專利名稱：一種使氟苯發(fā)生?；磻?yīng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用新型路易斯酸催化氟苯發(fā)生對位傅克?；磻?yīng)的新方法。
背景技術(shù)：
傅克?；磻?yīng)是有機(jī)化學(xué)中最基礎(chǔ)和最重要的反應(yīng)之一，也是一個(gè)仍然存在不少問題亟待解決的反應(yīng)。在工業(yè)生產(chǎn)中，使用傳統(tǒng)路易斯酸三氯化鋁作為催化劑最突出的問題是用量大，產(chǎn)生大量無機(jī)副產(chǎn)物如鹽酸、鋁等廢液廢渣，對環(huán)境污染很嚴(yán)重。為了解決這個(gè)問題，各種催化傅克反應(yīng)的方法都有報(bào)道，但仍然存在對反應(yīng)底物要求高，對一些帶吸電子基團(tuán)的反應(yīng)難以進(jìn)行等問題。除去一些經(jīng)典的催化劑外，很多研究己對小分子過渡金屬磺酸化合物作催化劑有過報(bào)道，特別是水溶性和可回收的三氟甲基磺酸鈧等，但對氟苯的傅克酰化反應(yīng)不起作用(Synlett, 1994， 689)。
用含金屬的樹枝狀大分子作催化劑是傅克反應(yīng)催化研究的新領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的催化劑相比，這種新型高分子固載催化劑結(jié)合了均相和非均相催化劑的優(yōu)點(diǎn)，其反應(yīng)微環(huán)境對某些化學(xué)反應(yīng)具有高效的催化效應(yīng)CJ. Am. Chem. Soc. ， 2000， 122, 12112)。不僅如此，由于它宏觀上不溶于各種有機(jī)溶劑，因此還兼具易于回收、可循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)，對環(huán)境友好，是一種新型綠色環(huán)保催化劑。目前，對于傅克反應(yīng)的樹形物催化劑國際上尚未報(bào)道。本發(fā)明涉及的硅凝膠固載樹形物三氟甲基磺酸鈧樹脂催化劑的制備見前期中國發(fā)明專利CN200710039974. 0。
近年來，微波合成以其便捷、高效、環(huán)保，成為許多化學(xué)工作者推崇的熱點(diǎn)。實(shí)際上微波對化學(xué)反應(yīng)的作用是復(fù)雜的，除了具有致熱效應(yīng)以外，微波還能影響分子間相互作用，從而引起所謂的"非熱效應(yīng)"(J. Polym. Sci.， Part A: Polym. Chem., 1992, 30, 1647)，從而對某些反應(yīng)能起到意想不到的促進(jìn)作用。
氟苯是一類重要的藥物中間體，其對位酰化產(chǎn)物廣泛存在于藥物合成和篩選等研究領(lǐng)域。由于氟原子的強(qiáng)吸電子性，用傳統(tǒng)路易斯酸催化氟苯對位?；a(chǎn)率不高、污染極大。而用新型路易斯酸催化劑如三氟甲基磺酸鈧對氟苯的酰化反應(yīng)沒有作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在微波輻射條件下，用硅凝膠固載樹形物三氟甲基磺酸鈧樹脂作為催化劑，氟苯與相應(yīng)的酸酐或酰鹵化合物實(shí)施傅克?；磻?yīng)，得到氟苯對位?；a(chǎn)物;為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種使氟苯發(fā)生?；磻?yīng)的方法，其特征在于該方法的具體步驟為將氟苯、酸酐或酰鹵和催化劑硅凝膠固載樹形物三氟甲基磺酸鈧樹脂均勻混合，微波輻照功率為65 195瓦，每30秒微波輻照一次，輻照時(shí)間為0.5 30分鐘，溫度為40 6(TC，反應(yīng)完畢后，冷卻，用乙醚后，抽濾，濾液用水洗至pH值為6.5 7.0，無水硫酸鎂干燥，過濾，濾液旋干后，得到黃色油狀物，減壓蒸餾得到氟苯的對位?；a(chǎn)物；其中催化劑硅凝膠固載樹形物三氟甲基磺酸鈧樹脂的用量為氟苯重量的1 100%;氟苯與酸酐或酰鹵的摩爾比為1: 1 5。
上述的酸酐為飽和脂肪酸酐、不飽和脂肪酸酐或芳香酸酐。
上述的酰鹵為飽和脂肪酰氯、不飽和脂肪酰氯或芳香酰氯。
本發(fā)明應(yīng)用硅凝膠固載樹形物三氟甲基磺酸鈧樹脂作為氟苯?；磻?yīng)的新型催化劑，成功地完成了氟苯的對位?；?，使本來難以發(fā)生的氟苯傅克?；磻?yīng)得以順利進(jìn)行。并且催化劑可回收循環(huán)利用，綠色環(huán)保，對環(huán)境友好，是一種綠色合成的新方法。
具體實(shí)施例方式
硅凝膠固載樹形物三氟甲基磺酸鈧樹脂的制備中國發(fā)明專利《氨烷基硅凝膠固載有機(jī)
稀土金屬樹形物催化劑及其制備方法》，申請?zhí)枮?00710039974.0。
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例l:將氟苯(lml， ll誦ol)、乙酸酐(2. lml， 22mmol)和硅凝膠固載樹形物三氟甲基磺酸鈧樹脂(0.43g， 0.5mmol)均勻混合，加入25毫升微波反應(yīng)瓶中。微波照射時(shí)間為30秒一次， 一共反應(yīng)5分鐘；反應(yīng)功率為130瓦，溫度控制在50攝氏度左右，防止液體沖出。反應(yīng)完畢后，冷卻，用適量乙醚稀釋后，抽濾，催化劑用適量乙醚洗滌后回收，合并濾液用水洗至中性，無水硫酸鎂干燥，過濾，濾液旋干后，得到黃色油狀物，減壓蒸餾得到對氟苯乙酮1.33g,產(chǎn)率87.5%。 'H-麗R (400 MHz , CDC13) S 8.00-7.96 (m, 2H), 7.15-7.11 (m，2H)， 2.58 (s, 3H); 13C NMR (100 MHz， CDC13) S 196.8， 166.2 (d, JCF = 254 Hz), 134.0(d, Jcf = 3 Hz)， 131.3 (d， JCF = 9 Hz), 116.0 (d, JCF = 22 Hz), 26.9; Bp = 196°C。
實(shí)施例2:按實(shí)施例l進(jìn)行，用溴乙酸酐(5.72g, 22咖ol)代替乙酸酐。濾液旋干后，得到黃色油狀物，乙酸乙酯-石油醚重結(jié)晶得白色固體a-溴代對氟苯乙酮2.05g，產(chǎn)率86%。 'H-NMR(CDC13) S: 4.42 (s， 2 H， 2-H)， 7.18 (dd, J。rth。 = 8. 9 Hz, JHF = 8. 7 Hz， 2 H， 3'，5'-H),7.18 (dd, J。rth。 = 8.9 Hz' JHF = 5.3 Hz, 2H， 2', 6'—H); Mp=48_49。C。
實(shí)施例3:按實(shí)施例l進(jìn)行，用丙烯酰氯(1.8ml， 22國ol)代替乙酸酐。濾液旋干后，得到黃色油狀物，柱層析得到對氟苯丙烯酮1. 54g，產(chǎn)率93%。 'H-麗R (400MHz CDCL) 5 5.892(dd' 1H), 6.35 (dd， 1H) ， 6.53 (dd, 1H), 7.45 (m, 2H), 7.90 (m， 2H)。實(shí)施例4:按實(shí)施例l進(jìn)行，用丙烯酸酑(2.77g， 22mmol)代替乙酸酐。濾液旋干后，得到黃色油狀物，柱層析得到對氟苯丙烯酮1.47g，產(chǎn)率89%。波譜數(shù)據(jù)同例3
實(shí)施例5:按實(shí)施例l進(jìn)行，用苯甲酸酑(4.2ml， 22mmol)代替乙酸酐。濾液旋干后，得到黃色蠟狀物，柱層析得到4-氟二苯甲酮2. 14g，產(chǎn)率97%。 'H-醒R (權(quán)Hz CDC13) S7. 05 - 7, 10 (m， 2H), 7. 39 - 7. 53 (m, 3H), 7. 67 - 7. 78 (m， 4H) ; 13C NMR (100 ifflz， CDC13):d 115.3, 115.5, 128.3,129.8， 130.0, 132.4, 132.5， 132.6， 133.7' 133.7, 137.4， 164.0,166.6, 195.2; Mp=46-48°C.
實(shí)施例6:按實(shí)施例l進(jìn)行，用苯甲酰氯(2.6ml， 22mmo1)代替乙酸酐。濾液旋干后，得到黃色蠟狀物，柱層析得到4-氟二苯甲酮2.05g，產(chǎn)率93%。
波譜數(shù)據(jù)同例5。
實(shí)施例7:按實(shí)施例l進(jìn)行，用回收的硅凝膠固載樹形物三氟甲基磺酸鈧樹脂重復(fù)反應(yīng)。得到對氟苯乙酮1.33g，產(chǎn)率86.2%。波譜數(shù)據(jù)同例l。
權(quán)利要求
1. 一種使氟苯發(fā)生?；磻?yīng)的方法，其特征在于該方法的具體步驟為將氟苯、酸酐或酰鹵和催化劑硅凝膠固載樹形物三氟甲基磺酸鈧樹脂均勻混合，微波輻照功率為65～195瓦，每30秒微波輻照一次，輻照時(shí)間為0.5～30分鐘，溫度為40～60℃，反應(yīng)完畢后，冷卻，用乙醚后，抽濾，濾液用水洗至pH值為6.5～7.0，無水硫酸鎂干燥，過濾，濾液旋干后，得到黃色油狀物，減壓蒸餾得到氟苯的對位酰化產(chǎn)物；其中催化劑硅凝膠固載樹形物三氟甲基磺酸鈧樹脂的用量為氟苯重量的1～100％；氟苯與酸酐或酰鹵的摩爾比為11～5。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的使氟苯發(fā)生?；磻?yīng)的方法，其特征在于所述的酸酐為飽和脂肪 酸酐、不飽和脂肪酸酐或芳香酸酐。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的使氟苯發(fā)生?；磻?yīng)的方法，其特征在于所述的酰鹵為飽和脂肪 酰氯、不飽和脂肪酰氯或芳香酰氯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用新型路易斯酸催化氟苯發(fā)生對位傅克?；磻?yīng)的新方法。本發(fā)明是在微波輻射條件下，用硅凝膠固載樹形物三氟甲基磺酸鈧樹脂作催化劑，氟苯與相應(yīng)的酸酐或酰鹵化合物發(fā)生?；磻?yīng)得到氟苯的對位?；a(chǎn)物。本方法的固載催化劑可回收重復(fù)使用，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，是一種綠色合成的新方法。
文檔編號(hào)C07C45/46GK101462931SQ20091004484
公開日2009年6月24日 申請日期2009年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月4日
發(fā)明者華 周, 張杰勇, 娜 曲, 沈衛(wèi)平 申請人:上海大學(xué)