炔酮促進CuI催化Sonogashira偶聯(lián)反應的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種炔酮促進CuI催化Sonogashira偶聯(lián)反應的方法，該方法以富含π?σ電子的炔酮為配體，以CuI為催化劑，催化鹵代芳烴與端炔的Sonogashira交叉偶聯(lián)反應，合成芳基炔類化合物。本發(fā)明操作簡單、條件溫和、底物適用性好，避免了使用有毒的膦配體，且明顯減少了CuI用量，可以被廣泛應用于合成芳基炔類化合物。
【專利說明】
塊酮促進Cu I催化Sonogash i ra偶聯(lián)反應的方法
技術(shù)領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種以炔酮類化合物為配體，過渡金屬化合物作為催化劑條件下合成 炔類化合物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 炔類化合物具有多種生理活性，是構(gòu)筑雜環(huán)類結(jié)構(gòu)的重要小分子，近來引起了研 究者的關注，其在有機合成、分子電子學、天然產(chǎn)物活性分子、納米結(jié)構(gòu)、農(nóng)藥、染料、日用化 學品合成、共聚物以及材料等領域有著廣泛的用途。
[0003] 關于炔類化合物的合成，最早的研究分別由Cassar與Heck于1975年報道。Heck的 方法基于已知的鈀催化的稀經(jīng)芳基化或者鏈烯基化Mizoroki-Heck反應，并且包括使用膦-鈀化合物作為催化劑，三乙胺或者哌啶作為堿和溶劑。Cassar的方法則使用膦-鈀催化劑結(jié) 合甲醇鈉作為堿，DMF作為溶劑。這兩種方法均使用貴金屬鈀和有毒的膦配體。同年， Sonogashira和Hagihara報道了加入IOmol %的碘化亞銅可催化該反應進行。由于鈀有毒 性、昂貴、不穩(wěn)定以及通常需要使用含膦配體等，人們迫切需要尋找一種可替代的金屬來催 化反應的進行。
[0004] 銅作為一種廉價易得金屬，也可以高效的催化反應，逐漸得到廣泛的關注。銅鹽結(jié) 合配體的催化體系在反應中有重要的作用，合適的配體設計能夠提高銅催化劑的兼容性， 增加催化劑壽命。目前應用于該反應的配體包括:膦配體(包括PPh 3)、氮配體（1，10-菲羅 啉、N，N-二甲基甘氨酸鈉、乙二胺、0六80)、81祖1、01^04、嘧啶)和含氧配體(如8-羥基喹啉、 聯(lián)二萘酚、二酮、水楊酸)等。這些σ電子給予體型配體的催化效率，導致銅催化劑用量大(5 ~20mol%)〇

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述Cu催化Sonogashira交叉偶聯(lián)反應存在 的缺點，提供一種炔酮促進CuI催化Sonogashira交叉偶聯(lián)反應的方法。
[0006] 解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：以CuI為催化劑、炔酮為配體、N，N_二甲 基甲酰胺為溶劑，將鹵代芳烴與端炔、K 2CO3按摩爾比為1:1~1.3:1~1.5,在惰性氣氛中110 ~130 °C反應12~24小時，得到炔類化合物，其中Cu I用量為鹵代芳烴摩爾量的0.5%~2%， 炔酮用量為鹵代芳烴摩爾量的3%~5%。
[0007] 上述炔酮的結(jié)構(gòu)式如下所示：
[0008]
[0009] 式中R1代表苯基、C1-C4烷基取代苯基、C1-C 4烷氧基取代苯基、鹵代苯基、1-萘基、 2-噻吩基中的任意一種，R2代表苯基、C1-C4烷基取代苯基、C 1-C4烷氧基取代苯基、鹵代苯 基、2-噻吩基中的任意一種，優(yōu)選R1代表4-甲氧基苯基，R2代表苯基、4-溴苯基、2-噻吩基中 的任意一種;其根據(jù)公開號為CN104478678A、發(fā)明名稱為《羧酸三嗪酯與端炔偶聯(lián)制備炔酮 的方法》的中國發(fā)明專利中公開的方法制備而成。
[0010] 上述的端炔為H = R'，式中R'代表苯基、C1-C4烷基取代苯基、甲氧基取代苯 基、鹵代苯基、氨基取代苯基、C4~C 8烷基、2-噻吩基中的任意一種，具體如苯基、4-甲氧基苯 基、4-甲基苯基、4-乙基苯基、3-氯苯基、3-氨基苯基、C4~C 6烷基等。
[0011] 上述的鹵代芳烴
式中R"代表HX1-C4烷基、C 1-C4烷氧基、硝基、三 氟甲基、三氟甲氧基、CmH2mCOOCJW1、COCJW1、2-噻吩基中的任意一種，其中m和η各自獨立 的代表1~3的整數(shù)，具體如Η、4-甲氧基、4-三氟甲氧基、3-三氟甲氧基、4-甲基、3-甲基、4-乙基、4-硝基、3-硝基、4-C 2H5C00CH3、4-C0CH3、4-三氟甲基、4-溴基、2-碘基、3-碘基等。
[0012] 本發(fā)明優(yōu)選CuI用量為鹵代芳烴摩爾量的1%，優(yōu)選炔酮用量為鹵代芳烴摩爾量的 4%〇
[0013]本發(fā)明以富含π-σ電子的炔酮為配體，用CuI催化鹵代芳經(jīng)與端炔的Sonogashira 交叉偶聯(lián)反應，避免了使用有毒的膦配體，且明顯減少了 CuI用量，反應操作簡單，安全可 靠，官能團兼容性好，產(chǎn)物收率高。
【具體實施方式】
[0014] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步詳細說明，但本發(fā)明的保護范圍不僅限于這些實 施例。
[0015] 實施例1
[0016] 將0.118(0.5111111〇1)4-甲氧基碘苯、0.00098(0.005111111〇1)〇11、0.0045 8(0.02臟〇1) 1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮和0.0689g(0.5mmol)K2C03加入史萊克管中，在 氮氣保護下加入3mL DMF，再加入66yL(0.6mmol)苯乙炔，反應體系在120°C反應12小時，自 然冷卻至室溫，用乙酸乙酯萃取，有機相經(jīng)柱層析分離（以二氯甲烷和石油醚的體積比為0: I、1:100、1:50、1: 10的混合液梯度洗脫），得到淡黃色固體1 -甲氧基-4-(苯乙炔基)苯，其產(chǎn) 率為80 %。
[0017] 實施例2
[0018] 在實施例1中，所用的1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮用等摩爾1-(1-萘基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮替換，其他步驟與實施例1相同，得到淡黃色固體1-甲氧基- 4-(苯乙炔基)苯，其產(chǎn)率為55%。
[0019] 實施例3
[0020] 在實施例1中，所用的1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮用等摩爾1-(4-甲氧基苯基)-3-(2-噻吩基)-2-乙炔基-1-酮替換，其他步驟與實施例1相同，得到淡黃色固 體1-甲氧基-4-(苯乙炔基)苯，其產(chǎn)率為79%。
[0021] 實施例4
[0022] 在實施例1中，所用的1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮用等摩爾1-(4-甲氧基苯基)-3-(4-甲基苯基)-2-乙炔基-1-酮替換，其他步驟與實施例1相同，得到淡黃色 固體1-甲氧基-4-(苯乙炔基)苯，其產(chǎn)率為62%。
[0023] 實施例5
[0024] 在實施例1中，所用的1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮用等摩爾1-(4-氯苯基)-3-(4-甲氧基苯基)-2-乙炔基-1-酮替換，其他步驟與實施例1相同，得到淡黃色固 體1-甲氧基-4-(苯乙炔基)苯，其產(chǎn)率為70%。
[0025] 實施例6
[0026] 在實施例丨中，所用的卜(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮用等摩爾1-(4-甲氧基苯基)-3-(4-甲氧基苯基)-2_乙炔基-1-酮替換，其他步驟與實施例1相同，得到淡黃 色固體1-甲氧基-4-(苯乙炔基)苯，其產(chǎn)率為78%。
[0027] 實施例7
[0028] 在實施例1中，所用的1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮用等摩爾1-(4-甲氧基苯基)-3-(4-乙基苯基)-2-乙炔基-1-酮替換，其他步驟與實施例1相同，得到淡黃色 固體1-甲氧基-4-(苯乙炔基)苯，其產(chǎn)率為61%。
[0029] 實施例8
[0030] 在實施例1中，所用的1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮用等摩爾1-(4-甲氧基苯基)-3-(3-乙基苯基)-2-乙炔基-1-酮替換，其他步驟與實施例1相同，得到淡黃色 固體1-甲氧基-4-(苯乙炔基)苯，其產(chǎn)率為60%。
[0031] 實施例9
[0032] 在實施例1中，所用的1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮用等摩爾1-(4-甲氧基苯基)-3-(2-乙基苯基)-2-乙炔基-1-酮替換，其他步驟與實施例1相同，得到淡黃色 固體1-甲氧基-4-(苯乙炔基)苯，其產(chǎn)率為58%。
[0033] 實施例10
[0034] 在實施例1中，所用的1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮用等摩爾1-(4-甲氧基苯基)-3-(4-溴苯基)-2-乙炔基-1-酮替換，其他步驟與實施例1相同，得到淡黃色固 體1-甲氧基-4-(苯乙炔基)苯，其產(chǎn)率為90%。
[0035] 實施例11
[0036] 在實施例1中，所用的4-甲氧基碘苯用等摩爾的4-甲基碘苯替換，反應時間延長至 24小時，其他步驟與實施例1相同，得到淡黃色固體1-甲基-4-(苯乙炔基）苯，其產(chǎn)率為 86% 〇
[0037] 實施例12
[0038] 在實施例1中，所用的4-甲氧基碘苯用等摩爾的4-硝基碘苯替換，反應時間延長至 24小時，其他步驟與實施例1相同，得到黃綠色固體1-硝基-4-(苯乙炔基）苯，其產(chǎn)率為 82%〇
[0039] 實施例13
[0040] 在實施例1中，所用的4-甲氧基碘苯用等摩爾的4-乙基碘苯替換，反應時間延長至 24小時，其他步驟與實施例1相同，得到黃色固體1-乙基-4-(苯乙炔基)苯，其產(chǎn)率為80%。 [0041 ] 實施例14
[0042]在實施例1中，所用的4-甲氧基碘苯用等摩爾的4-碘苯乙酮替換，反應時間延長至 24小時，其他步驟與實施例1相同，得到黃色固體1-(4-(苯乙炔基）苯基）乙酮，其產(chǎn)率為 83%〇
[0043] 實施例15
[0044] 在實施例1中，所用的4-甲氧基碘苯用等摩爾的4-碘苯甲酸乙酯替換，反應時間延 長至24小時，其他步驟與實施例1相同，得到黃棕色固體4_(苯乙炔基）苯甲酸乙酯，其產(chǎn)率 為 88 %。
[0045] 實施例16
[0046] 在實施例1中，所用的4-甲氧基碘苯用等摩爾的4-三氟甲基碘苯替換，其他步驟與 實施例1相同，得到白色固體1-三氟甲基-4-(苯乙炔基)苯，其產(chǎn)率為73%。
[0047] 實施例17
[0048]在實施例1中，所用的4-甲氧基碘苯用等摩爾的4-三氟甲氧基碘苯替換，反應時間 延長至24小時，其他步驟與實施例1相同，得到白色固體1-三氟甲氧基-4-(苯乙炔基)苯，其 產(chǎn)率為71 %。
[0049] 實施例18
[0050] 在實施例1中，所用的4-甲氧基碘苯用等摩爾的碘苯替換，其他步驟與實施例1相 同，反應時間延長至24小時，得到黃色固體2-二苯乙炔，其產(chǎn)率為88%。
[0051 ] 實施例19
[0052]在實施例1中，所用的4-甲氧基碘苯用等摩爾的3-甲氧基碘苯替換，反應時間延長 至24小時，其他步驟與實施例1相同，得到黃色固體1-甲氧基-3-(苯乙炔基)苯，其產(chǎn)率為 81%〇
[0053] 實施例20
[0054]在實施例1中，所用的4-甲氧基碘苯用等摩爾的3-甲基碘苯替換，反應時間延長至 24小時，其他步驟與實施例1相同，得到黃色固體1-甲基-3-(苯乙炔基)苯，其產(chǎn)率為76%。 [0055] 實施例21
[0056]在實施例1中，所用的4-甲氧基碘苯用等摩爾的3-三氟甲基碘苯替換，反應時間延 長至24小時，其他步驟與實施例1相同，得到淺黃色固體1-三氟甲基-3-(苯乙炔基)苯，其產(chǎn) 率為70%。
[0057] 實施例22
[0058]在實施例1中，所用的苯乙炔用等摩爾的4-乙基苯乙炔替換，反應時間延長至24小 時，其他步驟與實施例1相同，得到黃色固體1-甲氧基-4-(4-乙基-苯乙炔基)苯，其產(chǎn)率為 83%〇
[0059] 實施例23
[0060]在實施例1中，所用的苯乙炔用等摩爾的3-氨基苯乙炔替換，反應時間延長至24小 時，其他步驟與實施例1相同，得到黃色固體1-甲氧基-4-(3-氨基-苯乙炔基)苯，其產(chǎn)率為 78% 〇
[0061 ] 實施例24
[0062]在實施例1中，所用的苯乙炔用等摩爾的4-甲氧基苯乙炔替換，反應時間延長至24 小時，其他步驟與實施例1相同，得到黃色固體1，2_二(4-甲氧基苯基)乙炔，其產(chǎn)率為82%。 [0063] 實施例25
[0064]在實施例1中，所用的苯乙炔用等摩爾的2-乙炔基噻吩替換，反應時間延長為24h， 其他步驟與實施例1相同，得到黃色固體1-甲氧基-4-(2-噻吩基-乙炔基）苯，其產(chǎn)率為 60% 〇
【主權(quán)項】
1. 一種炔酮促進Cul催化Sonogashira偶聯(lián)反應的方法，其特征在于：以Cul為催化劑、 炔酮為配體、N，N-二甲基甲酰胺為溶劑，將鹵代芳烴與端炔、K 2C03按摩爾比為1:1~1.3:1~ 1.5,在惰性氣氛中110~130 °C反應12~24小時，得到炔類化合物，其中Cul用量為鹵代芳烴 摩爾量的0.5%~2%，炔酮用量為鹵代芳烴摩爾量的3%~5% ; 上述炔酮的結(jié)構(gòu)式如下所示：式中Ri代表苯基、&~C4烷基取代苯基、&~C4烷氧基取代苯基、鹵代苯基、1-萘基、2-噻 吩基中的任意一種，R2代表苯基、&~C4烷基取代苯基、&~C4烷氧基取代苯基、鹵代苯基、2-噻吩基中的任意一種。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的炔酮促進Cul催化Sonogashira偶聯(lián)反應的方法，其特征在于： 所述的Ri代表4-甲氧基苯基，R2代表苯基、4-溴苯基、2-噻吩基中的任意一種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的炔酮促進Cul催化Sonogashira偶聯(lián)反應的方法，其特征在 于:所述的端炔，式中R '代表苯基、&~(：4烷基取代苯基、甲氧基取代苯基、鹵 代苯基、氨基取代苯基、C4~C8烷基、2-噻吩基中的任意一種。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的炔酮促進Cul催化Sonogashira偶聯(lián)反應的方法，其特征在于： 所述的R '代表苯基、4-甲氧基苯基、4-甲基苯基、4-乙基苯基、3-氯苯基、3-氨基苯基、C4~C6 烷基中的任意一種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的炔酮促進Cul催化Sonogashira偶聯(lián)反應的方法，其特征在 于:所述的鹵代芳烴 >式中R"代表烷基、烷氧基、硝基、三氟甲 基、三氟甲氧基、CJ^C00CnH2n+1、C0CnH2n+1、2-噻吩基中的任意一種，其中m和η各自獨立的代 表1~3的整數(shù)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的炔酮促進Cul催化Sonogashira偶聯(lián)反應的方法，其特征在于： 所述的R"代表H、4-甲氧基、4-三氟甲氧基、3-三氟甲氧基、4-甲基、3-甲基、4-乙基、4-硝基、 3-硝基、4-C 2H5C00CH3、4-C0CH3、4-三氟甲基、4-溴基、2-碘基、3-碘基中的任意一種。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的炔酮促進Cul催化Sonogashira偶聯(lián)反應的方法，其特征在 于:所述的Cul用量為鹵代芳烴摩爾量的1%，炔酮用量為鹵代芳烴摩爾量的4%。
【文檔編號】C07C205/06GK105859495SQ201610292552
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】張偉強, 王賢, 謝遵園, 高子偉, 張國防, 楊金斗, 魏貞, 王振華, 王秀
【申請人】陜西師范大學