синтеза красителей, полимеров, гербицидов, в ка-

широкое применение в различных отраслях про-

честве растворителя, медицинских препаратов,

мышленности при производстве медицинских

стабилизаторов пироксилиновых порохов. Ни-

препаратов, красителей, взрывчатых веществ, ре-

трованием N-метиланилина нитрующей смесью

активных и ракетных топлив и стабилизаторов,

получают тетрил - бризантное взрывчатое веще-

фотоматериалов и др. В нефтеперерабатывающей

ство для капсюлей-детонаторов и промежуточных

промышленности ароматические амины использу-

детонаторов.

ются в производстве беззольных антиокислитель-

ных и антидетонационных добавок и присадок к

N,N-Диметиланилин находит применение в

топливам, маслам, полимерам и латексам. Из аро-

промышленности при производстве полиэфирных

матических аминов наибольший интерес для про-

смол, получении красителей (малахитовый зеле-

331

332

БАЙГУЗИНА, ХУСНУТДИНОВ

Схема 1.

цеолит

Ar N

ArNH₂+

PhH, 50°C, 5 ч

моно-

ди-

Ar = p-NO₂C₆H₄

NaY, 15%, 24:1; KY, 79%, 19:1; CsY,

цеолит, общий выход (%), соотношение моно-/ди-:

3.6%, 100:1; NaX, 25%, 4.9:1; KX, 14%, 5.2:1.

ный, метиленовый голубой), взрывчатых веществ

ленности для производства широкого спектра

и в органическом синтезе [1]. Ценными проме-

химических веществ [24, 25]. N-Алкилирование

жуточными продуктами являются и другие N-ал-

(метилирование) ароматических аминов является

килзамещенные анилины, которые находят при-

сложным процессом с каталитической точки зре-

менение в производстве пластиков, взрывчатых

ния, так как ароматические амины значительно

веществ, фотореактивов, пестицидов, стабилиза-

менее активно, чем алифатические амины, вступа-

торов, красителей, лекарственных препаратов, по-

ют в реакцию N-алкилирования [26].

лимеров, растворителей [2-4].

Согласно литературным данным, методы полу-

Учитывая важное практическое значение N-мо-

чения N-алкилзамещенных анилинов можно ус-

но- и N,N-диалкиланилинов, разработка высоко-

ловно разделить на шесть групп: N-алкилирование

эффективных методов их синтеза с использова-

анилинов алкилгалогенидами, спиртами, диметил-

нием катализаторов является актуальной задачей

карбонатом, восстановительное N-метилирование

современной органической химии. Достижения и

анилинов с помощью формальдегида, CO₂/H₂ и

успехи в N-алкилировании анилинов частично ос-

необычные реакции N-алкилирования анилинов

вещены в монографиях и обзорах [4-23]. Как по-

под действием гетерогенных и гомогенных метал-

казывает анализ литературы, количество работ по

локомплексных катализаторов.

N-алкилированию анилинов с использованием ге-

терогенных и металлокомплексных катализаторов

2. N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

расширяется с каждым годом, что и побудило нас

АЛКИЛГАЛОГЕНИДАМИ

попытаться обобщить данные о новых достижени-

Эффективными катализаторами избирательно-

ях в этой области. Привлечение металлокомплекс-

го моно-N-алкилирования первичных ароматиче-

ных катализаторов и их импрегнированных форм

ских аминов алкилгалогенидами являются цеоли-

обусловлено тем, что с их помощью решаются за-

ты X и Y (схема 1) [27-30].

дачи снижения температуры вплоть до комнатной,

N-Алкилирование анилина алкилгалогенидами

вовлечения в реакцию функционально замещен-

RX (R = Me, Et, Bn; X = Cl, Br, I) в ацетонитриле

ных анилинов и спиртов сложного строения и уве-

осуществлено в работе [31]. Катализатором слу-

личения селективности процесса по моно- и диал-

жил цеолит Celite, промотированный с помощью

киланилинам. Это особенно важно для N-метил- и

CsF.

N,N-диметиланилинов, которые имеют близкие

температуры кипения (195.6 и 194°С), и выделе-

Цеолиты KX и NaY катализируют N-алкили-

ние их в индивидуальном виде из смеси очень за-

рование анилина с помощью BuI (схема 2) [28].

труднительно.

Реакция протекает при кипячении в бензоле в те-

В обзоре рассмотрены последние достижения

чение 14 ч. Выход смеси моно- и дибутиланили-

по использованию цеолитов различных марок,

нов составляет 58-67% в зависимости от природы

Al₂O₃ и комплексов Pd, Ru, Ir, Mn, Fe, Co, Ni и Cu

цеолита.

в N-алкилировании анилинов c обсуждением ме-

В работе [32] описано селективное N-алкили-

ханизмов реакции.

рование анилина бензил- и аллилбромидами под

Алкилирование является одной из важнейших

действием катализатора Al₂O₃-K₂O (приготовлен

реакций, которая широко используется в промыш-

cмешением Al₂O₃ с KNO₃) в ацетонитриле при

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

333

Схема 2.

катализатор

PhNH₂+ n-BuI

PhNHBu + PhNBu₂

PhH, кипячение, 14 ч

моно-

ди-

катализатор, выход (%), соотношение моно-/ди-: KX,

67%, 97:1; NaY, 58%, 120:1.

Схема 3.

20 мас% HT5,

EtOH (водн.)

ArNH₂+

Ar N

30^oC, 45 мин-3 ч

10 ммоль

22 ммоль

Ar = Ph, 4-MeC₆H₄, 4-ClC₆H₄, 4-BrC₆H₄, 4-FC₆H₄, 4-MeOC₆H₄, 4-NO₂C₆H₄,

4-AcC₆H₄, 4-HOC₆H₄

(44-80%); 2-CF₃C₆H₄

(10%).

Схема 4.

30°C. Выходы N,N-дибензил- и N,N-диаллилани-

Комплекс родия Rh(cod)BF₄ [Rh]-1 в сочетании

линов составили 72 (за 7 ч) и 85% (за 1 ч) соответ-

с N-гетероциклическим карбеновым лигандом L-2

ственно. Катализатор сохраняет высокую актив-

проявил высокую каталитическую активность в

ность при повторном использовании.

N-арилировании замещенных анилинов бромбен-

Магний-алюминиевые гидротальциты (HT5,

золом (схема 5) [35].

Mg/Al = 53) способствуют двукратному N-алки-

Каталитическая система CuI-пролинамид L-3

лированию анилина и его производных аллил-

использована для N-арилирования алифатических

бромидом в водном этаноле в мягких условиях

и ароматических аминов арилгалогенидами в во-

(схема 3). Гидротальциты можно легко регенери-

дных средах. Реакция проходит в мягких условиях

ровать и использовать повторно [33] .

на воздухе с участием широкого круга функцио-

Как известно, связь C-галоген в арилгалоге-

нально замещенных анилинов (схема 6) [36].

нидах является более прочной, чем в алкилгало-

3. N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

генидах. Примеры использования цеолитов для

СПИРТАМИ

N-арилирования анилинов с помощью ArХ немно-

гочисленны. Указанная проблема решена с исполь-

Более удобными алкилирующими агентами,

зованием металлокомплексных катализаторов.

чем алкилгалогениды, являются спирты, так как

Так, воздухо- и влагостойкие комплексы Ni(II)-

они дешевле и менее токсичны. При алкилиро-

(σ-арил)

[Ni]-1, стабилизированные N-гетеро-

вании аминов с их участием не образуются соли,

циклическими карбеновыми лигандами L-1, ис-

утилизация которых может быть проблематичной.

пользованы для алкилирования анилинов арилхло-

Побочным продуктом при алкилировании ами-

ридами в мягких условиях (схема 4) [34].

нов спиртами является вода. На N-алкилировании

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

334

БАЙГУЗИНА, ХУСНУТДИНОВ

Схема 5.

N N

2 мол% Rh(cod)BF₄ [Rh]-1, 4 мол% L-2

Prⁱ

ArNH₂ + PhBr

ArNHPh

2 экв. Bu^tONa, DME, 80^oC, 12 ч

3 экв.

L-2

Ar = 4-ClC₆H₄ (81%), 4-MeOC₆H₄ (51%); cod = 1,5-циклооктадиен, DME = 1,2-диметоксиэтан.

Схема 6.

0.1 экв. СuI, 0.2 экв. L-3

Ar¹NH₂ + Ar2X

Ar¹NHAr²

3 экв. K₂CO₃, H₂O, 100°C, 24 ч

1.5 экв.

L-3

Ar¹ = Ph, 4-MeOC₆H₄, 4-NO₂C₆H₄, 2-MeO-4-MeC₆H₃; X = I,

Ar² = Ph, 4-MeOC₆H₄, 2-HO₂CC₆H₄, 4-NO₂C₆H₄ (75-78%); X = Br, Ar² = 2-MeC₆H₄ (70%).

Схема 7.

[Cu], H2

PhNH₂ + MeOH

PhNHMe

180-250^oC, 1.0 МПа

CH₃OH = CH₂O + H₂

CH₂O + C₆H₅NH₂ = PhN=CH₂ + H₂O

PhN=CH₂ + H₂ = PhNHCH₃

PhNHCH₃

+ CH

+ H₂O

OH = PhNH(CH₃)2

метанолом основано производство метиламинов

тельно, играют важную роль в управлении конвер-

из аммиака и метанола. Таким способом в мире

сией исходных субстратов и селективностью реак-

производится ~500 000 тонн/год метиламина, ди-

ции N-алкилирования анилинов спиртами [37, 38].

метиламина и триметиламина. Реакция слабо из-

Основным промышленным способом получе-

бирательная, требующая разделения указанных

ния N-метиланилина является парофазное ката-

трех продуктов. Еще один класс N-алкилирующих

литическое алкилирование анилина метанолом в

агентов, не содержащих галоген, - это эпоксиды. В

присутствии медьсодержащего гидрирующего-де-

частности, эпоксид этилена используется при про-

гидрирующего катализатора в атмосфере водоро-

изводстве этаноламинов.

да. В Российской Федерации данный процесс ре-

Успехи по N-алкилированию анилина спиртами

ализован в 1996 г. в ОАО «Волжский оргсинтез»

с помощью твердых кислотных катализаторов, та-

(г. Волжский). Механизм процесса может быть

кими как цеолиты, оксиды металлов и их модифи-

представлен схемой 7.

цированных форм обсуждаются подробно в обзоре

Недостатком этого способа является низкая

[37]. Природа, элементный состав и структурные

селективность по N-метиланилину (обычно ниже

особенности указанных катализаторов, действи-

90%), кроме того, используемые катализаторы

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

335

Схема 8.

быстро теряют активность и требуется их частая

с координации метанола на кислотном центре цео-

регенерация. В качестве побочного продукта обра-

лита (стадия 1), затем метильной группы на атоме

зуется N,N-диметиланилин 2-3% [39].

кислорода (стадия 2). После стадии 3 образуется

шестичленное переходное состояние, благоприят-

В работе [40] для проведения N-метилирования

ное для выделения воды (стадия 4) за счет протона

анилина метанолом использованы мезопористые

цеолита и OH^--группы от метанола. На стадии 5

молекулярные сита Al-MCM-41 с модулем Si/Al от

анилин атакует метильную группу с формирова-

15 до 40. Реакция проходит неселективно с образо-

нием нового шестичленного комплекса. Послед-

ванием смеси N-метиланилина и N,N-диметилани-

ний распадается (стадия 7) с выделением целевого

лина в соотношении (3-4):1.

N-метиланилина и протонированной формы цео-

В работе [41] для N-метилирования аминов, в

лита, который продолжает цикл. По аналогичной

частности анилина, использовали Al₂O₃-морде-

схеме происходит образование N,N-диметиланилина.

нит в качестве катализатора. Процесс проводили

Авторами работы

[42] осуществлен синтез

в реакторе с неподвижным слоем катализатора

N,N-диметиланилина взаимодействием анилина

при 270°С, 10 бар и соотношении метанол:амин =

c метанолом (1:3) под действием цеолита типа X

4:1. В этих условиях селективность реакции по

(RHO-цеолит) и L (цеолит S,K-LTL) при 400°С.

N,N-диметиланилину составила 57% при конвер-

Выход N,N-диметиланилина составил 95%.

сии анилина 64%.

N-Алкилирование анилина метанолом ката-

На схеме 8 приведен вероятный механизм реак-

лизирует γ-оксид алюминия [43]. Селективность

ции. По мнению авторов [41], процесс начинается

реакции зависит от температуры: ее повышение

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

336

БАЙГУЗИНА, ХУСНУТДИНОВ

Схема 9.

γ-Al₂O₃

PhNH₂

+ MeOH

PhNHMe + PhNMe₂

газовая фаза

1:3

200^оС конверсия 45%

90%

10%

320^оС конверсия 99.5%

85%

Схема 10.

1 мол% Pt/C

+ MeOH

RC₆H₄NHMe

RC₆H₄NH₂

0.1 экв. NaOH, 140oС,15 ч

81-92%

1 ммоль

10 ммоль

R = H, 4-Me, 4-Bu^t, 4-MeO, 4-F, 4-Cl.

способствует образованию N,N-диметиланилина

нием альдегида. Активным катализатором метили-

(схема 9).

рования анилинов с помощью метанола является

платина на угле. Так, в работе [47] осуществлено

В работе [44] N-метилирование анилина мета-

нолом в газовой фазе в присутствии γ-Al₂O₃ осу-

селективное N-монометилирование анилина и

ществлено при температуре 300-400°С.

замещенных анилинов метанолом с использова-

нием наночастиц Pt, нанесенных на активирован-

Жидкофазное N-метилирование анилина мета-

ный уголь (Pt/C) в присутствии основания NaOH.

нолом обычно проводят в присутствии минераль-

Выходы соответствующих N-метиланилинов со-

ных кислот, из которых чаще всего используют

ставляют 81-92% (схема 10). Катализатор Pt/C

серную и соляную. Реакцию проводят в автокла-

сохраняет высокую селективность при повторном

вах под давлением свыше 3 МПа и при температу-

использовании.

ре 180-220°С [45, 46].

Предложен вероятный механизм реакции, ко-

В литературе имеются сведения об использо-

торый приведен на схеме 11. Вначале метанол де-

вании в процессах алкилирования анилина и его

гидрируется с выделением формальдегида и двух

производных спиртами большого семейства ге-

атомов водорода, закрепленных на поверхности

терогенных катализаторов на основе переходных

металлов: платины Pt/C [47]; палладия Pd/C [48],

Pt. Для успешного протекания реакции необхо-

димо присутствие промотора - NaOH, который

Pd/TiO₂ [49, 50], PdZn/Al₂O₃[51], Pd/AlO(OH) [52],

способствует дегидрированию метанола через де-

Pd/Fe₂O₃ [53]; никеля NiO/θ-Al₂O₃ [54], Ni/γ-Al₂O₃

[54], NiCuFeOx [55], Ni@ [56]; железа Fe₃O₄ [57],

протонирование. В ряде работ в качестве основа-

Fe₃O₄/FeO [58], Fe(ClO₄)₃/SiO₂ [59]; серебра Ag/

ния вместо NaOH использованы NaOMe, Bu^tOK,

Al₂O₃ [60], Ag/Al₂O₃-Ga₂O₃ [61], Ag₆Mo₁₀O₃₃ [62],

NaHCO₃, K₃PO₄, Cs₂CO₃. На следующей стадии

Ag/Al₂O₃-FeCl₃∙6H₂O [63], Ag/GO (оксид графе-

CH₂O реагирует с амином, давая имин (стадия 2).

на) [64]; золота Аu/TiO₂ [65-67] и меди Cu/SiO₂

На конечной стадии происходит гидрирование

[68], CuO-Cr₂O₃-Al₂O₃

[39], СuО-ZnO-Al₂O₃-

имина 1 с образованием N-метиланилина. Как из-

CaO [69], Сu-Mo/TiO₂[70], Cu_0.5Zn_0.5Fe₂O₄ [71],

вестно, конденсация формальдегида с первичны-

гидротальцита (CuAl-HT) [72], Cu(OH)₂-Al(OH)₃

ми аминами с образованием имина 1 протекает

[73] (см. таблицу). Перечень использованных пе-

легко. Кинетические результаты в сочетании с рас-

реходных металлов неслучаен, все они обладают

четами методом теории функционала плотности

дегидрирующими и гидрирующими свойствами и

(DFT) свидетельствуют о том, что высокая эффек-

можно предположить, что ключевой стадией про-

тивность Pt/C обусловлена умеренной прочностью

цесса является дегидрирование спирта с образова-

связи металл-водород Pt [47].

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

337

N-Алкилирование анилинов спиртами под действием катализаторов

Анилин

Спирт

XC₆H₄NHR или

XC₆H₅NH₂,

Катализатор

Т, °С

ROH

XC₆H₄NR₂ (выход, %)

где X

MeOH

Pd/C

150

NaOMe

C₆H₅NHMe (92)

[74]

4-Me

« «

4-MeC₆H₄NHMe (91)

« «

3-Me

« «

3-MeC₆H₄NHMe (90)

« «

2-Me

« «

2-MeC₆H₄NHMe (90)

« «

4-Et

« «

4-EtC₆H₄NHMe (90)

« «

4-Prⁱ

« «

4-PrⁱC₆H₄NHMe (91)

« «

2-Prⁱ

« «

2-PrⁱC₆H₄NHMe (91)

« «

4-MeO

« «

4-MeOC₆H₄NHMe

« «

(92)

2-MeO

« «

2-MeOC₆H₄NHMe

« «

(92)

4-F

« «

4-FC₆H₄NHMe (84)

« «

4-Cl

« «

4-ClC₆H₄NHMe (70)

« «

4-Br

« «

4-BrC₆H₄NHMe (58)

« «

Pd/C

130

« «

t-BuOK

C₆H₅NHMe (95)

[75]

4-MeO

« «

4-MeOC₆H₄NHMe

« «

(96)

4-Me

« «

4-MeC₆H₄NHMe (98)

« «

BnOH

Pd/C

reflux

HCO₂Na

C₆H₅NHBn (74)

[48]

4-MeO

« «

4-MeOC₆H₅NHBn (88)

« «

MeOH

« «

C₆H₅NHMe (63)

« «

PrⁿOH

« «

C₆H₅NHPrⁿ (67)

« «

BnOH

PdZn/Al₂O₃

110

0.5

1 атм. Ar

C₆H₅NHBn (99)

[51]

« «

CyOH

« «

C₆H₅NHCy (84)

« «

OctⁿOH

« «

C₆H₅NHOct (91)

« «

BnOH

Pd/AlO(OH)

« «

1 атм. H₂

C₆H₅NHBn (84)

[52]

« «

OctⁿOH

Pd/Fe₂O₃

150

« «

C₆H₅NHOct (86)

[53]

« «

170

« «

C₆H₅NOct₂ (95)

« «

EtOH

Pd/TiO₂

« «

УФ облучение

C₆H₅NHEt (95)

[50]

« «

BuⁿOH

« «

C₆H₅NHBu (91)

« «

BnOH

« «

C₆H₅NHBn (92)

« «

3-Me

« «

3-MeC₆H₄NHBn (97)

« «

4-Me

« «

4-MeC₆H₄NHBn (82)

« «

4-Cl

« «

4-ClC₆H₄NHBn (82)

« «

2-Cl

« «

2-ClC₆H₄NHBn (95)

« «

4-MeO

« «

4-MeOC₆H₄NHBn (82)

« «

3-MeO

« «

3-MeOC₆H₄NHBn (96)

« «

MeOH

Pt/C

140

NaOH

C₆H₅NHMe (92)

[47]

4-Me

« «

4-MeC₆H₄NHMe (91)

« «

4-Bu^t

« «

4-Bu^tC₆H₄NHMe (90)

« «

4-MeO

« «

4-MeOC₆H₄NHBn (96)

« «

4-F

« «

4-FC₆H₄NHMe (88)

« «

4-Сl

« «

4-ClC₆H₄NHMe (81)

« «

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

338

БАЙГУЗИНА, ХУСНУТДИНОВ

(Продолжение)

Анилин

Спирт

XC₆H₄NHR или

XC₆H₅NH₂,

Катализатор

Т, °С

ROH

XC₆H₄NR₂ (выход, %)

где X

OctⁿOH

NiO/θ-Al₂O₃

144

C₆H₅NHOctⁿ (99)

[54]

« «

Ni/γ-Al₂O₃

« «

C₆H₅NHOctⁿ (60)

« «

EtOH

NiO/θ-Al₂O₃

« «

C₆H₅NHEt (87)

« «

BnOH

NiO/θ-Al₂O₃

« «

C₆H₅NHBn (99)

[54]

« «

CyOH

« «

130

« «

C₆H₅NHCy (94)

« «

NiCuFeOx

144

« «

Ампула

C₆H₅NHCy (98)

[55]

« «

BnOH

« «

C₆H₅NHBn (94)

« «

4-Me

MeOH

« «

4-MeC₆H₄NHMe (89)

« «

BnOH

Ni@^a

183-

C₆H₅NHBn (76)

[56]

184

« «

HexⁿOH

Ni@^a

Reflux

« «

C₆H₅NHHexⁿ (87)

« «

BnOH

Fe₃O₄

Bu^tOK

C₆H₅NHBn (88)

[57]

4-MeO

« «

4-MeOC₆H₄NHBn (84)

« «

Fe₃O₄/FeO

0.5

Bu^tOK

C₆H₅NHBn (95)

[58]

« «

Ph₂CHOH

Fe(ClO₄)₃/SiO₂

C₆H₅NHCHPh₂ (92)

[59]

MeOH

CuO-Cr₂O₃-

240

1.4 ч^-1

« «

В потоке

C₆H₅NHMe (97%)

[39]

Al₂O₃

BuⁿOH

Cu/SiO₂

280

0.4 ч^-1

« «

C₆H₅NHBuⁿ (96%)

[68]

EtOH

СuО-ZnO-

230

0.4 г/ ч

« «

В потоке/H₂

C₆H₅NHEt (84.5)

[69]

Al₂O₃-CaO

MeOH

Сu-Mo/TiO₂

« «

УФ облучение

C₆H₅NMe₂ (46)

[70]

« «

Cu_0.5Zn₀₅Fe₂O₄

300

3.58 ч^-1

« «

В потоке

C₆H₅NHMe (59)

[71]

4-MeO

« «

Cu_0.5Zn_0.5Fe₂O₄

« «

4-MeOC₆H₄NHBn (34)

« «

BnOH

CuAl-HT^б

160

K₂CO₃

C₆H₅NHBn (91)

[72]

4-MeO

« «

4-MeOC₆H₄NHBn (97)

« «

Ag/Al₂O₃

120

Cs₂CO₃

C₆H₅NHBn (99)

[60]

« «

Ag/Al₂O₃-

110

NaH

C₆H₅NHBn (82)

[61]

Ga₂O₃

« «

DecⁿOH

Ag₆Mo₁₀O₃₃

160

Bu^tOK

C₆H₅NHDecⁿ (84)

[62]

« «

BnOH

« «

C₆H₅NHBn (93)

« «

Ag/GO^в

100

Cs₂CO₃

C₆H₅NHBn (99)

[64]

« «

Ag/Al₂O₃-

144

C₆H₅NHBn (94)

[63]

FeCl₃∙6H₂O

« «

Аu/TiO₂

110

5 атм. N₂

C₆H₅NHBn (92)

[67]

« «

MeOH

« «

УФ облучение

C₆H₅NMe₂ (61)

[66]

« «

EtOH

« «

C₆H₅NHEt (74)

« «

PrⁿOH

« «

C₆H₅NHPrⁿ (89)

« «

BuⁿOH

« «

C₆H₅NHBuⁿ (87)

« «

^aNi@ - наночастицы никеля;

^б CuAl-HT - гидротальцит;

^вGO - оксид графена.

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

339

Схема 11.

PhNH₂

+ CH₃OH

PhNHCH₃

PtH₂

CH₂

PhNH₂

Схема 12.

NH₂

NHR

NR₂

0.42 мол% Pd/Fe₂O₃

+ ROH

150^oC, 24 ч

170^oC, 18 ч

1:3

R = Octⁿ (86%), Dec_n (80%).

R = Octⁿ (95%), Dec_n (85%).

Схема 13.

Катализаторы алкилирования анилинов спир-

в широком интервале температур 90-170°С (см.

тами на основе переходных металлов имеют перед

таблицу). Так, в присутствии Pd/Fe₂O₃ увеличение

кислотами и цеолитами три важных преимуще-

температуры до 170°С приводит к двукратному

ства: возможность проведения реакции при более

N-алкилированию анилина 1-октанолом и 1-дека-

низкой температуре, возможность управления се-

нолом даже при менее продолжительном нагрева-

лективностью и толерантность к функциональным

нии (схема 12) [53].

группам в молекулах анилинов и спиртов, что по-

Известно, что катализатор Pd/TiO₂ при УФ об-

зволило вовлечь в реакцию широкий ассортимент

лучении (λ >300 нм) способствует N-моноалкили-

субстратов различного строения (см. таблицу).

рованию анилина и его производных спиртами:

Проблема селективности особенно остра для по-

этанолом, н-бутанолом и бензиловым спиртом в

лучения N-метил- и N, N-диметиланилинов, кото-

рые имеют близкие температуры кипения: 195.6 и

мягких условиях при 25°С [50]. В этих условиях

194°С и их выделение из смеси в индивидуальном

соответствующие N-метиланилины получены с

виде очень затруднительно.

количественным выходом (схема 13). В аналогич-

Катализаторы на основе палладия Pd/C,

ных условиях (Pd/TiO₂, hν, 15-20 ч) метанол ре-

Pd/AlO(OH), Pd/Zn/Al₂O₃ и Pd/Fe₂O₃ проявляют

агирует с анилином, давая N,N-диметиланилин с

активность в алкилировании анилинов спиртами

выходом 81% [49].

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

340

БАЙГУЗИНА, ХУСНУТДИНОВ

Схема 14.

NH₂

NHR

NR₂

Au/TiO

+ ROH

hν, 4 ч

R = Me (соотношение моно-/ди- = 5.5:60.7%), Et (74.4:8.9%), Prⁿ (89.1:2.4%),

Buⁿ (87.8:0%), Hexⁿ (52.5:0%).

Схема 15.

NH₂

NHCH₂C₆H₄R²

0.04 г Fe

O₄/FeO

R¹

+ R²C₆H₄CH₂OH

R¹

40^oC, 0.5-1 ч, 1.5 мл H₂O

R² = H, R¹ = H (95%), 4-MeO (91%), 4-Ac (39%), 3-NO₂ (82%), 4-NO₂ (61%), 4-Br (81%), 4-Cl (69%),

4-F (39%); R¹ = H, R² = 4-Me (91%), 4-MeO (94%), 4-Cl (92%), 4-NO₂ (78%), 2-NO₂ (70%).

Схема 16.

Ni@ или Co@

PhNH₂ + ROH

PhNHR

+ PhNR₂

160-183^oC

Ni@: R = Bn (соотношение моно-/ди- = 46.6:44%), Octⁿ (38.5:15.5%), Hexⁿ (87:3.5%);

Co@: R = Bn (36:15%).

УФ облучение активирует и золотосодержащий

Авторами работы [56] осуществлено алкилиро-

катализатор Аu/TiO₂. Фотокаталитическое N-алки-

вание анилина спиртами с использованием в каче-

лирование анилина алифатическими первичными

стве катализатора наночастиц кобальта и никеля с

спиртами в присутствии Аu/TiO₂ проходит в мяг-

размером менее 20 нм, способных образовывать

ких условиях (50°С, 4 ч) [66]. В случае метанола

однородный коллоидный раствор. Установлено,

основным продуктом реакции является N,N-диме-

что в ходе реакции образуются как вторичные, так

тиланилин. Этанол, н-пропанол, н-бутанол, н-гек-

и третичные амины (схема 16). Реакция проходит

санол дают моноалкилпроизводные (схема 14).

при повышенной температуре(≥150°С), и поэтому

данный способ в лабораторных условиях пригоден

Весьма активным катализатором N-алкилиро-

лишь для высококипящих спиртов и аминов.

вания анилинов бензиловым спиртом и его про-

изводными являются наночастицы Fe₃O₄, которые

Особое место среди катализаторов N-алкилиро-

были получены из солей Fe²⁺ и Fe³⁺ под воздей-

вания анилинов занимают циклопентадиенкарбо-

ствием внешнего магнитного поля (ЭМП). Реак-

нильные комплексы железа (комплексы Кнолкера)

ция проходит при 40°С и завершается через 0.5-

[Fe]-1-[Fe]-6, формулы которых приведены на схе-

1 ч (схема 15). Разделение катализатора и продук-

ме 17 [57, 76-83]. Oни принадлежат к уникально-

тов реакции производили с помощью внешнего

му классу комплексов, один из лигандов которых

магнита, извлекая таким образом более 95% ката-

принимает непосредственное участие в каталити-

лизатора. Катализатор сохраняет свою активность

ческом процессе на стадии переноса водорода, что

в 4 повторных опытах [58]. Аналогичная реакция

делает излишним использование дополнительного

анилина с алифатическими спиртами (метанолом

реагента - оснований, которые путем депротони-

и этанолом) протекает с умеренными выходами,

рования способствуют дегидрированию спиртов

58 и 60% (40°C, 3 ч).

с образованием альдегидов. Правда, в отсутствие

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

341

Схема 17.

C₆H₄CF₃-p

SiMe₃

C₆H₄CF₃-^p

SiMe₃

[Fe]-1 [76, 78]

[Fe]-2 [78]

[Fe]-3 [77, 80, 81]

C₆H₄OMe-p

OC COCO

[Fe]-4 [82, 83]

[Fe]-5 [82, 83]

[Fe]-6 [76]

Схема 18.

оснований приходится увеличивать расход ком-

к освобождению вакантного места в комплексе

плексов [Fe]-1-[Fe]-6 до 10 мол%. При более низ-

[Fe]-3. На следующей стадии происходит дегидри-

ких концентрациях [Fe]-1-[Fe]-6 для достижения

рование спирта 2 в альдегид 3, а акцептором одно-

высоких выходов целевых продуктов использу-

го атома водорода служит циклопентадиеноновый

ются основания, например CsOH [82], K₂CO₃ [83]

лиганд. Далее происходит конденсация альдегида

или Bu^tOK [57].

с амином с образованием имина 4. Процесс завер-

Комплексы Кнолкера толерантны по отноше-

шается гидрированием имина. Донором двух ато-

нию к большинству функциональных групп как в

мов водорода служит комплекс [Fe]-7 (схема 19).

молекулах замещенных анилинов, так и спиртов,

Для успешного N-алкилирования анилина и

что позволяет ввести в реакции больший ассор-

его производных метанолом (схема 20), который

тимент указанных субстратов. Так, в работе [81]

осуществлено N-алкилирование анилинов с помо-

дегидрируется с трудом в присутствии комплекса

щью спиртов, катализируемое комплексом железа

Кнолкера [Fe]-5 требуются особые условия: при-

[Fe]-3 (схема 18).

сутствие основания (CsOH) и водорода. Согласно

На схеме 19 приведен вероятный механизм ре-

расчетам DFT, молекулярный водород действует

акции. Стартовой стадией является атака комплек-

не только как восстановитель, но и как реагент для

са [Fe]-3 оксидом триметиламина, приводящая

смещения термодинамического равновесия [82].

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

342

БАЙГУЗИНА, ХУСНУТДИНОВ

Схема 19.

SiMe₃

Me₃NO

^-CO

R¹

R²

SiMe₃

[Fe]-3

[Fe]-3a

SiMe₃

R¹

R²

R³

R³NH₂

NHR³

SiMe₃

R¹

R²

R¹

R²

[Fe]-7

Схема 20.

NH₂

NHMe

2 мол% _[Fe]-5, 10 мол% CsOH

+ MeOH

110^oC, 16 ч

(94-99%); R = 4-I, 4-CN (87%).

R = H, 4-MeO, 4-Me, 4-Br, 3-Br, 2,5-(CF₃)2

Схема 21.

10 мол% _[Fe]-3

NH₂

40 мол% AgF

R¹

R²

R³

толуол,110^oC, 24 ч

26-97%

5 экв.

R¹ = H, 4-MeO, 2-MeO, 3-MeO, 4-Cl; R² = Me, Et; R₃ = Hexⁿ, Me, Prⁱ, PrⁱCH₂, Pentⁿ, Ph,

4- MeOC₆H₄; R²-R³ = (-CH₂-) (CyOH).

Cогласно авторам [77], фторид серебра оказы-

Высокую активность в N-алкилировании ани-

вает промотирующее действие по отношению к

лина и его производных вторичными спиртами

комплексу Кнолкера [Fe]-3. В присутствии систе-

проявил перхлорат железа, нанесенный на силика-

мы [Fe]-3-AgF удалось осуществить N-алкили-

гель Fe(ClO₄)₃/SiO₂ (схема 23) [59].

рование анилина и его производных вторичными

Согласно работе [85], бромид железа катали-

спиртами (схема 21).

зирует N-алкилирование анилина бензиловым

Присутствие оснований не требуется при ис-

спиртом в присутствии лиганда - DL-пироглюта-

пользовании в качестве катализатора N-алки-

миновой кислоты - в среде 1,2,4-триметилбензола

лирования гидридного комплекса железа [Fe]-8

(1,2,4-ТMB) L-4. Выход N-бензиланилина соста-

(схема 22) [84].

вил 85% (схема 24).

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

343

Схема 22.

Схема 23.

R²

R⁴

NH₂

R⁴

Fe(ClO4)3/SiO

R³

CHCl₃, ∆, 2.5-6 ч

R¹

85-92%

R¹ = H, Br, NO₂, Cl, CN, MeO; R²

= H, NO₂; R³

= Me, Ph; R₄ = Me, Ph, 4-ClC₆H₄.

Схема 24.

Схема 25.

CCl₄-MeOH (1:2)

PhNHMe + PhNMe₂

140°C, 4 ч

33%

37%

FeCl_3.6H₂O

PhNH₂

CCl₄-MeOH (1:4)

PhNMe₂

140°C, 8 (16) ч

NMe₂

92% (47%)

6% (45%)

В работе [86] синтез N-метил- и N,N-диметил-

Реакция проходит в отсутствие оснований и при

замещенных анилинов осуществлен взаимодей-

обязательном присутствии CCl₄, поэтому авторы

ствием анилина с метанолом в присутствии ката-

считают, что алкилирующим агентом в исследуе-

лизатора FeCl₃·6H₂O в среде CCl₄. Так, при 140°С

мой реакции выступает метилхлорид, образование

через 4 ч (соотношение CCl₄:MeOH = 1:2) продук-

которого можно представить схемой 26.

тами реакции являются N-метил-, N,N-диметила-

В случае 1,4-бутан- и 1,5-пентандиолов реакция

нилины, которые образуются в эквимолярном ко-

также не останавливается на стадии N-алкилиро-

личестве. Через 8 ч основным продуктом реакции

вания анилинов, а завершается образованием N-

становится N,N-диметиланилин (схема 25).

арилпирролидинов и N-арилпиперидинов [87, 88].

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

344

БАЙГУЗИНА, ХУСНУТДИНОВ

Схема 26.

[Fe]

MeOCl

HCHO

(1)

MeOH + CCl₄

–CHCl₃

-HCl

MeOH + HCl

MeCl + H₂O

(2)

Схема 27.

NHC₃H₅

BAr^F4

Co(acac)₂-P(CH₂CH₂PPh₂)3

PPrⁱ

[Co]-2 [91]

Cy₂P

Co PCy₂

CH₂SiMe

N PPri

PrⁱP

Co PPri2

[Co]-4 [89]

Cp*CoI2^{- PCy}3

[Co]-5 [93]

[Co]-3 [92]

[Co]-1 [90]

Схема 28.

Схема 29.

В серии работ [89-93] в качестве катализаторов

ствующих N-алкил- и N-бензиланилинов достига-

N-алкилирования анилина и его производных спир-

ют 90% (схема 28) [90].

тами использованы комплексы кобальта [Co]-1-

Комплекс [Cp*Co(PCy)₃I₂] [Co]-3 проявил вы-

[Co]-5, строение которых приведено на схеме 27.

сокую активность в N-алкилировании анилина и

Эффективным и селективным катализатором

его производных вторичными спиртами (схема 29)

N-алкилирования анилинов алифатическими и

[92]. Вероятный механизм реакции приведен на

бензиловыми спиртами является комплекс [Co]-1,

схеме 30. Согласно квантово-химическим расче-

в присутствии которого реакция проходит в мяг-

там, каталитически активным интермедиатом яв-

ких условиях (80°C, 20-24 ч), а выходы соответ-

ляется комплекс [Cp*CoI₂]. Указанный комплекс

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

345

Схема 30.

[Сp*Co(PCy3)I] ⁺I

Сp*Co(PCy3)I2

[Co]-3

[Сp*CoI2]2

-PCy₃

PCy₃

стадия 1

Сp*CoI

NHPh

PhNH₂+

[Co]-3.1

стадия 7

стадия 2

PhNH₃₊I

⁺I^-

PhNH₃

Cp*

стадия 5

NHPh

PhNH₂

-H₂O

[Co]-3.5

[Co]-3.2

-PCy₃

PCy₃

β-элиминирование

водорода

внедрение

−PCy₃

PCy₃

Cp*

стадия 6

стадия 3

Co I

Cp*

Cy₃P

[Co]-3.3

Cy₃P

−PCy₃

PCy₃

[Co]-3.7

стадия 4

Cp*

[Co]-3.6

Cy₃P

[Co]-3.4

легко генерируется путем диссоциации комплек-

стабилизируется с помощью PCy₃ (стадия 4), затем

са [Co]-3. Ключевой стадией процесса является

принимает участие в гидрировании имина (стадия

депротонирование спирта, причем депротони-

6), который образуется по реакции ацетофенона с

рующим агентом является не основание, а сам

анилином (стадия 5). Процесс завершается пере-

анилин (стадия 2). Одновременно образуется ал-

носом протона от PhNH₃₊I^-на комплекс [Co]-3.5

коксикомплекс кобальта [Co]-3.2, который путем

с образованием конечного продукта PhCH(Me)·

выделения ацетофенона (стадия 3), превращается

NHPh и регенерацией анилина (стадия 7). Необ-

в гидридный комплекс [Co]-3.3. Координацион-

ходимо отметить, что PCy₃ принимает участие в

но-ненасыщенный гидридный комплекс [Co]-3.3

стабилизации не только гидридного комплекса

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

346

БАЙГУЗИНА, ХУСНУТДИНОВ

Схема 31.

NH₂

2 мол% _[Co]-4

NHMe

R¹

+ R²CH₂OH

4 A MS, толуол,

R¹

∆, 48 ч

1.2 экв.

80-95%

R¹= H, 2-MeO, 4-Cl; R²

= Ph, 4-FC₆H₄, Prⁱ.

Схема 32.

PPri2

PPrⁱ

CH₂SiMe₃

N PPri

[Co]-5

[Co]-6

[Co]-7

[Co]-8

NHMe

NH₂

2 мол% [Co]-5, 1.3 экв. Bu^tOK

R¹

+ R²CH₂OH

R¹

толуол, 80оС, 16 ч

72-91%

R¹ = H, 4-Me, 4-MeO; R² = Ph, 4-ClC₆H₄, 4-Me₂NC₆H₄, Me₂CHCH₂CH₂, PhCH=CHCH₂.

[Co]-3.3, но и комплексов [Co]-3.2) и [Co]-3.5 (при

комплексов на основе марганца, которому мало

этом образуются комплексы [Co]-3.6 и [Co]-3.7,

характерны дегидрирующие и гидрирующие свой-

создавая условия для протекания реакции в целом.

ства. Для проведения N-алкилирования анилина

Для эффективного N-алкилирования как арома-

и его производных спиртами использованы че-

тических, так и алифатических аминов спиртами

тыре типа комплексов марганца [Mn]-1-[Mn]-4

был использован комплекс кобальта [Co]-4, содер-

c пинцерными лигандами различной структуры

жащий в координационной сфере пинцерный ли-

(схема 33) [94-99].

ганд PNP (схема 31) [89].

Указанные комплексы [Mn]-1-[Mn]-4 проявля-

Комплексы кобальта Со(II) [Co]-5-[Co]-8, ста-

ют активность в N-алкилировании анилинов спир-

билизированные лигандом - N,N′-бис(диизопро-

тами при обязательном присутствии оснований:

пилфосфино)-N,N′-диметил-1,3-диаминобензолом

Bu^tOK [94-99], KH [97], Bu^tONa [98], строение и

(РСР), оказались эффективными катализаторами

природа которых оказывает решающее влияние на

N-алкилирования анилинов спиртами. Наиболь-

состав продуктов реакции. В частности, при алки-

шую активность проявил комплекс [Co]-5 в при-

сутствии которого удалось вовлечь в реакцию

лировании анилина и его производных спиртами

N-алкилирования широкий круг замещенных ани-

в присутствии комплекса [Mn]-2 с добавлением

линов и большой ассортимент первичных спиртов

Bu^tOK основными продуктами реакции являют-

(схема 32) [93].

ся вторичные амины 6, а при замене Bu^tOK на

Неожиданной является высокая активность

Bu^tONa реакция останавливается на стадии обра-

в реакции N-алкилирования анилинов спиртами

зования иминов 7 (схема 34) [98].

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

347

Схема 33.

Br CO

PPri2

N Mn

ⁱP

Mn PPri2

PPrⁱ

Prⁱ

[Mn]-3 [99]

[Mn]-4 [94-96]

[Mn]-1 [94-96]

[Mn]-2 [98]

Схема 34.

Схема 35.

Исследуя механизм реакции, авторы [98] уста-

с имином - N-бензилиденанилином - в 40 раз бы-

новили, что стартовым калитически активным

стрее, чем комплекс с натрием [Mn]-7, чем можно

интермедиатом является гидридный комплекс

объяснить различие в поведении Bu^tOK и Bu^tONa

марганца [Mn]-5, который реагирует с Bu^tOK или

в исследованной реакции (схема 35).

Bu^tONa, образуя комплексы [Mn]-6 и [Mn]-7. Ока-

Уникально высокой активностью в N-алки-

залось, что калиевый комплекс [Mn]-6 реагирует

лировании анилинов алифатическими спиртами,

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

348

БАЙГУЗИНА, ХУСНУТДИНОВ

Схема 36.

Схема 37.

Схема 38.

NHCH₂R²

NH₂

10-20 мол% MnO

R¹

+ R²CH₂OH

R¹

10-20 мол% K₂CO₃, воздух, 135^oC, 24 ч

1 ммоль

1.2 ммоль

84-98%

R¹ = H, 4-Me, 3-Me, 4-EtO, 4-Cl, 3-Cl, 2-Cl; R² = Ph, 4-MeOC₆H₄, 4-MeC₆H₄.

бензиловым спиртом и его производными отлича-

зованы комплексы рутения [Ru]-1-[Ru]-13, актив-

ется комплекс марганца [Mn]-3 с карбеновым ли-

ность и селективность действия которых зависят

гандом, реакция в присутствии которого проходит

от валентного состояния рутения и природы ли-

при комнатной температуре (схема 36) [99].

гандного окружения (схема 39) [101-110]. Для

успешного протекания реакции необходимо при-

В относительно мягких условиях (80°С, 24 ч)

сутствие таких оснований, как Bu^tOK [101, 102,

проходит N-алкилирование анилина и его произ-

110, 111], Bu^tOLi [107], K₂CO₃[109], NaOMe [112],

водных спиртами под действием комплекса мар-

Na [113], которые, очевидно, принимают участие в

ганца [Mn]-4, содержащего в координационной

дегидрировании спиртов с образованием альдеги-

сфере тридентантный PNP-лиганд (схема 37) [94].

дов путем депротонирования.

N-Алкилирование анилина бензиловым спир-

Наиболее активным катализатором N-алки-

том и его производными в присутствии основания

лирования анилина, 4-хлоранилина и м-толуи-

K₂CO₃ катализирует диоксид марганца (схема 38).

дина алифатическими спиртами (EtOH, BuⁿOH,

Реакция проходит на воздухе, но ее препаративная

HexⁿOH) и ароматическими спиртами является

ценность невелика, так как MnO₂ и K₂CO₃ явля-

комплекс рутения [Ru(cod)Cl₂]_n [Ru]-1 в сочета-

ются твердыми веществами, что создает большие

нии с лигандом 1,3,5-триаза-7-фосфоадамантаном

сложности для масштабирования [100].

L-5. В присутствии указанной каталитической

В серии работ в качестве катализаторов N-ал-

системы реакция проходит при 55°С за 12-36 ч

килирования анилина и его производных исполь-

(схема 40) [114].

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

349

Схема 39.

Схема 40.

2.5 мол% [Ru(cod)Cl₂] [Ru]-1,

NHR²

NH₂

5 мол% L-5

+ R²OH

0.16 ммоль Bu^tOK,

толуол, 55^oC, 12-36 ч

R¹

77-97%

L-5

R¹ = H, 4-Cl, 3-Me; R² = Bn, 3-ClC₆H₄CH₂, 2-MeC₆H₄CH₂, PhCH₂CH₂CH₂,

4-ClC₆H₄CH₂CH₂, 4-MeOC₆H₄CH₂CH₂,Et, Bun, Hexn, фурфурил.

Большинство комплексов рутения способству-

этил-, N,N-дипропил- и N,N-дибутиланилина со-

ет N-алкилированию анилинов спиртами в интер-

ставил 74, 88 и 79%, соответственно [115].

вале температур 80-120°С при продолжительно-

Весьма активным и универсальным катализато-

сти реакции 12-36 ч. Несмотря на значительную

ром N-алкилирования анилина и его производных

продолжительность, N-алкилирование анилинов

спиртами является комплекс рутения [Ru]-12 с ли-

проходит с селективным образованием моноал-

гандом пинцерного типа (схема 41) [113]. Число

килпроизводных. Для получения диалкилпроиз-

оборотов (TON) указанного комплекса колеблет-

водных необходимы более жесткие условия. Так,

N-диалкилирование анилина этанолом, н-пропа-

ся в пределах 600-3100, что позволяет успешно

нолом, н-бутанолом в присутствии [RuCl₂(PPh₃)₃]

проводить реакцию при низкой концентрации

[Ru]-4 проходит при 180°С за 5 ч. Выход N,N-ди-

(0.02 мол%).

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

350

БАЙГУЗИНА, ХУСНУТДИНОВ

Схема 41.

Схема 42.

NH₂

NHR²

0.2 мол% [Ru]-13

R¹

+ R²OH

R¹

25 мол% Bu^tOK, диоксан, 110^oC, 16 ч

R² = Bn, R¹ = H (87%), 4-Me (58%), 3-Cl (78%), 4-MeO (79%), 4-Cl (85%), 4-Br (82%), 2,4-(MeO)₂(76%);

R¹ = H, R² = 4-MeOC₆H₄CH₂ (77%), 4-MeC₆H₄CH₂ (71%), 4-ClC₆H₄CH₂ (81%), 4-BrC₆H₄CH₂ (71%),

фурфурил (67%), 2-тиенил-CH₂ (66%), Buⁿ (51%), CH₂Cy (69%), 1-CH₂-нафтил (83%).

NH₂

NHMe

1 мол% [Ru]-13

+ MeOH

0.5 ммоль NaOMe, 110^oC, 24 ч

R = H (84%), 3-Cl (81%), 4-MeO (79%), 4-Br (74%).

Уникально высокой производительностью

исследовано на примере метанола. В частности,

(TON 42840) в N-алкилировании анилинов отлича-

комплексы [Ir]-5 [121], [Ir]-6 [122], [Ir]-7 [123],

ется другой комплекс рутения [Ru]-13 с NNN-пин-

[Ir]-11 [126], [Ir]-13 [128], способствуют селектив-

церным лигандом, который содержит в молекуле

ному образованию монометиланилинов с выходом

1,10-фенантролиновый и 2-гидроксипиридиновый

до 96%. При этом выходы продуктов зависят от

фрагменты (схема 42) [116]. Комплекс [Ru]-13

природы и расположения функциональных групп

устойчив к действию воздуха и влаги.

в анилинах.

Эффективными и достаточно универсальными

N-Монометилирование ароматических ани-

катализаторами N-алкилирования анилина и его

линов метанолом катализирует комплекс иридия

производных спиртами являются комплексы ири-

[Cp*IrCl₂]₂[Ir]-6 в присутствии NaOH (схема 44)

дия [Ir]-1-[Ir]-14, формулы которых приведены на

[122], [130].

схеме 43.

По предположению авторов работы [121], ком-

Необходимо отметить, что большинство ука-

плексы иридия [Ir]-5 способствуют протеканию

занных катализаторов проявляют активность в

трех типов превращений: дегидрирование мета-

N-алкилировании анилинов в присутствии ос-

нола с образованием формальдегида, конденсация

нований: NaOH, KOH, Bu^tOK, NaOMe, NaHCO₃,

CH₂O c анилином и гидрирование имина (схема 45).

K₂CO₃, K₃PO₄ и Cs₂CO₃.

Роль основания, который используется в стехио-

В ряде работ N-алкилирование анилинов спир-

метрическом количестве, заключается в депрото-

тами в присутствии Ir-содержащих катализаторов

нировании метанола.

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

351

Схема 43.

Схема 44.

Схема 45.

NHMe

NH₂

5 мол% [Ir]-5

+ MeOH

0.13 ммоль KOH,

120oC, 5 ч, MW

0.13 ммоль

71-96%

R = 4-MeO (95%), 4-Br (95%), 4-NO₂ (60%), 4-CF₃ (14%), 4-NH₂ (54%), 2-Me (29%), 2,6-Me₂ (1%).

Комплекс иридия [Ir]-9, полученный реакцией

который позволяет провести N-алкилирование

катализатора [Ir]-1 с P,N-лигандом Py₂NPPri2 L-6,

анилина и его

4-метил-,

4-метокси-,

4-хлор-,

оказался эффективным катализатором для селек-

4-бром-, 4-карбометокси- и 4-цианопроизводных

тивного N-алкилирования анилинов бензиловым

первичными и вторичными спиртами сложного

спиртом. Реакция проходит в мягких условиях

строения (схема 47)[119].

(70°С, 24 ч) давая соответствующие N-бензилани-

В работе [132] комплекс [Cp*IrCl₂]₂(5 мол%)

лины с выходом до 97% (схема 46) [117, 131].

[Ir]-6 с добавкой K₂CO₃ (5 мол%) использован для

Универсальным катализатором N-алкилирова-

N-алкилирования анилина бензиловым спиртом.

ния анилинов является комплекс иридия [IrCp*I₂]₂,

Выход бензиланилина (110°C, 17 ч) составил 88%.

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

352

БАЙГУЗИНА, ХУСНУТДИНОВ

Схема 46.

NH₂

NHBn

0.05-2 мол% [Ir(cod)Cl]₂[Ir ]-1, Py₂NPPrⁱ L-6

+ BnOH

1.1 экв. Bu^tOK, 0.2 мл диглим, 70^оС, 24 ч

<98%

R = H, 4-MeO, 4-Cl, 3,5-Me₂, 3,5-Cl₂, 2-Ph, 2-Cl.

Схема 47.

Схема 48.

0.2 мол% [Ir ]-12

PhNH₂ + ROH

PhNHR

автоклав

R = Bn (90%, 150^oC, 2.5 ч), Et (100%, 80^oC, 2 ч), Bu^t(0%, 150^oC, 2 ч).

Схема 49.

N-Алкилирование анилина и его производных

Весьма активным катализатором монометили-

первичными и вторичными спиртами катализиру-

рования функционально замещенных анилинов

ет также комплекс [Cp*IrCl₂]₂[Ir]-6 вприсутствии

является комплекс иридия с гетероциклическим

NaHCO₃ [133].

карбеновым лигандом (NHC-Ir) [Ir]-13. Приме-

чательно, что катализатор NHC-Ir имеет твердое

N-Алкилирование анилина спиртами проведе-

агрегатное состояние и он может быть легко извле-

но на многофункциональном гетерогенном ката-

чен и использован более 20 раз без потери актив-

лизаторе, представляющем собой металлооргани-

ности и селективности (схема 49) [128].

ческий каркас на основе Ir-Zr [Ir]-12. Указанный

катализатор эффективен для синтеза различных

В работе [126] для N-метилирования анили-

N-замещенных анилинов в воздухе в отсутствие

нов метанолом предложено использовать ком-

основания (схема 48). Катализатор извлекали и

плекс иридия [Ir]-11 с функциональным лигандом

использовали повторно без значительной потери

2,2′-дибензимидазолом, который наряду с ири-

активности [127].

дием принимает участие в переносе водорода от

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

353

Схема 50.

NH₂

NHMe

1 мол% [Ir]-11

+ MeOH

0.3-0.5 экв. Cs₂CO₃, 120^оС, 12 ч

82-91%

R = 2-F, 3-Cl, 4-Br, 4-CN, 4-CO₂Me, 3-MeO.

Схема 51.

Схема 52.

метанола на имин [Ir]-15 (схема 50). Обращает на

N-Моноалкилирование ароматических аминов

себя внимание и другая функция основания: оно

бензиловым спиртом катализирует иридийсодер-

реагирует с комплексом, освобождая координаци-

жащий комплекс [IrCl(cod)₂] [Ir]-1, активирован-

онное место у иридия (схема 51).

ный P,N-лигандом. Выход N-бензиланилина соста-

Селективное N-монометилирование анилина

вил 36% [136]. В работе [129] для N-алкилирования

метанолом катализирует иридиевый нанокатали-

анилина спиртами использовали комплекс иридия

затор Ir@YSMCNs (наночастицы иридия, инкапсу-

с карбеновым лигандом [Ir]-14. Высокие выхо-

лированные в мезопористые углеродные наносфе-

ды продуктов реакции наблюдались только для

ры) (схема 52) [134]. Катализатор стабилен и не

бензилового спирта. Для успешного протекания

теряет активности при многократном использовании.

реакции требуется 50 мол% основания NaHCO₃

Для метилирования анилинов метанолом ис-

(схема 54).

пользованы нанокластеры иридия размером 1-1.5

нм, стабилизированные диметилформамидом.

В работе [137] осуществлено алкилирование

ТОN для указанного катализатора составляет 310

N-метиланилина бензиловым спиртом в присут-

(схема 53) [135].

ствии 15 мол% AgOTf и 15 мол% [IrCl₂Cp*(NHC)]

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

354

БАЙГУЗИНА, ХУСНУТДИНОВ

Схема 53.

NHMe

NH₂

0.1 мол% Ir NCs

+ MeOH

0.5 ммоль Cs2CO3, 150оС, 24 ч

R = H (78%), 4-Me (80%), 4-Cl (87%).

Схема 54.

5 мол% [IrCl(cod)₂] [Ir]-1,

1 мол% [Ir]-14,

2 мол% PyN(Me)PPh₂ L-7

50 мол% NaHCO₃

PhNHBn

PhNH₂ + BnOH

PhNHBn

0.01-0.5 мол% Bu^tOK,

MS, толуол, 110^оС, 45 ч

36%

98%

толуол (1 мл), 110^oC, 24 ч

Схема 55.

PPri2

NH₂

NHR

0.1 мол% [Os]-2

+ ROH

200^oC, 30 ч

PrⁱP

[Os]-1: X = Cl; [Os]-2: X = H

R = Me (60%), Et (36%), Amⁱ (45%), Bn (37%).

Схема 56.

(110°С, 7 ч). В результате реакции с количествен-

условиях 130°С, 48 ч. Выход N-бензиланилина

ным выходом образуется N-бензилметиланилин.

составил 99%. Реакция проходит в присутствии

100 мол% Bu^tOK в среде диоксана [139, 140].

Известны единичные примеры использования

в N-алкилировании анилинов спиртами комплек-

Осуществлен синтез N-алкил- и N,N-диалки-

сов меди, палладия, самария, осмия и золота, ко-

ланилинов реакцией анилина и замещенных ани-

торые существенно отличаются по активности.

линов с первичными и вторичными спиртами под

Так, низкую активность в N-алкилировании ани-

действием СuCl₂·2Н₂О и CuBr₂ в присутствии

линов спиртами проявили комплексы осмия [Os]-

промотора - CCl₄ (схема 56) [141]. По мнению

1 и [Os]-2. Реакция проходит в жестких условиях

авторов работы обнаружение хлороворода (кото-

(200°C, 30 ч). Несмотря на это, выходы N-алкил-

рый образуется путем гидролиза CCl₄) меркуро-

(бензил)анилинов не превышают 60% (схема 55)

метрическим титрованием в реакционной массе

[138].

дает основания предположить, что HCl реагирует

Ацетат меди(II) (1 мол%) способствует N-ал-

с солями меди, давая комплексы типа Густавсона

килированию анилина бензиловым спиртом в

[CuBr₂·HCl] и [СuCl₂·HCl], которые являются от-

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

355

Схема 57.

NH₂

0.5 мол% Pd(OAc)₂,

NHCH₂R²

100 мол% CsOH

R¹

+ 2CH₂OH

R¹

толуол, 150^oC, 12 ч

23-98%

R¹ = H, R² = Ph, 4-MeOC₆H₄, 4-ClC₆H₄, 4-IC₆H₄, 3,4-(OCH₂O)C₆H₄, 2-фурил, (CH₂)₅Me, Cy;

R² = Ph, R¹ = 4-MeO, 2-MeO, 4-Cl.

Схема 58.

NH₂

NHBn

1 мол% PdCl₂, 1 мол%

L-8

+ BnOH

20 мол% LiOH,

PBu^t

3 экв.

100^оС, 24 ч

Xantphos(Bu^t)

L-8

Xantphos(Bu^t) = 4,5-бис(ди- трет-бутилфосфино)-9,9-диметилксантен.

Схема 59.

ветственными за N-алкилирование анилина мета-

составил 46000. Катализатор можно использовать

нолом с образованием N,N-диметиланилина.

повторно до 4 раз без заметного изменения харак-

В работе [142] N-алкилирование анилина и его

теристик [143].

производных спиртами различного строения осу-

В работах [144, 145] сообщается об успешном

ществлено под действием ацетата палладия(II)

использовании комплексов рения для проведе-

(схема 57).

ния N-алкилирования анилинов спиртами. Так,

Высокую эффективность в N-алкилировании

селективное моно-N-метилирование анилинов с

анилина бензиловым спиртом показал комплекс

помощью метанола катализирует комплекс рения

PdCl₂-[Xantphos(Bu^t)] (L-8), нанесенный на сили-

[Re]-1, содержащий в координационной сфере

кагель (схема 58). При N-алкилировании аминов

тридентатный дифосфиноамино-лиганд, в присут-

для первого цикла TON для указанного комплекса

ствии основания. Под действием комплекса [Re]-1

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

356

БАЙГУЗИНА, ХУСНУТДИНОВ

Схема 60.

Схема 61.

NH₂

NHR²

3 мол% SmI₂

R¹

+ R²OH

R¹

1 экв. Bu^tOK, толуол, MW, 140^oC, 1 ч

1.5 экв.

68-83%

R¹ = H, 2,5-Me₂, 4-F, 4-MeO, 4-Br; R² = Bn, 4-MeC₆H₄CH₂, 4-MeOC₆H₄CH₂, 2,4-Cl₂C₆H₃CH₂.

Схема 62.

NH₂

PhPAuCl/AgOTf (10%)

NHBn

+ BnOH

Bu^tOCl, 1,4-диоксан, 100^оС, 48 ч

72-90%

R = 4-Me, 2-Me, 4-MeO, 4-CF₃O, 3-Cl, 4-Cl, Br.

в реакцию легко вступает большой круг замещен-

Образование N-алкиланилинов наблюдали в

ных анилинов при низких концентрациях ката-

реакции анилина с алифатическими спиртами в

лизатора (до 0.5 мол%) и основания (Cs₂CO₃, до

среде CCl₄ под действием никельсодержащего ка-

5 мол%) (схема 59) [145].

тализатора Ni(OAc)₂·4H₂О-Et₃N (схема 63) [148].

Согласно авторам [144], N-алкилирование аро-

4. N-МЕТИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

матических аминов бензиловым спиртом и его

ДИМЕТИЛКАРБОНАТОМ

производными катализирует гидридный комплекс

рения [Re]-2 (схема 60).

В последнее время необходимость создания

Иодид самария SmI₂ (3 мол%) успешно исполь-

экологически малоопасных химических техноло-

зован для N-алкилирования анилинов бензиловым

гий вызывает большой интерес к диметилкарбона-

спиртом и его производными в условиях микро-

ту, как безопасному и «зеленому» метилирующе-

волнового облучения (схема 61) [146].

му агенту [8, 9, 149-151].

Высокая селективность (100°C, 48 ч) в реакции

Одна из проблем, которая ограничивает при-

N-бензилирования анилина и его производных c

менение диалкилкарбонатов и, в частности, ди-

помощью BnOH характерна Au/Ag-содержащей

метилкарбонат в качестве алкилирующих агентов

каталитической системе PhAuCl/AgOTf (схема 62)

заключается в том, что их использование должно

[147].

сочетаться с активными катализаторами, посколь-

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

357

Схема 63.

Ni(OAc)₂·4H₂O-Et₃N

+ CCl₄ + RCH₂CH₂OH

135-145^oC, 8 ч

NH₂

конверсия 40-60%

26-29%

14-24%

R = H, Me, Et.

Схема 64.

ку реакционная способность органических карбо-

В работах [150, 155-157] в качестве катализа-

натов при умеренных температурах значительно

тора N-алкилирования анилинов с помощью диме-

ниже, чем у алкилгалогенидов или диметилсуль-

тилкарбоната использованы цеолиты X и Y. При

фата.

этом селективность моно-N-метилирования соста-

вил 92-98% при конверсии анилина до 93%. Реак-

Еще одна проблема, связанная с использовани-

ции проводили как в проточном реакторе, так и в

ем диметилкарбоната, состоит в том, что реакции с

периодических условиях [схема 64, (1)].

его участием могут проходить в двух направлени-

ях: метилирование и карбоксиметилирование, что

Коммерчески доступный фожазит NaY ка-

является причиной низкой селективности реакции

тализирует N-алкилирование первичных аро-

по N-метилпроизводным [152, 153]. Поэтому для

матических аминов (п-XC₆H₄NH₂, X = H, Cl,

проведения реакции диметилкарбоната и других

NO₂) симметричными и асимметричными ди-

органических карбонатов с анилинами в направ-

алкилкарбонатами [R¹OCOOR², R¹ = Me, R²=

лении N-алкилирования необходимы селективные

MeO(CH₂)₂O(CH₂)₂; R¹ = R²= Et; R¹ = R²= бензил;

катализаторы [154].

R¹ = R² = аллил; R¹ = Et, R² = MeO(CH₂)₂O(CH₂)₂]

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

358

БАЙГУЗИНА, ХУСНУТДИНОВ

Схема 65.

NH₂

NHMe

NMe₂

cat (10 мас%)

+ MeOCO₂Me

150^oC, 1 ч

cat = 0.94 HY-БС (выход а/б 88/5%), NaY-БС (0/76%), 0.72 KNaX-БС (2/90%).

NH₂

NHMe

FeHYmmm (5 мас%)

+ MeOCO₂Me

120^oC, 3 ч

R = H (99%), 4-Me (99%), 3-Me (92%), 2-Me (78%), 2-Cl (99%), 4-Cl (99%), 4-Br (99%), 4-NO₂ (99%).

с высокой селективностью (90-97%) по моно-N-

Мезопористые алюмосиликаты МСМ-41, со-

алкиланилинам [схема 64, (2, 3)], благодаря ком-

держащие кислотные центры Льюиса (Zn²⁺, Sn⁴⁺,

бинированному молекулярно-ситовому эффекту и

Ti⁴⁺ и Zr⁴⁺), введенные ионным обменом были ис-

кислотно-основным свойствам цеолита [151].

пытаны для метилирования 2,4-диаминотолуола

Согласно [158, 159] в присутствии фожазита

диметилкарбонатом [163]. Реакция проходит с се-

NaY диметилкарбонат ведет себя как хемоселек-

лективным образованием N-монометилпроизвод-

тивный N-метилирующий агент по отношению

ного. Указанные катализаторы более активны, чем

к функционализированным анилинам, таким как

цеолит NaY. Считается, что повышенная эффек-

аминофенолы, аминобензиловые спирты, амино-

тивность указанных катализаторов обусловлена

бензойные кислоты и аминобензамиды. Реакция

сильными кислотными свойствами ионов метал-

протекает с исключительным образованием N-ме-

лов по сравнению с Na⁺ [163-165].

тиланилинов с селективностью до 99% при отсут-

Cелективному N-монометилированию анилина

ствии побочных процессов O-метилирования или

с помощью диметилкарбоната способствуют каль-

N-/O-метоксикарбонилирования. Диметилкарбо-

цинированные гидротальциты Mg-Al (Mg/Al = 3)

нат, который обычно способствует метилирова-

[166].

нию только при температуре >120°C, активируется

N-Метилирование анилина диметилкарбонатом

цеолитным катализатором NaY при 90°C. Реакции

в сверхкритическом CO₂ в присутствии γ-Al₂O₃

с участием аминобензойных кислот проходят при

проходит ступенчато с образованием N-метилани-

более высокой температуре (≥130°C) [схема 64,

лина, а затем N,N-диметиланилина с количествен-

(4)] [160].

ным выходом. Реакцию проводят путем пропу-

Активными катализаторами N-метилирования

скания смеси анилина с диметилкарбонатом (1:1)

анилина с помощью диметилкарбоната являются

через слой γ-Al₂O₃ со скоростью 0.2 мл/мин, а CO₂ -

цеолиты без связующего HY-БС, NaY-БС и KNaY-

со скоростью 1.0 мл/мин, при давлении в системе

БС. Так, реакция анилина с диметилкарбонатом

100 бар [167, 168].

(1:4) при 150°С в течение 1 ч в присутствии кис-

лотного катализатора 0.94HY-БС приводит к обра-

В работе [169] осуществлено N-метилирова-

зованию N-метиланилина и N,N-диметиланилина

ние анилинов диметилкарбонатом в присутствии

с выходами 88 и 5% соответственно [161]. В ра-

ZrOCl₂·8H₂O. Диметилкарбонат, который реаги-

боте [162] осуществлено селективное метилиро-

рует с анилинами при повышенной температуре

вание анилина и его производных диметилкарбо-

>120°С), в присутствии оксихлорида циркония

натом под действием железосодержащего микро-,

метилирует анилины при 90°С в аэробных усло-

макро- и мезопористого цеолита FeHY-mmm с по-

виях. Селективность по N-монометиланилину со-

лучением N-монометиланилинов (схема 65).

ставила 50-100% при конверсии анилина 40-85%.

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

359

Схема 66.

0.2 мол% Ru(acac)₂, 3 мол% L-9,

NH₂

NHMe

NMe₂

5 мол% добавка

+ MeOCO₂Me

ТГФ (2 мл), H₂(6 МПа),150^оС, 18 ч

0.05 ммоль

1-6 экв.

3-48%

9-95%

добавка = CH₃CO₂H,CF₃CO₂H, MeSO₃H, р-TsOH, HOTf, HNTf₂, LiNTf₂, LiCl; растворитель = диоксан,

ТГФ, Pent^tOH, Buⁿ²O; L-9 = 1,1,1-три(дифенилфосфинометил)этан (Triphos).

Схема 67.

Каталитическая активность ZrOCl₂·8H₂O остается

(150°С, 18 ч) и приводит к образованию N-ме-

неизменной по меньшей мере после восьми по-

тил- и N,N-диметиланилинов с выходом до 95%

вторных опытов.

(схема 66).

Согласно работе [165], селективными и актив-

Комплекс железа [Fe]-9, содержащий в коор-

ными катализаторами в N-метилировании арома-

динационной сфере N-гетероциклический карбе-

тических аминов диметилкарбонатом являются

новый лиганд - IMes = 1,3-бис-(2,4,6-триметили-

соли алюминия с терефталевой, железа и меди c

фенил)имидазол-2-илиден (L-10) способствует

1,3,5-бензолтрикарбоновой кислотами. При этом

N-метилированию диметилкарбонатом вторичных

основным направлением реакции является N-ме-

аминов в присутствии донора водорода PhSiH₃

тилирование, которое превалирует над карбамои-

(схема 67) [170] .

лированием.

В работах [171, 172] приведен вероятный меха-

Активно катализируют N-метилирование ани-

низм реакции N-метилирования анилина с помо-

линов с помощью диметилкарбоната металлорга-

щью диметилкарбоната (схема 68).

нические каркасные образования (MOF), представ-

Диметилкарбонат успешно использован для

ляющие собой твердые материалы с бесконечно

N-алкилирования N-метиланилинов под действи-

протяженными кристаллическими структурами,

ем комплекса платины [Pt]-1 (схема 69) [173].

сформированными путем сшивания органических

лигандов и ионов металлов или кластеров через

5. ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЕ

координационные связи [165].

N-МЕТИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

С ПОМОЩЬЮ ФОРМАЛЬДЕГИДА

В литературе имеется несколько примеров ис-

пользования металлокаркасных катализаторов для

В литературе описаны способы получения

метилирования анилина и его производных ди-

N-алкилиланилинов восстановительным N-алки-

метилкарбонатом [170, 171]. Так, в работе [171]

лированием анилина и его производных альдеги-

осуществлено метилирование анилина диметил-

дами, в частности, формальдегидом. Так, в работе

карбонатом, катализируемое комплексом рутения

[174] осуществлено восстановительное N-мети-

в атмосфере водорода в качестве восстановителя.

лирование аминов формальдегидом и гидридом

Реакция проходит при повышенной температуре

кальция в качестве донора водорода (60 мол%) в

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

360

БАЙГУЗИНА, ХУСНУТДИНОВ

Схема 68.

cat

PhNH₂

O O

H₂

O O

+ PhNH₂

MeOH

-H₂O

H₂

-H₂O

H⁺, H₂

+ PhNH₂

H O

-PhNH₂

-MeOH

H⁺, H₂

+ PhNH₂

PhNH₂

MeOH

Схема 69.

присутствии Pd/C (2 мол.) в толуоле. При 60°С за

В аналогичных условиях в присутствии [Ru]-3

16 ч конверсия анилина составила 84%, а соотно-

легко алкилируются N-метиланилины (схема 70).

шение N-монометиланилина к N,N-диметилани-

Известен пример N-алкилирования анили-

лину - 85:15. Однако использование дорогосто-

нов с альдегидами в присутствии Pd/C с участи-

ящего CaH₂ в качестве восстановителя, который

ем формиата аммония как источника водорода. В

нерастворим в анилине, значительно снижает при-

частности, реакция анилина с формальдегидом и

влекательность этого метода для практического

HCO₂NH₄ приводит к N-метиланилину с выходом

применения.

45% (схема 71) [176].

Комплекс [RuCl₂(p-cymene)]₂ [Ru]-3 в сочета-

N-Монометилирование анилинов параформаль-

нии с Ph₂SiH₂ очень эффективен для восстанови-

дегидом и молекулярным водородом (0.5 МПа) ка-

тельного N-алкилирования анилина альдегидами с

тализирует CuAlOx [177]. Выход N-метиланилина

получением вторичных аминов с хорошим выхо-

дом. Реакция проходит в мягких условиях (20°С,

составил 89% (120°С, 9 ч). Аналогичная реакция

4 ч) с высокой хемоселективностью. Катализатор

анилина и м-аминофенола с параформальдегидом

[Ru]-3 толерантен к широкому спектру функцио-

в присутствии никеля Ренея (6 мас%) в токе водо-

нальных групп в молекулах обоих субстратов, та-

рода (1.7 МПа) проходит в более жестких услови-

ких как Me, Ph, NO₂, CO₂Me, F, Cl, Br, OMe [175].

ях (180°С, 8 ч) [178]. Выход N,N-диметиланилина

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

361

Схема 70.

NH₂

2 мол% [RuCl₂(p-cymene)]₂ [Ru]-3,

NHCH₂R²

1.5 экв. Ph₂SiH₂

R¹

R²

CH₂Cl₂, MS 4A, 20^oC, 4 ч

1.1 экв.

70-86%

R¹ = H, 4-Me, 4-Br, 2-F; R² = 4-NO₂C₆H₄, Ph, 4-MeC₆H₄, Bu^t, 4-MeO₂CC₆H₄.

Схема 71.

NH₂

0.1 экв. Pd/C, 10 экв. HCO₂NH

NHCH₂R²

R¹

+ R²CHO

PrⁱOH/H2O (10:1), 10-60 мин

45-100%

R1 = H, 2-Me, 3-Me, 4-Me, 2-MeO, 3-MeO, 4-MeO, 4-F, 4-CF3, 4-CO2H, 4-CO2Et, 4-OH;

R² = H, Me, Et, Prⁿ, Prⁱ, Bu^t, CH₂CHMe₂, Pentⁿ, c-Pent, Cy, CH₂CH₂Ph, Ph, 4-MeC₆H₄, 4-MeOC₆H₄, Buⁿ.

Схема 72.

NH₂

NHR²

(1) EtOH, 100^oC, 24 ч

R¹

+ R²CHO

R¹

(2) 2 мол% [Mn]-8, 5 мол% Bu^tOK,

Ph₂

H₂ (5 МПа), 50-100oC, 18-48 ч

72-98%

[Mn]-8

R¹ = Ph, 4-MeOC₆H₄,4-MeC₆H₄, 4-IC₆H₄; R² = Bn, 2-MeC₆H₄CH₂, 4-MeOC₆H₄CH₂, 3-FC₆H₄CH₂.

и N,N-диметил-3-гидроксианилина составил 65 и

анилинов с помощью кетонов сложного строения

21% соответственно.

и водорода с образованием оптически активных

В работе [179] осуществлено N-алкилирование

аминов (схема 73) [181].

замещенных анилинов с помощью альдегидов и

6. N-МЕТИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

молекулярного водорода в присутствии пириди-

С ПОМОЩЬЮ CO₂ И ВОДОРОДА

нилфосфинового комплекса марганца в качестве

катализатора (схема 72). Очевидно, что начальной

Разработка новых синтетических подходов,

стадией процесса является конденсация анилинов

направленных на утилизацию диоксида углерода,

с альдегидами с образованием иминов, которые

является одной из важнейших задач химиков-син-

восстанавливаются водородом до амина.

тетиков. В последние годы активно проводятся

Согласно работе

[180], реакция анилина с

работы по восстановительному N-метилированию

бензальдегидом и донором водорода - 2,6-диме-

аминов, в частности анилина и его производных,

тил-3,5-дикарбоэтоксидигидропиридином - в при-

с помощью диоксида углерода и молекулярного

сутствии Ph₃PAuCl-AgOTf приводит к образова-

водорода (или его доноров) в присутствии гетеро-

нию N-бензиланилина с выходом 95%.

генных и металлокомплексных катализаторов на

Комплекс иридия [Ir]-17 в присутствии хираль-

основе Pd, Ru, Rh, Cu, Re и Au [10, 11, 22, 182-

ной фосфорной кислоты 5 катализирует восста-

186]. Так, кластер Pd/CuZrO_x катализирует N-ме-

новительное N-алкилирование широкого спектра

тилирование анилина с помощью СО₂ (1 МПа) и

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

362

БАЙГУЗИНА, ХУСНУТДИНОВ

Схема 73.

NH₂

1 мол% [Ir]-17

R²

R¹

H₂ (0.5 МПа), толуол, MS 4A, 35^oC, 12-24 ч

R¹

R¹ = H, R² = 4-MeOC₆H₄ (92%, ee 91%), Pentⁿ (83%, ee 92%), ñ-Pr (91%, ee 92%);

R¹ = Cl, R² = Ph (86%, ee 87%).

SO₂Ar

Cp*

[Ir]-17

Ar¹

Ar = 2,3,4,5,6-(Me)₅C₆

Ar = 2,4,6-(Prⁱ)₃C₆H₂

Схема 74.

CO₂+ H₂

PdGa/TiO₂

HCOO^-

H₂

Схема 75.

NH₂

NMe₂

2 мол% Re/TiO

+ CO₂+ H₂

200 ^oC, 24-36 ч

1 MPa

5 MPa

78-98%

R = H, 4-Me, 4-MeO, 3-Me.

молекулярного водорода (2.5 МПа) в среде октана

В работе [190] осуществлен синтез N-мономе-

при 150°С в течение 30 ч. Выход монометиланили-

тиланилина (21%) и N,N-диметиланилина (65%)

на составил 75% [187].

под действием Au/Al₂O₃(0.5 мол%)с использова-

нием CO₂ (2 МПа) в качестве прекурсора метиль-

Эффективным катализатором для прямого мети-

лирования N-метиланилина с помощью CO₂/H₂ до

ной группы и молекулярного водорода (6 МПа).

N,N-диметиланилина является PdGa/TiO₂(схема 74).

Реакция проходит в среде гексана при 140°С за 7 ч.

Конверсия анилина в его присутствии в условиях

Эффективными катализаторами N-метили-

180°C, 5 МПа H₂, 5 МПа CO₂, 10 ч составила 98%,

рования анилинов с помощью CO₂/H₂ являются

селективность по N,N-диметиланилину - 94% [188].

комплексы рутения Ru(acac)₃ [Ru]-14 - triphos L-9

Металлический рений, нанесенный на TiO₂,

[184] и [Ru(triphos)(tmm)] [Ru]-15 (схема 76) [185].

катализирует N-метилирование анилинов с помо-

Так, в работе [184] осуществлено N-метилирова-

щью CO₂ и H₂ в жестких условиях за продолжи-

ние анилинов помощью CO₂и H₂ в присутствии

тельное время (схема 75) [189].

каталитической системы Ru(acac)₃-triphos L-9 и

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

363

Схема 76.

1 мол% [Ru(acac)₃] [Ru]-14,

NH₂

2 мол% triphos L-9, 1.5 мол% MSA

NHMe

+ CO₂

+ H₂

TГФ, 140 ^oC, 5 ч

2 МПа

6 МПа

-H₂O

R = H (35%), 4-MeO (90%), 4-Me (69%), 4-F (39%), 4-Cl (15%), 4-Br (13%).

PPh₂

2.5 мол% [Ru]-15,

Ph₂P

NH₂

NMe₂

5 мол% HNTf

+ CO₂+ H₂

ТГФ, 150 ^oC, 10-24 ч

Ph₂

2 МПа

6 МПа

84-94%

[Ru(triphos)(tmm)]

R = H, 4-Cl, 3-CF

3-4-Me, 4-F, 2,4,6-Me3.

[Ru]-15

Схема 77.

2 мол% [RuCl2(dmso)4] [Ru]-16,

NR²Me

4 мол% BuPAd₂ L-12, PhSiH₃ (4 экв. к анилину)

R¹

+ CO₂

R¹

толуол, 100^oC, 10-36 ч

0.5 ммоль

3 МПа

71-97%

R¹ = H, 4-Cl, 2-CF₃, 4-CN, 2,6-Pri2; R²= Bn, Me, Ph, Allyl.

Схема 78.

кислотных добавок или LiCl. Реакция проходит в

Восстановительное метилирование анили-

достаточно жестких условиях: 140°C, 5 ч при дав-

нов и метиланилинов с помощью СO₂ в условиях

лении водорода 6 МПа и СО₂ - 2 МПа. Комплекс

(100°С, 10 ч) удалось осуществить в присутствии

Ru-содержащих металлокомплексных катализато-

рутения [Ru(triphos)(tmm)] [Ru]-15 в аналогичных

условиях способствует двойному N-метилирова-

ров [Ru]-16 с использованием в качестве донора

ние анилинов и его производных [185].

водорода фенилсилана (схема 77) [183].

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

364

БАЙГУЗИНА, ХУСНУТДИНОВ

Схема 79.

NHMe

2 мол% RuCl₂(dmso)₄ [Ru]-16, 4 мол% BuPAd₂L-12,

NMe₂

4 экв. PhSiH₃ (к амину)

CO₂

толуол, 100^oC

NH₂

NMe₂

0.05 ммоль

63%

Схема 80.

Восстановительное N-метилирование первич-

тоформиатом, ацетонитрилом, а также переами-

ных, вторичных, ароматических и алифатических

нированием. Разработан метод N-метилирования

аминов с помощью CO₂и фенилсилана катализи-

анилинов с использованием муравьиной кислоты

руют также комплексы Rh(I) [Rh]-2, имеющие в

и водорода в присутствии рутениевых(II) катали-

составе карбеновый лиганд (NHC) на основе пи-

заторов [Ru]-17 (схема 80) [192].

римидина. Реакция проходит неоднозначно из-за

В работе предложен вероятный механизм реак-

образования наряду с метилпроизводными фор-

ции, согласно которому образование группы NCH₃

милпроизводных 9, 10 [191]. При увеличении кон-

происходит в несколько стадий, включающих ка-

центрации PhSiH₃ до 8 экв. удается повысить се-

тализируемое комплексом родия [Ru]-17 разложе-

лективность реакции по монометилпроизводным

ние HCOOH с образованием CO₂ и H₂, формили-

7 для анилина, 2,4,6-триметиланилина и 4-меток-

рование и перенос водорода (схема 81).

сианилина до 99%, за счет снижения доли N-фор-

Известен метод N-алкилирования анилина и его

миланилинов 9 и 10 до 0% (схема 78).

производных карбоновыми кислотами. В частно-

Каталитическая система RuCl₂(dmso)₄[Ru]-16-

сти, N-алкилирование анилинов с использованием

BuPAd₂L-12 способствует исчерпывающему ме-

RCOOH и фенилсилана в качестве восстановите-

тилированию N-метил-о-фенилендиамина с помо-

ля катализирует карбонильный комплекс железа

щью диоксида углерода и гидрирующего агента -

Fe₂(CO)₉(схема 82) [193].

фенилсилана (схема 79) [183].

На схеме 83 приведен возможный механизм

7. НЕОБЫЧНЫЕ РЕАКЦИИ

реакции, согласно которому образование N-ал-

N-АЛКИЛИРОВАНИЯ АНИЛИНОВ

килпроизводных происходит по двум маршру-

В литературе известны методы получения

там. Первый маршрут начинается с амидирования

N-алкиланилинов алкилированием анилина ор-

кислоты. Процесс завершается восстановлением

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

365

Схема 81.

HCO₂H

CO₂ + H₂

PhNHMe

H₂O

HCO₂ or H₂

CO₂ + H₂O

CH₃

N H

HCO₂H

Схема 82.

NMe₂

NH₂

5 мол% Fe₂(CO)₉

+ HCO₂H

3 ммоль PhSiH₃,

100^oC, 12 ч, толуол

0.5 ммоль

1.5 ммоль

R = H (70%), 4-F (28%), 4-Cl (57%), 4-Br (50%), 4-Me (53%).

NHR²

NR²Me

5 мол% Fe₂(CO)

R¹

HCO₂H

R¹

1.5 ммоль PhSiH

100^oC, 1 ч, толуол

0.5 ммоль

0.75 ммоль

R² = Me, R¹ = H (92%), 4-Me (89%), 4-MeO (90%), 4-F (88%), 4-Cl (94%), 2-MeO₂C (8.4%);

R¹ = H, R² = Et (81%), Prⁱ (61%), Bn (66%), Allyl (83%), CH₂CH₂OH (64%).

Схема 83.

R¹NH₂ + RCOOH

маршрут II

маршрут I

+H₂O

PhSiH

−H₂O

PhH₂SiO

OSiH2Ph

R¹HN R

R¹NH₂ +

R H

амид

+H₂O

PhSiH

восстановление

-H₂O

R¹HN R

R¹N R

восстановление

основание Шиффа

амида с помощью PhSiH₃. Второй маршрут пред-

Шиффа. Можно предположить, что основная роль

усматривает восстановление кислоты до альдеги-

Fe₂(CO)₉ заключается в катализе стадий восста-

да, который реагирует с амином, давая основание

новления амида, кислоты и основания Шиффа.

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

366

БАЙГУЗИНА, ХУСНУТДИНОВ

Схема 84.

NHR²

NR²Me

5 мол% Cu(OAc)₂, 3 экв. PhSiH₃

R¹

HCO₂H

R¹

80^oC, 8 ч, Bu

1.5 экв.

R² = Me, R¹ = 4-MeO (92%), 4-Cl (87%), 4-NO₂ (0%); R¹ = H, R² = Bn (86%), CH₂CH₂OH (81%).

Схема 85.

NHR²

NMe₂

[Pt(CH₂=CHSiMe₂)₂O]

[Pt]-1/dppp (1:1)

R¹

+ HCO₂H

R¹

PhSiH₃, 20°C, 18 ч, Bun2

R² = H, R¹ = H, 4-F, 4-Cl, 4-Br, 4-SMe, 3-Cl, 2-Cl, 2,5-Me₂,2,5-Pri2, 2-Ph (86-99%); R² = Me,

R¹ = 4-MeO, 3-MeO, 4-CO₂Me, 2-CF₃(71-94%). dppp = 1,3-бис(дифенилфосфино)пропан.

Схема 86.

NH₂

NMe₂

0.3 мол% Pt/C, 5 экв. PhSiH₃

+ HCO₂H

толуол, 80^oC, 15 ч

0.3 ммоль

3 экв.

R = 4-Cl (96%), 2,4,6-Me₃ (36%), 2-SMe (96%), 4-MeO (95%).

0.1 мол% Pt/C, 2.5 экв PhSiH₃

R²

+ HCO₂H

R¹

толуол, 80^oC, 15 ч

0.3 ммоль

2 экв.

R¹= H, R² = Et (76%), Prⁱ (64%), Ph (72%), CH₂CH₂OH (86%), CH₂CH₂CN (55%); R² = Me, R¹ = 4-Me

(80%), 3-Me (69%), 3-Cl (93%), 4-CO₂Et (91%), 4-NO₂(61%), 4-Br (79%), 4-MeO (74%).

Восстановительное метилирование вторичных

В работе [197] N-метиланилин был получен

аминов с помощью муравьиной кислоты и фенил-

двухстадийным методом: на первой стадии анилин

силана катализирует ацетат меди(II) (схема 84)

реагирует с триэтилортоформиатом под действием

[194].

мезопористого цеолита MCM-41-SO₃H с образова-

Разработан метод N-метилирования анилинов

нием промежуточного этил-N-фенилформимидата

под действием платиновых катализаторов [Pt]-1 с

8, который на второй стадии восстанавливается с

использованием муравьиной кислоты и силанов в

помощью NaBH₃(OAc) (схема 87).

качестве восстановителя (схема 85). Реакция про-

В работе [198] осуществлено селективное мо-

ходит в мягких условиях (20-60°C, 18 ч) [195].

но-N-алкилирование анилина и его производных

Высокодисперсная металлическая платина, на-

с помощью диалкилфосфитов под действием со-

несенная на активированный уголь, катализиру-

единений меди, железа, цинка и индия (схема 88).

ет N-метилирование анилина, его производных и

Селективность реакции по моно-N-алкиланилину

N-алкиланилинов муравьиной кислотой в присут-

в значительной степени повышается при заме-

ствии восстановителя PhSiH₃(схема 86) [196].

не обычного нагрева на микроволновое излуче-

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

367

Схема 87.

OEt

MCM-41-SO₃H

NaBH₃(OAc)

Ar NH₂

+ HC(OEt)₃

Ar N CH

Ar NHMe

3 ч

ТГФ, 3 ч

93%

Схема 88.

NHR

NH₂

5 мол% cat

)₂

+ HPO(OR²

MW, 120^oC, 20-30 мин

R¹

1:0.6

R¹ = Me, R² = Et, cat = CuCl₂ (17%), FeCl₃ (5%), InCl₃ (50% + 10% диалкиламна), ZnCl₂ (20%),

Cu(OTf)2 (59%), In(OTf)3 (87%), Zn(OTf)2 (44% + 20% диалкиламина); cat = In(OTf)3,

R¹ = H, Me, MeO, Cl, Br, I, CN, NO₂, R² = Me, Et, Prn (61-91%)

Схема 89.

In(OTf)₃

PhNHR

H P O

O P

HO P

In(OTf)₃

PhNH₂

Схема 90.

ние. На схеме 89 приведен возможный механизм

Аналогичную реакцию с участием 2-пропил-,

реакции.

2-бутил- и 1-гексиламинов с анилином и его про-

Еще один метод синтеза N-алкил- и N,N-диал-

изводными катализирует палладий на угле. Ката-

лизатор может быть повторно использован не ме-

киланилинов основан на реакции переаминирова-

нее трех раз (схема 91) [200].

ния. Так, в работе [199] осуществлено катализи-

руемое комплексом кобальта [Co]-4 селективное

Каталитическая система, состоящая из четы-

N-алкилирование анилина и его производных

рехъядерного комплекса Ru-H [Ru]-18 с катехи-

первичными и вторичными аминами с получе-

новым лигандом L-12, катализирует реакцию

нием большого количества вторичных аминов

н-гексиламина и 3,4,6-триметоксибензиламина с

(схема 90).

4-хлор- и 4-метоксианилинами (схема 92) [201].

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

368

БАЙГУЗИНА, ХУСНУТДИНОВ

Схема 91.

8 мол% Pd/C (10 мас%)

ArNH₂ + RNH

ArNHR

MW (170^oC, <21 атм.), 1.5 ч, ТГФ

2 экв.

Ar = Ph, R = Hexⁿ (92%), Prⁱ (72%), PhCH₂CH₂ (36%); Ar = 2,4-Me₂C₆H₃, R = 2-Bu (86%);

Ar = 4-MeOC₆H₄, R = Cy (79%); R = Buⁿ, Ar = 2-MeOC₆H₄ (79%), 2-OH (67%), 4-CO₂Me (34%).

Схема 92.

Схема 93.

1.5 мол% Pd/C

R¹C₆H₄NH₂ + NR²³

R¹C₆H₄NHR²

MW, 175^oC, 1.5 ч, толуол

2 ммоль

3 ммоль

R¹ = H, R² = Prⁿ (92%), Buⁿ (93%), Hexⁿ (95%), Bn (41%); R¹ = 4-Me, R² = Pr (94%),

Oct (96%); R² = Pr, R¹ = 3-CF₃ (57%), 2-F (31%), 4-F (40%), 2-Bu^t (66%), 3-Me (91%),

2-Me (92%); R² = Hex, R¹ = 2-Me (94%), 2-MeO (95%).

Схема 94.

10% Pd/C, H₂

PhNH₂

+ MeCN

PhNHEt

+ PhNEt₂

MeOH (1 мл), 24 ч

89-92%

2-11%

В работе [202] осуществлен синтез N-алкила-

и 0-11% соответственно (схема 94). Недостатком

нилинов взаимодействием анилинов с третичными

данного метода является значительная продолжи-

аминами под действием гетерогенного Рd-содер-

тельность реакции и использование дорогостоя-

жащего катализатора (схема 93). Реакция проходит

щих катализаторов Pd/C и Rh/C.

в среде толуола при микроволновом нагревании

N-Алкиланилины можно получить взаимодей-

(175°С, 1.5 ч).

ствием арилгалогенидов с метиламином в присут-

Авторами работы [203] разработан метод полу-

ствии медного порошка (5 мол%) при 100°С за 12-

чения N-этиланилина с использованием ацетони-

48 ч. Выход N-алкиланилинов составил 56-99%

трила (алкилирующий агент) и водорода. Реакцию

(схема 95) [204]. Синтезировать дифениламин из

катализируют Pd/C и Rh/C (20°С). Выходы N-э-

анилина и бромбензола в аналогичных условиях

тиланилина и диэтиланилина составили 89-100

авторам не удалось.

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

369

Схема 95.

5 мол% [Cu]

ArX + RNH₂

ArNHR

H₂O, 100^oC, 12-48 ч

56-99%

X = Cl, Br, I; Ar = Ph, 4-ClC₆H₄, 3-ClC6H4, 2-ClC6H4, 4-BrC6H4, 4-HO2CC6H4,

2-HO₂CC₆H₄, 4-NO₂C₆H₄, 3-NO₂C₆H₄, 2-NO₂C₆H₄, 4-MeC₆H₄, 2-MeOC₆H₄,

4-CNC₆H₄, 4-AcC₆H₄; R = H, Me, Et, Buⁿ, Cy.

8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ного атома переходного металла и его лигандного

окружения, удается легко управлять селективно-

Из представленных в обзоре данных следует, что

стью реакции N-алкилирования анилинов. Дру-

методы синтеза N-алкилзамещенных анилинов,

гими преимуществами металлокомплексных ка-

основанные на реакциях N-алкилирования анили-

тализаторов являются возможность проведения

нов арилгалогенидами, спиртами, диметилкарбо-

реакции в мягких условиях и высокая производи-

натом, альдегидами и СО₂/Н имеют много общего,

тельность. В частности, число оборотов (TON) для

в том числе и общие достоинства и недостатки.

рутенийсодержащих катализаторов N-алкилирова-

Серьезным недостатком метода N-алкилирования

ния анилина и его производных спиртами достига-

анилина и его производных алкилгалогенидами

ет 42840.

под действием цеолитов, а также комплексов Ni,

Rh и Cu является образование побочных продук-

Исследования N-алкилирования анилинов

тов: HCl, HBr, HI и необходимость их утилизации.

спиртами будут развиваться по пути повышения

Диметилкарбонат как N-метилирующий агент по

селективности и производительности металло-

отношению к анилинам из-за дороговизны и необ-

комплексных катализаторов за счет использования

ходимости проведения реакции при температуре

новых типов лигандов, комплексов и нанесенных

выше его точки кипения пока нашел ограничен-

форм катализаторов. Лучшими носителями для

ное применение. N-Метилирование анилинов с

них могут быть цеолиты различных марок, спо-

помощью формальдегида и донора водорода или

собные повлиять на селективность реакции из-за

CO₂/H₂ требует специального оборудования, что

молекулярно-ситового эффекта. Нанесенные фор-

также ограничивает их практическое применение

мы металлокомплексных катализаторов перспек-

как в лабораторных условиях, так и в промышлен-

тивны для использования в реакторах проточного

ности.

типа.

Наибольший интерес в препаративном и про-

ФОНДОВАЯ ПОДДЕРЖКА

мышленном плане из-за образования побочного

Работа выполнена в рамках государственного

продукта - воды - представляет метод синтеза

задания Министерства науки и высшего образова-

N-алкил-, N,N-диалкиланилинов с использова-

ния РФ (рег. № АААА-А19-119022290009-3).

нием спиртов в качестве алкилирующих агентов.

Поэтому неудивительно, что в последние годы до-

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

стигнуты большие успехи в N-алкилировании ани-

Авторы заявляют об отсутствии конфликта ин-

линов и его производных спиртами под действием

тересов.

металлокомплексных катализаторов на основе со-

единений и комплексов Cu, Ti, Fe, Ni, Co, Mn, Au,

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Ru, Ir, Pd и Os. Комплексы указанных переходных

1. Gessner T., Mayer U. Triarylmethane and Diaryl-

металлов толерантны по отношению к основным

methane Dyes. In: Ullmann’s Encyclopedia of

функциональным группам в молекулах анилинов,

Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH, 2000.

так и спиртов, что позволяет вовлечь в реакцию

P. 425. doi 10.1002/14356007.a27_179

субстраты самого сложного строения, в том числе

2. van der Vlugt J.I. // Chem. Soc. Rev. 2010. Vol. 39.

и вторичные спирты. Изменяя природу централь-

N 6. P. 2302. doi 10.1039/b925794m

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

370

БАЙГУЗИНА, ХУСНУТДИНОВ

Guillaume D. // J. Nat. Prod. 2005. Vol. 68. N 11.

25.

Kleeman A., Engels J., Kutscher B., Reichert D. // Org.

P. 1715. doi 10.1021/np0582630

Proc. Res. Dev. 2002. Vol. 6. N 5. P. 739. doi 10.1021/

Bähn S., Imm S., Neubert L., Zhang M., Neumann H.,

op0200423

Beller M. // Chem. Cat. Chem. 2011. Vol. 3. P. 1853. doi

26.

March J. // Appl. Organomet. Chem. 1993. Vol. 7.

10.1002/cctc.201100255.

P. 293. doi 10.1002/aoc.590070411

27.

Onaka M., Ishikawa K., Izumi Y. // Chem. Lett. 1982.

Reed-Berendt B.G., Polidano K., Morrill L.C. // Org.

Vol. 11. № 11. P. 1783. doi 10.1246/cl.1982.1783

Biomol. Chem. 2019. Vol. 17. N 7. P. 1595. doi 10.1039/

28.

Onaka M., Umezono A., Kawai M., Izumi Y. // J.

c8ob01895b

Chem. Soc. Chem. Commun. 1985. N 17. P. 1202. doi.

Salvatore R.N., Yoon C.H., Jung K.W. // Tetrahedron.

org/10.1039/c39850001202.

2001. Vol. 57. P. 7785. doi 10.1016/S0040-

29.

Onaka M., Ishikawa K., Izumi Y. // J. Incl. Phenom.

4020(01)00722-0

1984. Vol. 2. N 1-2. P. 359. doi 10.1007/BF00663276

Natte K., Neumann H., Beller M., Jagadeesh R.V. //

30.

Onaka M., Izumi Y. // J. Synth. Org. Chem.

Angew. Chem. Int. Ed. 2017. Vol. 56. N 23. P. 6384. doi

Japan. 1989. Vol. 47. N 3. P. 233. doi 10.5059/

10.1002/anie.201612520

yukigoseikyokaishi.47.233

Tundo P., Selva M. // Acc. Chem. Res. 2002. Vol. 35.

31.

Hayat S., Atta-ur-Rahman, Choudhary M.I., Khan K.M.,

N 9. P. 706. doi 10.1021/ar010076f

Schumann W., Bayer E. // Tetrahedron. 2001. Vol. 57.

Selva M., Perosa A. // Green Chem. 2008. Vol. 10. N 4.

N 50. P. 9951. doi 10.1016/S0040-4020(01)00989-9

P. 457. doi 10.1039/b713985c

32.

Gawande M.B., Deshpande S.S., Satam J.R., Jaya-

10.

Tlili A., Frogneux X., Blondiaux E., Cantat T. // Angew.

ram R.V. // Catal. Commun. 2007. Vol. 8. N 3. P. 576.

Chem. Int. Ed. 2014. Vol. 53. N 10. P. 2543. doi

doi 10.1016/j.catcom.2006.08.011

10.1002/anie.201310337

33.

Shetty M.R., Kshirsagar S.W., Lanka S.V., Samant S.D. //

11.

Klankermayer J., Wesselbaum S., Beydoun K., Leit-

Green Chem. Lett. Rev. 2012. Vol. 5. N 3. P. 291. doi

ner W. // Angew. Chem. Int. Ed. 2016. Vol. 55. N 26.

10.1080/17518253.2011.624127

P. 7296. doi 10.1002/anie.201507458

34.

Chen, Yang L.-M. // J. Org. Chem. 2007. Vol. 72. N 16.

12.

Naota T., Takaya H.// Chem. Rev. 1998. Vol. 98. N 7.

P. 6324. doi 10.1021/jo0709448

P. 2599. doi 10.1021/cr9403695

35.

Kim M., Chang S. // Org. Lett. 2010. Vol. 12. N 7.

13.

Suzuki T. // Chem. Rev. 2011. Vol. 111. N 3. P. 1825. doi

P. 1640. doi 10.1021/ol100437j

10.1021/cr100378r

36.

Chakraborti G, Paladhi S., Mandal T., Dash J. // J. Org.

14.

Fujita K., Yamaguchi R. // Synlett. 2005. N 4. P. 560. doi

Chem. 2018. Vol. 83. N 14. P. 7347. doi 10.1021/acs.

10.1055/s-2005-862381

joc.7b03020

15.

Hamid M.H.S.A., Slatford P.A., Williams J.M.J. // Adv.

37.

Narayanan S., Deshpande K. // Appl. Catal. (A).

2000. Vol. 199. N 1. P. 1. doi 10.1016/S0926-

Synth. Catal. 2007. Vol. 349. N 10. P. 1555. doi 10.1002/

860X(99)00540-2

adsc.200600638

38.

Иванова И.И., Помахина Е.Б., Ребров А.И., Ванг В.,

16.

Haynes A. // Angew. Chem. Int. Ed. 2009. Vol. 48. N 33.

Хунгер М., Вейткамп Е. // Кинетика и катализ.

P. 5993. doi 10.1002/anie.200903039

2003. Т. 44. № 5. С. 764; Ivanova I.I., Pomakhina E.B.,

17.

Fujita, K., Yamaguchi R. Iridium Complexes in Organic

Rebrov A.I., Wang W., Hunger M., Weitkamp J. //

Synthesis. Weinheim: Wiley-VCH, 2008. P. 396.

Kinet. Catal. 2003. Vol. 44. N 5. P. 701. doi

18.

Nixon T.D., Whittlesey M.K., Williams J.M.J. // Dalton

10.1023/A:1026158525990

Trans. 2009. N 5. P. 753. doi 10.1039/B813383B

39.

Стыценко В.Д., Тао До Хыу, Винокуров В.А. // Ки-

19.

Dobereiner G.E., Crabtree R.H. // Chem. Rev. 2010.

нетика и катализ. 2005. Т. 46. № 3. С. 402; Stytsenko

Vol. 110. N 2. P. 681. doi 10.1021/cr900202j

V.D., Do Huu T., Vinokurov V.A. // Kinet. Catal. 2005.

20.

Guillena G., Ramón D.J., Yus M. // Chem. Rev. 2010.

Vol. 46, N 3. P. 376. doi 10.1007/s10975-005-0088-6

Vol. 110. N 3. P. 1611. doi 10.1021/cr9002159

40.

Luque R., Campelo J.M., Luna D., Marinas J.M.,

21.

Yang Q., Wang Q., Yu Z. // Chem. Soc. Rev. 2015.

Romero A.A. // J. Mol. Catal. (A). 2007. Vol. 269. N

Vol. 44. N 8. P. 2305. doi 10.1039/C4CS00496E

1-2. P. 190. doi 10.1016/j.molcata.2007.01.023

22.

Li Y., Cui X., Dong K., Junge K., Beller M. // ACS Catal.

41.

Su J., Li X., Chen Y., Cui Y.,. Xu J, Qian C., Chen X. //

2017. Vol. 7. N 2. P. 1077. doi 10.1021/acscatal.6b02715

RSC Adv. 2016. Vol. 6. N 60. P. 55643. doi 10.1039/

23.

Chen Y. // Chem. Eur. J. 2019. Vol. 25. N 14. P. 3405.

c6ra07998a

doi 10.1002/chem.201803642

42.

Garces L.J., MakwanaV.D., Hincapie B., Sacco A., Suib

24.

Spargo P. // Org. Proc. Res. Dev. 2003. Vol. 7. N 6.

S.L. // J. Catal. 2003. Vol. 217. N 1. P. 107. doi 10.1016/

P. 1084. doi 10.1021/op0341364

S0021-9517(03)00048-4

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

371

43.

Valot F., Fache F., Jacquot R., Spagnol M., Lemaire M. //

Vol.

469. N

2014. P.

373. doi

10.1016/j.

Tetrahedron Lett. 1999. Vol. 40. N 19. P. 3689. doi

apcata.2013.09.044

10.1016/S0040-4039(99)00588-2

62.

Cui X., Zhang Y., Shi F., Deng Y. // Chem. Eur. J. 2011.

44.

Minakata S., Morino Y., Oderaotoshi Y., Komatsu M. //

Vol. 17. N 3. P. 1021. doi 10.1002/chem.201001915

Org. Lett. 2006. Vol. 8. N 15. P. 3335. doi 10.1021/

63.

Shimizu K., Nishimura M., Satsuma A. // ChemCatChem.

ol061182q

2009. Vol. 1. N 4. P. 497. doi 10.1002/cctc.200900209

45.

Maclean D., Hale R., Chen M. // Org. Lett. 2001. Vol. 3.

64.

Sarno M., Iuliano M., Ponticorvo E. // Mater.

N 19. P. 2977. doi 10.1021/ol0163124

Today Proc. 2020. Vol. 20. P. 16. doi 10.1016/j.

46.

Алкилирование. Исследования и промышленное

matpr.2019.08.151

оформление процесса / Под ред. Л.Ф. Голдсби., А.П.

65.

Ishida, T., Kawakita, N., Akita, T., Haruta M. // Gold

Олбрайта. М.: Химия, 1982. 366 c.

Bull. 2009. Vol. 42. N 4. P. 267.

47.

Jamil M.A.R., Touchy A.S., Rashed M.N., Ting K.W.,

66.

Stíbal D., Sá J., Bokhoven J.A. van. // Catal. Sci.

Technol. 2013. Vol. 3. N 1. P. 94. doi 10.1039/

Siddiki S.M.A.H., Toyao T., Maeno Z., Shimizu K. //

C2CY20511D

J. Catal. 2019. Vol. 371. P. 47. doi 10.1016/j.

67.

He L., Lou X.B., Ni J., Liu Y.M., Cao Y., He H.Y.,

jcat.2019.01.027

Fan K.N. // Chem. Eur. J. 2010. Vol. 16. N 47. P. 13965.

48.

Liu X., Hermange P., Ruiz J., Astruc D. / /

doi 10.1002/chem.201001848

ChemCatChem. 2016. Vol. 8. N 6. P. 1043. doi 10.1002/

68.

Zhu H., Dong X., Shi L., Sun Q. // J. Nat. Gas Chem.

cctc.201501346

2010. Vol. 19. N 1. P. 67. doi 10.1016/S1003-

49.

Zhang L., Zhang Y., Deng Y., Shi F. // RSC Adv. 2015.

9953(09)60036-0

Vol. 5. N 19. P. 14514. doi 10.1039/C4RA13848A

69.

Белов В.В., Марков В.И., Сова С.Б., Герасименко В.A.,

50.

Shiraishi Y., Fujiwara K., Sugano Y., Ichikawa S.,

Томских Т.A., Янова К. // Вопросы хим. и хим. тех-

Hirai T. // ACS Catal. 2013. Vol. 3. N 3. P. 312. doi

нол. 2008. № 3. С. 28.

10.1021/cs300756f

70.

Zhang L., Zhang Y., Deng Y., Shi F. // Catal. Sci. Technol.

51.

Furukawa S., Suzuki R., Komatsu T. // ACS Catal. 2016.

2015. Vol. 5. N 6. P. 3226. doi 10.1039/C5CY00316D

Vol. 6. N 9. P. 5946. doi 10.1021/acscatal.6b01677

71.

Vijayaraj M., Gopinath C.S. // Appl. Catal. (A). 2007.

52.

Kwon M.S., Kim S., Park S., Bosco W., Chidrala R.K.,

Vol. 320. P. 64. doi 10.1016/j.apcata.2006.12.016

Park J. // J. Org. Chem. 2009. Vol. 74. N 7. P. 2877. doi

72.

Likhar P.R., Arundhathi R., Kantam M.L., Prathima P.S. //

10.1021/jo8026609

Eur. J. Org. Chem. 2009. Vol. 2009. N 31. P. 5383. doi

53.

Zhang Y., Qi X., Cui X., Shi F., Deng Y. // Tetrahedron

10.1002/ejoc.200900628

Lett. 2011. Vol. 52. N 12. P. 1334. doi 10.1016/j.

73.

Бухтиярова М.В., Нуждин А.Л., Кардаш Т.Ю.,

tetlet.2011.01.059

Бухтияров А.В., Герасимов Е.Ю., Романенко А.В.

54.

Shimizu K.I., Imaiida N., Kon K., Hakim Siddiki S.M.A.,

// Кинетика и катализ. 2019. Т. 60. № 3. С. 364;

Satsuma A. // ACS Catal. 2013. Vol. 3. N 5. P. 998. doi

Bukhtiyarova M.V., Nuzhdin A.L., Kardash T.Y.,

10.1021/cs4001267

Bukhtiyarov A.V., Gerasimov E.Y., Romanenko A.V. //

55.

Cui X., Dai X., Deng Y., Shi F. // Chem. Eur. J. 2013.

Kinet. Catal. 2019. Vol. 60. N 3. P. 343. doi 10.1134/

Vol. 19, N 11. P. 3665. doi 10.1002/chem.201203417

S0023158419030030

56.

Попов Ю.В., Мохов В.М., Танкабекян Н.А. // ЖОХ.

74.

Jiang L., Guo F., Wang Y., Jiang J., Duan Y., Hou Z. //

2014. Т. 84. № 5. С. 733; Popov Y. V., Mokhov V.M.,

Asian J. Org. Chem. 2019. Vol. 8. N 11. P. 2046. doi

Tankabekyan N.A. // Russ. J. Gen. Chem. 2014. Vol. 84.

10.1002/ajoc.201900509

N 5. P. 826. doi 10.1134/S1070363214050065

75.

Goyal V., Gahtori J., Narani A., Gupta P., Bordoloi A.,

57.

Martínez R., Ramón D.J., Yus M. // Org. Biomol. Chem.

Natte K. // J. Org. Chem. 2019. Vol. 84. N 23. P. 15389.

2009. Vol. 7. N 10. P. 2176. doi 10.1039/b901929d

doi 10.1021/acs.joc.9b02141

58.

Rafiee E., Joshaghani M., Abadi P.G.S. // Res. Chem.

76.

Rawlings A.J., Diorazio L.J., Wills M. // Org. Lett. 2015.

Intermed. 2018. Vol. 44. N 4. P. 2503. doi 10.1007/

Vol.17. P.1086. doi 10.1021/ol503587n

s11164-017-3243-6

77.

Pan H.J., Ng T.W., Zhao Y.// Chem. Commun. 2015.

59.

Ghanimati M., Abdoli Senejani M., Isfahani T.M.,

Vol. 51. P.11907. doi 10.1039/c5cc03399c

Bodaghifard M.A. // Appl. Organomet. Chem. 2018.

78.

Brown T.J., Cumbes M., Diorazio L.J., Clarkson G.J.,

Vol. 32. N 12. P. e4591. doi 10.1002/aoc.4591

Wills M. // J. Org. Chem. 2017. Vol. 82. P.10489. doi

60.

Liu H., Chuah G.K., Jaenicke S. // J. Catal. 2012.

10.1021/acs.joc.7b01990

Vol. 292. P. 130. doi 10.1016/j.jcat.2012.05.007

79.

Plank T.N., Drake J.L., Kim D.K., Funk T.W. // Adv.

61.

Geukens I., Vermoortele F., Meledina M., Turner S.,

Synth. Catal. 2012. Vol. 354. N 4. P. 597. doi 10.1002/

Van Tendeloo G., De Vos D.E. // Appl. Catal. (A). 2014.

adsc.201100896

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

372

БАЙГУЗИНА, ХУСНУТДИНОВ

80.

Yan T., Feringa B.L., Barta K. // ACS Catal. 2016. Vol. 6.

ACS Catal. 2018. Vol. 8. N 9. P. 8525. doi 10.1021/

N 1. P. 381. doi 10.1021/acscatal.5b02160

acscatal.8b02530

81.

Yan T., Feringa B.L., Barta K. // Nat. Commun. 2014.

99.

Huang M., Li Y., Li Y., Liu J., Shu S., Liu Y., Ke Z. //

Vol. 5. N 1. P. 5602. doi 10.1038/ncomms6602

Chem. Commun. 2019. Vol. 55. N 44. P. 6213. doi

82.

Lator A., Gaillard S., Poater A., Renaud J.L. // Org.

10.1039/c9cc02989c

Lett. 2018. Vol. 20. N 19. P. 5985. doi 10.1021/acs.

100.

Yu X., Liu C., Jiang L., Xu Q. // Org. Lett. 2011. Vol.

orglett.8b02080

83.

Polidano K., Allen B.D.W., Williams J.M.J., Morrill L.C. //

13. N 23. P. 6184. doi 10.1021/ol202582c

ACS Catal. 2018. Vol. 8. N 7. P. 6440. doi 10.1021/

101.

Enyong A.B., Moasser B. // J. Org. Chem. 2014. Vol.

acscatal.8b02158

79. N 16. P. 7553. doi 10.1021/jo501273t

84.

Mastalir M., Glatz M., Gorgas N., Stöger B., Pittenauer E.,

102.

Hamid M.H.S.A., Williams J.M.J. // Chem. Commun.

Allmaier G., Veiros L.F., Kirchner K. // Chem. Eur.

2007. N 7. P. 725. doi 10.1039/b616859k

J. 2016. Vol. 22. N 35. P. 12316. doi 10.1002/

103.

Marichev K.O., Takacs J.M. // ACS Catal. 2016. Vol.

chem.201603148

6. N 4. P. 2205. doi 10.1021/acscatal.6b00175

85.

Zhao Y., Foo S.W., Saito S. // Angew. Chem. Int.

104.

Huh K.-T., Tsuji Y., Kobayashi M., Okuda F., Wata-

Ed. 2011. Vol. 50. N 13. P. 3006. doi 10.1002/

anie.201006660

nabe Y. // Chem. Lett. 1988. Vol. 17. N 3. P. 449. doi

86.

Хуснутдинов Р.И., Байгузина А.Р., Аминов Р.И. //

10.1246/cl.1988.449

ЖОрХ. 2013. Т. 49. № 10. С. 1469; Khusnutdinov R.I.,

105.

Del Zotto A., Baratta W., Sandri M., Verardo G.,

Bayguzina A.R., Aminov R.I. // Russ. J. Org.

Rigo P. // Eur. J. Inorg. Chem. 2004. Vol. 2004. N 3.

Chem. 2013. Vol. 49. N 10. P. 1447. doi 10.1134/

P. 524. doi 10.1002/ejic.200300518

S1070428013100072

106.

Kaloğlu M., Gürbüz N., Sémeril D., Özdemir İ. // Eur.

87.

Khusnutdinov R.I., Bayguzina A.R., Asylbaeva R.S.,

J. Inorg. Chem. 2018. Vol. 2018. N 10. P. 1236. doi

Aminov R.I., Dzhemilev U.M. // Arkivoc. 2014.

Vol. 2014, N 5. doi 10.3998/ark.5550190.p008.743

10.1002/ejic.201701479

88.

Пат. 2547046 (2015). РФ // С. А. 2015. Vol. 162.

107.

Dang T.T., Ramalingam B., Seayad A.M. // ACS

P. 527401.

Catal. 2015. Vol. 5. N 7. P. 4082. doi 10.1021/acs-

89.

Zhang G., Yin Z., Zheng S. // Org. Lett. 2016. Vol. 18.

catal.5b00606

N 2. P. 300. doi 10.1021/acs.orglett.5b03461

108.

Roy B.C., Debnath S., Chakrabarti K., Paul B., Maji M.,

90.

Rösler S., Ertl M., Irrgang T., Kempe R. // Angew.

Kundu S. // Org. Chem. Front. 2018. Vol. 5. N 6.

Chem. Int. Ed. 2015. Vol. 54. N 50. P. 15046. doi

P. 1008. doi 10.1039/c7qo01061c

10.1002/anie.201507955

109.

Naskar S., Bhattacharjee M. // Tetrahedron Lett. 2007.

91.

Liu Z., Yang Z., Yu X., Zhang H., Yu B., Zhao Y., Liu Z. //

Adv. Synth. Catal. 2017. Vol. 359. N 24. P. 4278. doi

Vol. 48. N 19. P. 3367. doi 10.1016/j.tetlet.2007.03.075

10.1002/adsc.201701044

110.

Ogata O., Nara H., Fujiwhara M., Matsumura K.,

92.

Emayavaramban B., Chakraborty P., Manoury E., Poli R.,

Kayaki Y. // Org. Lett. 2018. Vol. 20. N 13. P. 3866.

Sundararaju B. // Org. Chem. Front. 2019. Vol. 6. N 6.

doi 10.1021/acs.orglett.8b01449

P. 852. doi 10.1039/c8qo01389f

111.

Choi G., Hong S.H. // Angew. Chem. Int. Ed. 2018.

93.

Mastalir M., Tomsu G., Pittenauer E., Allmaier G.,

Vol. 57. N 21. P. 6166. doi 10.1002/anie.201801524

Kirchner K. // Org. Lett. 2016. Vol. 18. N 14. P. 3462.

112.

Paul B., Shee S., Chakrabarti K., Kundu S. // Chem-

doi 10.1021/acs.orglett.6b01647

94.

Elangovan S., Neumann J., Sortais J.B., Junge K.,

SusChem. 2017. Vol. 10. N 11. P. 2370. doi 10.1002/

Darcel C., Beller M. // Nat. Commun. 2016. Vol. 7.

cssc.201700503

P. 1. doi 10.1038/ncomms12641

113.

Das K., Nandi P.G., Islam K., Srivastava H.K., Kumar

95.

Bruneau-Voisine A., Wang D., Dorcet V., Roisnel T.,

A. // Eur. J. Org. Chem. 2019. Vol. 2019. N 40. P. 6855.

Darcel C., Sortais J.-B. // J. Catal. 2017. Vol. 347. P. 57.

doi 10.1002/ejoc.201901310

doi 10.1016/j.jcat.2017.01.004

114.

Jumde V.R., Gonsalvi L., Guerriero A., Peruzzini M.,

96.

Neumann J., Elangovan S., Spannenberg A., Junge K.,

Taddei M. // Eur. J. Org. Chem. 2015. Vol. 2015. N 8.

Beller M. // Chem. Eur. J. 2017. Vol. 23. N 23. P. 5410.

P. 1829. doi 10.1002/ejoc.201403636

doi 10.1002/chem.201605218

97.

Homberg L., Roller A., Hultzsch K.C. // Org. Lett. 2019.

115.

Watanabe Y., Tsuji Y., Ohsugi Y. // Tetrahedron Lett.

Vol. 21. N 9. P. 3142. doi 10.1021/acs.orglett.9b00832

1981. Vol. 22. N 28. P. 2667. doi 10.1016/S0040-

98. Fertig R., Irrgang T., Freitag F., Zander J., Kempe R. //

4039(01)92965-X

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

373

116.

Maji M., Chakrabarti K., Paul B., Roy B.C., Kundu S. //

133.

Fujita K., Enoki Y., Yamaguchi R. // Tetrahedron. 2008.

Adv. Synth. Catal. 2018. Vol. 360. N 4. P. 722. doi

Vol. 64. N 8. P. 1943. doi 10.1016/j.tet.2007.11.083

10.1002/adsc.201701117

134.

Fu A., Liu Q., Jiang M., Xu G. // Asian J. Org. Chem.

117.

Blank B., Michlik S., Kempe R. // Chem. Eur. J. 2009.

2019. Vol. 8. N 4. P. 487. doi 10.1002/ajoc.201900140

Vol. 15. N 15. P. 3790. doi 10.1002/chem.200802318

135.

Oikawa K., Itoh S., Yano H., Kawasaki H., Obora Y. //

118.

Ruch S., Irrgang T., Kempe R. // Chem. Eur. J. 2014.

Chem. Commun. 2017. Vol. 53. N 6. P. 1080. doi

Vol. 20. N 41. P. 13279. doi 10.1002/chem.201402952

10.1039/C6CC09279A

119.

Kawahara R., Fujita K., Yamaguchi R. // Adv. Synth.

136.

Blank B., Madalska M., Kempe R. // Adv. Synth.

Catal. 2011. Vol. 353. N 7. P. 1161. doi 10.1002/ad-

Catal. 2008. Vol. 350. N 5. P. 749. doi 10.1002/ad-

sc.201000962

sc.200700596

120.

Wetzel A., Wöckel S., Schelwies M., Brinks M.K., Rom-

137.

Prades A., Corberán R., Poyatos M., Peris E. // Chem.

inger F., Hofmann P., Limbach M. // Org. Lett. 2013.

Eur. J. 2008. Vol. 14. N 36. P. 11474. doi 10.1002/

Vol. 15. N 2. P. 266. doi 10.1021/ol303075h

chem.200801580

121.

Campos J., Sharninghausen L.S., Manas M.G., Crab-

138.

Bertoli M., Choualeb A., Lough A.J., Moore B.,

tree R.H. // Inorg. Chem. 2015. Vol. 54. N 11. P. 5079.

Spasyuk D., Gusev D.G. // Organometallics. 2011.

doi 10.1021/ic502521c

Vol. 30. N 13. P. 3479. doi 10.1021/om200437n

122.

Li F., Xie J., Shan H., Sun C., Chen L. // RSC Adv.

139.

Martínez-Asencio A., Ramón D.J., Yus M. // Tetra-

2012. Vol. 2. N 23. P. 8645. doi 10.1039/c2ra21487c

hedron. 2011. Vol. 67. N 17. P. 3140. doi 10.1016/j.

123.

Toyooka G., Tuji A., Fujita K. // Synthesis. 2018. Vol.

tet.2011.02.075

50. N 23. P. 4617. doi 10.1055/s-0037-1610252

140.

Seyed, P. M., Behzad, S. H., Mansour S. // ChemX-

124.

Jiménez M.V., Fernández-Tornos J., González-

press. 2017. Vol. 10. N 2. P. 125.

Lainez M., Sánchez-Page B., Modrego F.J., Oro L.A.,

141.

Байгузина А.Р., Мусина Ч.Ф., Хуснутдинов Р.И. //

Pérez-Torrente J.J. // Catal. Sci. Technol. 2018. Vol. 8.

ЖОрХ. 2018. Т. 54. № 11. С. 1642; Bayguzina

N 9. P. 2381. doi 10.1039/c7cy02488f

A.R., Musina C.F., Khusnutdinov R.I. // Russ. J. Org.

125.

Deng D., Hu B., Yang M., Chen D. // Organometal-

Chem. 2018. Vol. 54. N 11.P. 1652. doi 10.1134/

lics. 2018. Vol. 37,. N 19. P. 3353. doi 10.1021/acs.

S1070428018110052

organomet.8b00575

142.

Martínez-Asencio A., Yus M., Ramón D.J. // Synthesis.

126.

Liang R., Li S., Wang R., Lu L., Li F. // Org. Lett.

2011. N 22. P. 3730. doi 10.1055/s-0030-1260238

2017. Vol. 19. N 21. P. 5790. doi 10.1021/acs.or-

143.

Dang T.T., Shan S.P., Ramalingam B., Seayad A.M. //

glett.7b02723

RSC Adv. 2015. Vol. 5. N 53. P. 42399. doi 10.1039/

127.

Rasero-Almansa A.M., Corma A., Iglesias M., Sán-

c5ra07225e

chez F. // ChemCatChem. 2014. Vol. 6. N 6. P. 1794.

144.

Abdukader A., Jin H., Cheng Y., Zhu C. // Tetrahedron

doi 10.1002/cctc.201402101

Lett. 2014. Vol. 55. N 30. P. 4172. doi 10.1016/j.tet-

128.

Chen J., Wu J., Tu T. // ACS Sustain. Chem. Eng.

let.2014.05.068

2017. Vol. 5. N 12. P. 11744. doi 10.1021/acssusche-

145.

Wei D., Sadek O., Dorcet V., Roisnel T., Darcel C.,

meng.7b03246

Gras E., Clot E., Sortais J.B. // J. Catal. 2018. Vol.

129.

Gnanamgari D., Sauer E.L.O., Schley N.D., Butler C.,

Incarvito C.D., Crabtree R.H. // Organometallics.

366. P. 300. doi 10.1016/j.jcat.2018.08.008

2009. Vol. 28. N 1. P. 321. doi 10.1021/om800821q

146.

Gour J., Gatadi S., Malasala S., Yaddanpudi M.V.,

130.

Grigg R., Mitchell T.R.B., Sutthivaiyakit S., Tongpen-

Nanduri S. // J. Org. Chem. 2019. Vol. 84. N 11. P.

yai N. // J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1981. N 12.

7488. doi 10.1021/acs.joc.9b00717

P. 611. doi 10.1039/c39810000611

147.

Yang H., Mao R., Luo C., Lu C., Cheng G. // Tetra-

131.

Michlik S., Kempe R. // Chem. Eur. J. 2010. Vol. 16. N

hedron. 2014. Vol. 70, N 46. P. 8829. doi 10.1016/j.

44. P. 13193. doi 10.1002/chem.201001871

tet.2014.10.007

132.

Fujita K., Li Z., Ozeki N., Yamaguchi R. // Tetrahedron

148.

Хуснутдинов Р.И., Байгузина А.Р., Аминов Р.И.,

Lett. 2003. Vol. 44. N 13. P. 2687. doi 10.1016/S0040-

Джемилев У.М. // ЖОрХ. 2012. Т. 48. № 5. С. 693;

4039(03)00371-X

Khusnutdinov R.I. Baygusina A.R., Aminov R.I., Dzhe-

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

374

БАЙГУЗИНА, ХУСНУТДИНОВ

milev U.M. // Russ. J. Org. Chem. 2012. Vol. 48. N 5.

165.

Dhakshinamoorthy A., Alvaro M., Garcia H. // Appl.

P. 690. doi 10.1134/S1070428012050107

Catal. (A). 2010. Vol. 378. N 1. P. 19. doi 10.1016/j.

149.

Trotta F., Tundo P., Moraglio G. // J. Org. Chem. 1987.

apcata.2010.01.042

Vol. 52. N 7. P. 1300. doi 10.1021/jo00383a024

166.

Jyothi T.M., Raja T., Talawar M.B., Sreekumar K. //

150.

Selva M., Bomben A., Tundo P. // J. Chem. Soc. Perkin

Synth. Commun. 2000. Vol. 30. N 21. P. 3929. doi

Trans. 1. 1997. N 7. P. 1041. doi 10.1039/a606684d

10.1080/00397910008086951

151.

Selva M., Tundo P., Perosa A. // J. Org. Chem. 2001.

167.

Gooden P.N., Bourne R.A., Parrott A.J., Bevinakat-

Vol. 66. N 3. P. 677. doi 10.1021/jo0006728

ti H.S., Irvine D.J., Poliakoff M. // Org. Process

152.

Delledonne D., Rivetti F., Romano U. // Appl. Catal.

Res. Dev. 2010. Vol. 14. N 2. P. 411. doi 10.1021/

(A). 2001. Vol. 221. N 1-2. P. 241. doi 10.1016/S0926-

op900307w

860X(01)00796-7

168.

Amara Z., Streng E.S., Skilton R.A., Jin J., George

153.

Ono Y. // Appl. Catal. (A). 1997. Vol. 155. N 2. P. 133.

M.W., Poliakoff M. // Eur. J. Org. Chem. 2015. Vol.

doi 10.1016/S0926-860X(96)00402-4

2015. N 28. P. 6141. doi 10.1002/ejoc.201500980

154.

Selva M., Fabris M. // Green Chem. 2009. Vol. 11. N

169.

Tayebee R., Seresht E.R., Jafari F., Rabiei S. // Ind.

8. P. 1161. doi 10.1039/b904821a

Eng. Chem. Res. 2013. Vol. 52. N 32. P. 11001. doi

155.

Fu Z., Ono Y. // Catal. Lett. 1993. Vol. 22. N 3. P. 277.

10.1021/ie4018786

doi 10.1007/BF00810375

170.

Zheng J., Darcel C., Sortais J.B. // Chem. Com-

156.

Hari Prasad Rao P.R., Massiani P., Barthomeuf D. //

mun.2014. Vol. 50. N 91. P. 14229. doi 10.1039/

Catal. Lett. 1995. Vol. 31. N 1. P. 115. doi 10.1007/

c4cc05517a

BF00817038

171.

Cabrero-Antonino J.R., Adam R., Junge K., Beller M. //

157.

Selva M. // J. Mol. Catal. (A). 2004. Vol. 222. N 1-2.

Catal. Sci. Technol. 2016. Vol. 6. N 22. P. 7956. doi

P. 273. doi 10.1016/j.molcata.2004.07.011

10.1039/c6cy01401a

158.

Selva M., Tundo P., Perosa A. // J. Org. Chem. 2002.

172.

Cabrero-Antonino J.R., Adam R., Wärnå J., Murzin

Vol. 67. N 26. P. 9238. doi 10.1021/jo026057g

D.Y., Beller M. // Chem. Eng. J. 2018. Vol. 351. P.

159.

Selva M., Tundo P., Foccardi T. // J. Org. Chem. 2005.

1129. doi 10.1016/j.cej.2018.06.174

Vol. 70. N 7. P. 2476. doi 10.1021/jo048076r

173.

Li Y., Sorribes I., Vicent C., Junge K., Beller M. //

160.

Selva M., Tundo P., Perosa A. // J. Org. Chem. 2003.

Chem. Eur. J. 2015. Vol. 21. N 47. P. 16759. doi

Vol. 68. N 19. P. 7374. doi 10.1021/jo034548a

10.1002/chem.201502917

161.

Хуснутдинов Р.И., Щаднева Н.А., Маякова Ю.Ю.,

174.

Guyon C., Duclos M.-C., Métay E., Lemaire M. //

Ардиева С.И., Хазипова А.Н., Кутепов Б.И. //

Tetrahedron Lett. 2016. Vol. 57. N 27-28. P. 3002. doi

ЖОХ. 2016. Т. 52. № 11. С. 1574; Khusnutdinov

10.1016/j.tetlet.2016.05.094

R.I., Shchadneva N.A., Mayakova Y.Y., Ardieva S.I.,

175.

Li B., Zheng J., Zeng W., Li Y., Chen L. // Synthe-

Khazipova A.N., Kutepov B.I. // Russ. J. Org.

sis. 2016. Vol. 49. N 6. P. 1349. doi 10.1055/s-0036-

Chem. 2016. Vol. 52. N 11. P. 1565. doi 10.1134/

1588092

S1070428016110038

176.

Byun E., Hong B., De Castro K.A., Lim M., Rhee H. //

162.

Хуснутдинов Р.И., Щаднева Н.А., Маякова Ю.Ю.,

J. Org. Chem. 2007. Vol. 72. N 25. P. 9815. doi

Абдрахманов А.Н., Хазипова А.Н., Кутепов Б.И. //

10.1021/jo701503q

ЖОрХ. 2019. Т. 55. № 8. С. 1172; Khusnutdinov

177.

Wang H., Huang Y., Dai X., Shi F. // Chem. Commun.

R.I., Shchadneva N.A., Mayakova Y.Y., Abdrakhman-

ov A.N., Khazipova A.N., Kutepov B.I. // Russ. J.

2017. Vol. 53. N 40. P. 5542. doi 10.1039/c7cc02314f

Org. Chem. 2019. Vol. 55. N 8. P. 1085. doi 10.1134/

178.

Ge X., Luo C., Qian C., Yu Z., Chen X.// RSC Adv.

S1070428019080049

2014. Vol. 4. N 81. P. 43195. doi 10.1039/c4ra04414b

163.

Juarez R., Padilla A., Corma A., Garcia H. // Catal.

179.

Wei D., Bruneau-Voisine A., Valyaev D.A., Lugan N.,

Commun. 2009. Vol. 10, N 5. P. 472. doi 10.1016/j.

Sortais J.B. // Chem. Commun. 2018. Vol. 54. N 34.

catcom.2008.10.009

P. 4302. doi 10.1039/c8cc01787e

164.

Rojas-Buzo S., García-García P., Corma A. // Catal.

180.

Zhang M., Yang H., Zhang Y., Zhu C., Li W., Cheng Y.,

Sci. Technol. 2019. Vol. 9. N 1. P. 146. doi 10.1039/

Hu H. // Chem. Commun. 2011. Vol. 47. N 23. P. 6605.

C8CY02235F

doi 10.1039/c1cc11201e

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ N-АЛКИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ

375

181.

Li C., Villa-Marcos B., Xiao J. // J. Am. Chem. Soc.

192.

Savourey S., Lefèvre G., Berthet J.-C., Cantat T. //

2009. Vol. 131. N 20. P. 6967. doi 10.1021/ja9021683

Chem. Commun. 2014. Vol. 50. N 90. P. 14033. doi

182.

Tlili A., Blondiaux E., Frogneux X., Cantat T. // Green

10.1039/C4CC05908E

Chem. 2015. Vol. 17. N 1. P. 157. doi 10.1039/c4g-

193.

Qiao C., Yao X.Y., Liu X.F., Li H.R., He L.N. // Asian

c01614a

J. Org. Chem. 2018. Vol. 7. N 9. P. 1815. doi 10.1002/

183.

Li Y., Fang X., Junge K., Beller M. // Angew. Chem.

ajoc.201800420

Int. Ed. 2013. Vol. 52. N 36. P. 9568. doi 10.1002/

194.

Qiao C., Liu X.-F., Liu X., He L.-N. // Org. Lett. 2017.

Vol. 19. N 6. P. 1490. doi 10.1021/acs.orglett.7b00551

anie.201301349

195.

Sorribes I., Junge K., Beller M. // Chem. Eur. J. 2014.

184.

Li Y., Sorribes I., Yan T., Junge K., Beller M. // Angew.

Vol. 20. N 26. P. 7878. doi 10.1002/chem.201402124

Chem. Int. Ed. 2013. Vol. 52. N 46. P. 12156. doi

196.

Zhu L., Wang L.-S., Li B., Li W., Fu B. // Catal. Sci.

10.1002/anie.201306850

Technol. 2016. Vol. 6. N 16. P. 6172. doi 10.1039/

185.

Beydoun K., Vom Stein T., Klankermayer J., Leitner W. //

C6CY00674D

Angew. Chem. Int. Ed. 2013. Vol. 52. N 36. P. 9554.

197.

Sun N., Wang S., Mo W., Hu B., Shen Z., Hu X. // Tet-

doi 10.1002/anie.201304656

rahedron. 2010. Vol. 66. N 35. P. 7142. doi 10.1016/j.

186.

Beydoun K. , Ghattas G., Thenert K., Klankermayer J.,

tet.2010.06.091

Leitner W. // Angew. Chem. Int. Ed. 2014. Vol. 53. N

198.

Kundu S.K., Mitra K., Majee A. // RSC Adv. 2013.

41. P. 11010. doi 10.1002/anie.201403711

Vol. 3. N 23. P. 8649. doi 10.1039/c3ra40509e

187.

Cui X., Zhang Y., Deng Y., Shi F. // Chem. Com-

199.

Yin Z., Zeng H., Wu J., Zheng S., Zhang G. // ACS

mun. 2014. Vol. 50. N 88. P. 13521. doi 10.1039/

Catal. 2016. Vol. 6. N 10. P. 6546. doi 10.1021/acs-

C4CC05119J

catal.6b02218

188.

Su X., Lin W., Cheng H., Zhang C., Li Y., Liu T., Zhang B.,

200.

Linciano P., Pizzetti M., Porcheddu A., Taddei M. //

Wu Q., Yu X., Zhao F. // RSC Adv. 2016. Vol. 6. N 105.

Synlett. 2013. Vol. 24. N 17. P. 2249. doi 10.1055/s-

P. 103650. doi 10.1039/C6RA22089D

0033-1339667

189.

Toyao T., Siddiki S.M.A.H., Morita Y., Kamachi T.,

201.

Arachchige P.T.K., Lee H., Yi C.S. // J. Org. Chem.

Touchy A.S., Onodera W., Kon K., Furukawa S.,

2018. Vol. 83. N 9. P. 4932. doi 10.1021/acs.

Ariga H., Asakura K., Yoshizawa K., Shimizu K.I. //

joc.8b00649

Chem. Eur. J. 2017. Vol. 23. N 59. P. 14848. doi

202.

Lubinu M.C., De Luca L., Giacomelli G., Porched-

10.1002/chem.201702801

du A. // Chem. Eur. J. 2011. Vol. 17. N 1. P. 82. doi

190.

Du X.-L., Tang G., Bao H.-L., Jiang Z., Zhong X.-H.,

10.1002/chem.201002704

Su D.S., Wang J.-Q. // ChemSusChem. 2015. Vol. 8. N

203.

Sajiki H., Ikawa T., Hirota K. // Org. Lett. 2004. Vol.

20. P. 3489. doi 10.1002/cssc.201500486

6. N 26. P. 4977. doi 10.1021/ol047871o

191.

Lam R.H., McQueen C.M.A., Pernik I., McBurney R.T.,

204.

Jiao J., Zhang X.-R., Chang N.-H., Wang J., Wei J.-F.,

Hill A.F., Messerle B.A. // Green Chem. 2019. Vol. 21.

Shi X.-Y., Chen Z.-G. // J. Org. Chem. 2011. Vol. 76.

N 3. P. 538. doi 10.1039/c8gc03094d

N 4. P. 1180. doi 10.1021/jo102169t

Catalytic N-Alkylation of Anilines

A. R. Bayguzina* and R. I. Khusnutdinov

Institute of Petrochemistry and Catalysis of the Russian Academy of Sciences, Ufa, 450075 Russia

*e-mail: Bayguzina2014@gmail.com

Received December 9, 2020; revised February 9, 2021; accepted February 15, 2021

The review summarizes data on modern approaches to N-alkylation of anilines using metal complex and het-

erogeneous catalysts based on palladium, platinum, rhodium, nickel, iron, copper, gold supported on supports,

as well as zeolites, titanium oxides, iron, copper, and aluminum. The reactions of N-alkylation of anilines with

alkyl halides, alcohols, dimethyl carbonate, aldehydes, as well as with CO₂/H₂ and alkylation with alternative

reagents are considered.

Keywords: aniline, N-methylaniline, N-alkylation, homogeneous and heterogeneous catalysts

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 3 2021