本发明属于有机合成，具体涉及一种酰胺类化合物的光化学合成方法及应用。
背景技术：
1、酰胺类化合物是一类重要的有机合成中间体，它们在医药、农药、材料等领域均有着广泛的应用，尤其是，酰胺片段在抗癌和抗凝血剂等治疗方面有着显著作用，如上市药物伊马替尼、波那替尼和贝曲沙班等均含有酰胺骨架单元，因此，发展绿色高效的合成酰胺的方法具有重要意义。
2、酰胺的传统合成方法是利用羧酸和胺的偶联反应实现，但需要化学计量的偶联试剂参与，不够原子经济。近些年，亚胺的氧化成为一类高效的合成酰胺的方法，引起学者的广泛关注。包括2018年luo课题组利用过量的叔丁基过氧化氢(tbhp)作为氧化剂，报道了钯催化亚胺氧化为酰胺(s.gao,y.ma,w.chen and j.luo,synlett,2018,29,2191.)；rhee课题组报道在强路易斯酸和酸存在下使用过氧酸氧化亚胺为酰胺的方法，但产生化学计量的副产物(g.-i.an,m.kim,j.y.kim and h.rhee,tetrahedron lett.,2003,44,2183)；cheon和他的同事报告了通过使用化学计量量的氰化钠将亚胺氧化为酰胺，可氰化钠的高毒性是该方法的局限性(h.-a.seo,y.-h.cho,y.-s.lee and c.-h.cheon,j.org.chem.,2015,80,11993)；最近，fu和huang研究小组报道了在过量的氯化锂作为路易斯酸的辅助下，利用氮杂环卡宾催化亚胺的氧化，但仅限于由杂芳基胺衍生的亚胺，底物普遍受限(g.wang,z.fu and w.huang,org.lett.,2017,19,3362)。综上，由亚胺转化成酰胺的报道仍然存在加入氧化剂的限制，尤其是在目前绿色化学发展的背景下，开发一种绿色高效，条件温和的方法实现亚胺转化成酰胺成为迫切需求。
技术实现思路
1、针对以上需求，本发明通过绿色温和的有机光化学技术，利用结构多样的醛亚胺与绿色溶剂水作用，简单高效实现酰胺的高效制备，该方法存在反应原料简单易得，溶剂绿色，分离操作容易等优点。所得到的结构多样的化合物可广泛应用于重要的有机合成中间体、有机材料、药物以及农药等多个领域。
2、因此，本发明的目的之一是提供结构多样的酰胺类化合物。该类化合物可作为重要的药物及农药合成的中间体。第二，本发明提供该类化合物的制备方法，采用水和醛亚胺为原料，可见光催化诱导氯化物一步实现目标化合物的合成。该方法条件温和，原料简单易得，且不需要繁琐的操作，是一种适合于大量制备的简便方法。第三，将所得化合物应用于材料阻燃中。
3、具体地，在一个方面，本发明提供了如式(ii)所示的酰胺类化合物：
4、
5、其中，r1和r2相同或不同，并且各自独立地为氢、取代或未取代的具有1-6个碳原子的直链或支链烷基、取代或未取代的具有3-6个碳原子的环烷基或取代或未取代的具有6-12个碳原子的芳基，
6、其中，r1和r2任选地连接成环以形成杂环基。
7、进一步地，所述取代或未取代的具有1-6个碳原子的直链或支链烷基例如包括但不限于甲基、甲氧基、乙基、乙氧基、丙基、异丙基、丁基，乙烯基、乙炔基、异丁基、叔丁基、仲丁基、戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、己基、异己基等，特别优选具有1-3个碳原子的直链或支链烷基，最优选为甲基和乙基。
8、进一步地，所述取代或未取代的具有3-6个碳原子的环烷基例如包括但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环己基、甲基环丙基、甲基环戊基、二甲基环丙基。
9、进一步地，所述取代或未取代的具有6-12个碳原子的芳基例如包括但不限于苯基、邻甲基苯基、间甲基苯基、对甲基苯基、邻乙基苯基、间乙基苯基、对乙基苯基、2,3-二甲基苯基、2,4-二甲基苯基、2,5-二甲基苯基、2,6-二甲基苯基、3,4-二甲基苯基、3,5-二甲基苯基、邻甲氧基苯基、间甲氧基苯基、对甲氧基苯基、邻乙氧基苯基、间乙氧基苯基、对乙氧基苯基、2,3-亚甲氧基苯基、3,4-亚甲氧基苯基、邻氟苯基、间氟苯基、对氟苯基、邻氯苯基、间氯苯基、对氯苯基、邻硝基苯基、间硝基苯基、对硝基苯基、邻氰基苯基、间氰基苯基、对氰基苯基、萘-1-基、萘-2-基、联苯基、苯苄基、苯氧基、苯乙烯基、氨基、萘基、噻吩基、呋喃基、羟基、巯基或吲哚基等等。
10、进一步地，r1和r2成环时，r1和r2各自独立地为亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基和亚庚基；含有氧或硫杂原子的亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基和亚庚基；以及含有一个或两个并合苯环的含有氧或硫杂原子的亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基和亚庚基。
11、进一步地，除了氮杂原子以外，所述杂环基还含有氧或者硫杂原子。更进一步地，所述杂环基还含有1-2个并合的苯环。更进一步地，所述并合的苯环具有选自甲基、乙基、氟、氯、溴、氰基和硝基的取代基。
12、进一步地，所述酰胺类化合物选自以下的化合物1-7：
13、
14、在另一个方面，本发明提供了一种如式(ii)所示的酰胺类化合物的光化学合成方法，其包括将如式(i)所示的醛亚胺与水在光催化剂、氯化物(氯化钠、氯化钾、氯化铯，氯化镍等)和有机溶剂的存在下在光照下(例如在led灯光源中)反应，具体反应式如下：
15、
16、其中r1和r2的定义如上文所述。
17、进一步地，如式(i)所示的醛亚胺选自二苯并[b,f][1,4]噁卓醛亚胺、9-甲基-二苯并[b,f][1,4]噁卓醛亚胺、6-氟-二苯并[b,f][1,4]噁卓醛亚胺、3-氯-6-氟-二苯并[b,f][1,4]噁卓醛亚胺、二苯并[b,f][1,4]硫杂卓醛亚胺、n-(4-溴苯基)肉桂亚胺和二苯基-(羟甲基-二甲酰亚胺)-氧化膦。
18、进一步地，如式(ii)所示的酰胺类化合物选自以下的化合物1-7：
19、
20、进一步地，醛亚胺、水和氯化物的摩尔比为1:0.8-3:0.8-3，例如1:0.8-3:1、1:1-3:1、1:2-3:1、1:0.8-3:1.5、1:1-3:1.5、1:2-3:1.5、1:0.8-3:2、1:1-3:2、1:2-3:2等。
21、进一步地，所述光催化剂主要是金属铱和钌催化剂和非金属染料，例如包括但不限于曙红y、荧光素、罗丹明b、acr-mesclo4、4czipn、ir(ppy)3、ir[dcf3(m)ppy]2(bpy)pf6和ru(bpy)3(pf6)2。
22、进一步地，所述光催化剂与醛亚胺的摩尔比为:0.01-0.1:1，例如0.01:1、0.02:1、0.03:1、0.04:1、0.05:1、0.06:1、0.07:1、0.08:1、0.09:1或0.1:1。
23、进一步地，所述氯化物包括有机氯化物和无机氯化物，包括氯化钠、氯化锂、氯化钾，氯化胺、四正丁基氯化铵等，优选四正丁基氯化铵、氯化钠。
24、进一步地，所述有机溶剂包括极性溶剂、醇类溶剂、醚类溶剂、砜类溶剂或芳香类溶剂。
25、更进一步地，所述有机溶剂选自含卤极性溶剂、芳香极性溶剂、腈类溶剂、酰胺溶剂、醇类溶剂、醚类溶剂、砜类溶剂或芳香类溶剂。
26、更进一步地，所述有机溶剂选自：甲醇或乙醇等醇类溶剂；苯甲醚、乙醚和1,4-二氧六环等醚类溶剂；二甲基亚砜等砜类溶剂；甲苯或苯等芳香类溶剂；二氯甲烷、三氯甲烷等含卤极性溶剂；二甲苯、吡啶或氯苯等芳香极性溶剂、乙腈或丙腈等腈类溶剂以及n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺等酰胺溶剂；优选吡啶、苯甲醚、氯苯和n,n-二甲基甲酰胺。
27、进一步地，所述有机溶剂的体积毫升用量数为醛亚胺物质的量的2～10倍；即所述有机溶剂与醛亚胺的用量比为：2～10ml:1mmol，例如2ml:1mmol、3ml:1mmol、4ml:1mmol、5ml:1mmol、6ml:1mmol、7ml:1mmol、8ml:1mmol、9ml:1mmol或10ml:1mmol。
28、进一步地，所述反应在常温(例如0-25℃，例如5-25℃、10-25℃、15-25℃、20-25℃)下进行2-72h。
29、进一步地，所述光照使用led灯光源实现。
30、进一步地，所述光源为led灯：涉及从紫外区-可见光区-红外区的200nm波长到900nm波长的灯源，及0-100w范围的功率。
31、进一步地，所述方法还包括将反应产物进行纯化处理。
32、进一步地，所述纯化处理的具体方法可以由本领域技术人员根据常规技术确定。例如，所述纯化处理可以包括在反应结束后，用有机溶剂萃取反应产物，经柱层析得到目标产物。进一步地，所述有机溶剂包括二氯甲烷。进一步地，所述纯化处理还可以包括将萃取的反应产物用饱和食盐水洗涤、干燥(例如使用无水硫酸钠干燥)和蒸除溶剂，然后进行柱层析。
33、在另一个方面，本发明提供了如本文所述的酰胺类化合物用作阻燃剂的用途。
34、优选地，本发明提供了如式(iii)所示的酰胺类化合物(即如上文所述的化合物7)用作阻燃剂的用途：
35、
36、在另一个方面，本发明提供了一种阻燃剂，其是如本文所述的酰胺类化合物。
37、优选地，本发明提供了一种阻燃剂，其是如式(iii)所示的酰胺类化合物。
38、在另一个方面，本发明提供了一种阻燃环氧树脂材料，其包含如本文所述的酰胺类化合物(优选如式(iii)所示的酰胺类化合物)作为阻燃剂。
39、进一步地，酰胺类化合物(优选如式(iii)所示的酰胺类化合物)在所述阻燃环氧树脂材料中的添加量为1-20wt％。
40、进一步地，所述阻燃环氧树脂材料包含以下组分：双酚a二缩水甘油醚，二氨基二苯甲烷，和如本文所述的酰胺类化合物(优选如式(iii)所示的酰胺类化合物)。
41、进一步地，所述阻燃环氧树脂材料包含以下重量份数的组分：双酚a二缩水甘油醚30-48份，二氨基二苯甲烷5-14份，和如本文所述的酰胺类化合物(优选如式(iii)所示的酰胺类化合物)1-4份。
42、进一步地，当如本文所述的阻燃剂的添加量为10wt％时，所述阻燃环氧树脂材料的极限氧指数为35％。
43、本发明的有益效果
44、本发明制备的酰胺化合物是一类非常重要的有机中间体，在药物、农药化学和材料化学领域有着广泛用途，其本身也表现出抗病毒和酶抑制剂等多种生物活性，还可以用做荧光探针和阻燃剂。
45、本发明提供的化合物及其制备方法以简单易得的醛亚胺与水为原料，借助氯化盐和可见光催化手段，该方法操作简单，合成路线短，可以用于合成含有结构多样性的酰胺类化合物，适合于大规模制备，对于此类化合物的制备及应用具有十分重要的意义。
46、最后，本发明利用该方法用于三羟基甲基氧化膦衍生的阻燃剂的合成，可以很好实现环氧树脂在内的多种高分子材料的阻燃，显示出光明的应用前景。本发明已根据试验证明，制得的新型三羟基甲基氧化膦衍生阻燃环氧树脂，具有低阻燃剂添加量就达到高阻燃效能的优点，仅10wt％的阻燃剂添加量就可实现环氧树脂阻燃材料的极限氧指数≥35％，且通过ul94v-0级别。本发明制得的新型三羟基甲基氧化膦衍生阻燃剂，其原料本身就是一种优良的有机膦阻燃剂，能够与种类丰富的含膦化合物反应，同时引入膦酸酯结构，使产品获得了好阻燃性的同时又增加了基材的热稳定性。
1.一种如式(ii)所示的酰胺类化合物的光化学合成方法，其特征在于，包括将如式(i)所示的醛亚胺与水在光催化剂、氯化物和有机溶剂的存在下在光照下反应，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，醛亚胺、水和氯化物的摩尔比为1:0.8-3:0.8-3。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光催化剂选自曙红y、荧光素、罗丹明b、acr-mesclo4、4czipn、ir(ppy)3、ir[dcf3(m)ppy]2(bpy)pf6和ru(bpy)3(pf6)2；
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氯化物包括有机氯化物和无机氯化物；
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂选自含卤极性溶剂、芳香极性溶剂、腈类溶剂、酰胺溶剂、醇类溶剂、醚类溶剂、砜类溶剂或芳香类溶剂；
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应在0-25℃下进行2-72h；
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述取代或未取代的具有1-6个碳原子的直链或支链烷基选自甲基、甲氧基、乙基、乙氧基、丙基、异丙基、丁基，乙烯基、乙炔基、异丁基、叔丁基、仲丁基、戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、己基和异己基；
8.通过如权利要求1-7中任一项所述的方法合成的酰胺类化合物；
9.如权利要求8所述的酰胺类化合物用作阻燃剂的用途。
10.一种阻燃环氧树脂材料，其特征在于，包含如权利要求8所述的酰胺类化合物作为阻燃剂；
