O催化脫羧偶聯(lián)反應(yīng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于脫羧偶聯(lián)反應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種1，2, 3-三氮唑單取代 1，3, 5-均三嗪類化合物協(xié)同CuS04 ? 5H20催化脫羧偶聯(lián)反應(yīng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 炔烴是有效構(gòu)建有機(jī)合成單元的一類重要物種。目前，過渡金屬催化的偶聯(lián)反應(yīng) 是合成炔經(jīng)的主要方法，常見的反應(yīng)有Negishi，Stille，Sonogashira等經(jīng)典的有機(jī)反應(yīng)。 但是這些反應(yīng)通常存在許多缺點(diǎn)：1.需要提前制備金屬試劑；2.這些金屬試劑對(duì)水空氣敏 感；3.金屬試劑要求多官能團(tuán)兼容；4.乙炔氣體作為炔源難以處理；5.引入的三甲基硅烷 基乙炔在反應(yīng)結(jié)束后會(huì)產(chǎn)生等當(dāng)量的有機(jī)廢物；6.引入的雙（三丁基錫）乙炔需要強(qiáng)堿來 脫保護(hù)。相比與這些反應(yīng)，用脫羧偶聯(lián)的方法去合成炔烴有眾多優(yōu)點(diǎn)：1.無需引入金屬試 劑，減少了金屬廢棄；2.副產(chǎn)物為C02低毒；3.原料為羧酸容易得到、穩(wěn)定易于保存。
[0003] 脫羧偶聯(lián)最早是在1966年Nilsson首次報(bào)道，其反應(yīng)產(chǎn)率低、底物局限、用到大量 的氧化亞銅，隨著蓬勃發(fā)展的有機(jī)合成方法的發(fā)展，2000年后大量的研究投入到脫羧偶聯(lián) 的研究。過渡金屬催化的脫酸偶聯(lián)反應(yīng)的催化體系通常使用貴金屬Pd，Ag及膦配體。這兩 類催化體系在催化脫酸偶聯(lián)反應(yīng)中均表現(xiàn)出良好的催化活性，但由于金屬Pd，Ag既是貴金 屬又是重金屬，不但使反應(yīng)體系成本高昂，不利于工業(yè)化推廣，而且造成后處理過程復(fù)雜， 環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)增加等一系列問題。
[0004] 非Pd金屬作為催化劑往往具有成本低廉、體系無毒的特點(diǎn)，該類催化體系逐漸進(jìn) 入人們的視野并占據(jù)一席之地，尤其是Cu催化的脫羧偶聯(lián)反應(yīng)，更是得到了人們的廣泛關(guān) 注。然而，不可忽視的是，各種Cu催化體系不同程度的存在需要較苛刻的反應(yīng)條件、催化效 率較低的問題，例如：需要較活潑不穩(wěn)定的銅鹽和富電子的配體的去提高Cu催化的脫酸偶 聯(lián)反應(yīng)的效率和活性。然而這類配體通常產(chǎn)對(duì)環(huán)境不友好，而且在一些體系中用量較大，易 造成環(huán)境污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述Cu催 化脫羧偶聯(lián)反應(yīng)存在的缺點(diǎn)，提供一種高效、低耗、安全的1，2, 3-三氮唑單取代1，3, 5-均 三嗪類化合物協(xié)同CuS04 ? 5H20催化脫羧偶聯(lián)反應(yīng)的方法。
[0006] 解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：以CuS04 ? 5H20為催化劑、1，2, 3-三氮 唑單取代1，3, 5-均三嗪類化合物為配體、N，N-二甲基甲酰胺為溶劑，將鹵代芳烴與苯丙炔 酸、K2C03按摩爾比為1:1~1. 5:2~3,在惰性氣氛中120~130°C反應(yīng)8~14小時(shí)，分離 純化產(chǎn)物，得到炔烴化合物。
[0007] 上述的1，2, 3-三氮唑單取代1，3, 5-均三嗪類化合物的結(jié)構(gòu)式為
式中R1代表Ci~C2烷氧基或?qū)籽趸交?，R2代表C3~C6烷基、苯 基、對(duì)位帶有(；~C5烷基的苯基、對(duì)位帶有CC5烷氧基的苯基中的任意一種；進(jìn)一步優(yōu) 選R1代表甲氧基或?qū)籽趸交?，R2代表己基、苯基、對(duì)甲基苯基、對(duì)乙基苯基、對(duì)戊基苯 基、對(duì)甲氧基苯基中的任意一種；其根據(jù)申請(qǐng)?zhí)枮?01510160510.X、發(fā)明名稱為"1，2, 3-三 氮唑單取代1，3, 5-均三嗪類化合物的合成方法"的發(fā)明專利申請(qǐng)中公開的方法制備得到。
[0008] 本發(fā)明優(yōu)選CuS04 ? 5H20與1，2, 3-三氮唑單取代1，3, 5-均三嗪類化合物的加入 量均為鹵代芳烴摩爾量的5%~15%，進(jìn)一步優(yōu)選&^04*511 20與1，2,3-三氮唑單取代 1，3, 5-均三嗪類化合物的加入量均為鹵代芳烴摩爾量的10%。
[0009] 上述的鹵代芳烴優(yōu)選為碘代芳烴，所述的碘代芳烴具體如
式中A、B、C 各自獨(dú)立的代表H、(；~C4烷基、CC4烷氧基、硝基等。
[0010] 本發(fā)明以1，2, 3-三氮唑單取代1，3, 5-均三嗪類化合物作為配體，用CuS04 ? 5H20 催化鹵代芳烴與苯丙炔酸的脫羧偶聯(lián)反應(yīng)，具有以下有益效果：
[0011] 1、配體1，2, 3-三氮唑單取代1，3, 5-均三嗪類化合物對(duì)水和氧穩(wěn)定，可以在空氣 中保存。
[0012] 2、CuS04 ? 5H20作為催化劑，相比一價(jià)銅更加穩(wěn)定，比傳統(tǒng)的活潑型Cu催化劑更穩(wěn) 定且廉價(jià)易得。
[0013] 3、反應(yīng)時(shí)間相對(duì)短。
[0014] 4、反應(yīng)體系無需添加膦配體，減少了環(huán)境污染，且具有良好的底物適用性，目標(biāo)產(chǎn) 物易分離純化并收率高。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于這些實(shí) 施例。
[0016] 實(shí)施例1
[0017] 在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將0. 1206g(0. 5mmol)對(duì)甲氧基鵬苯與0. 0870g(0. 5mmol)苯丙塊 酸、0? 0125g(0. 05mmol)CuS04.5H20、0. 1382g(l. 0mmol)K2C03、0. 0142g(0. 05mmol)2, 4-二甲 氧基-6- (4-苯基-1-氫-1，2, 3-三唑基）-1，3, 5-均三嗪加入3mLN，N-二甲基甲酰胺中， 攪拌混合均勻，升溫至130°C，恒溫反應(yīng)12小時(shí)，冷卻至常溫，用乙酸乙酯萃取，柱色譜分離 產(chǎn)物，得到1-甲氧基_4_(苯乙炔基）苯，其收率為93%。
[0018] 實(shí)施例2
[0019] 在實(shí)施例1中，所用的對(duì)甲氧基碘苯用等摩爾的鄰甲基碘苯替換，其他步驟與實(shí) 施例1相同，制備成1-甲氧基_2_(苯乙炔基）苯，其收率為86%。
[0020] 實(shí)施例3
[0021] 在實(shí)施例1中，所用的對(duì)甲氧基碘苯用等摩爾的碘苯替換，其他步驟與實(shí)施例1相 同，制備成1，2-二苯乙炔，其收率為95%。
[0022] 實(shí)施例4
[0023] 在實(shí)施例1中，所用的對(duì)甲氧基碘苯用等摩爾的鄰甲基碘苯替換，其他步驟與實(shí) 施例1相同，制備成1-甲基_2_(苯乙炔基）苯，其收率為83%。
[0024] 實(shí)施例5
[0025] 在實(shí)施例1中，所用的對(duì)甲氧基碘苯用等摩爾的間甲基碘苯替換，其他步驟與實(shí) 施例1相同，制備成1-甲基_3_(苯乙炔基）苯，其收率為80%。
[0026] 實(shí)施例6
[0027] 在實(shí)施例1中，所用的對(duì)甲氧基碘苯用等摩爾的3-硝基碘苯替換，其他步驟與實(shí) 施例1相同，制備成1-硝基-3-(苯乙炔基）苯，其收率為61 %。
[0028] 實(shí)施例7
[0029] 在實(shí)施例1中，所用的2, 4-二甲氧基-6-(4_苯基-1-氫-1，2, 3-三唑 基）-1，3, 5-均三嗪用等摩爾的2- (4- (4-乙基苯基）-1-氫-1，2, 3-三唑基）-4, 6-二甲氧 基-1，3, 5-均三嗪替換，其他步驟與實(shí)施例1相同，制備成1-甲氧基_4_(苯乙炔基）苯， 其收率為95%。
[0030] 實(shí)施例8
[0031] 在實(shí)施例1中，所用的2, 4-二甲氧基-6-(4-苯基-1-氫-1，2, 3-三唑 基）-1，3, 5-均三嗪用等摩爾的2, 4-二甲氧基-6-(4-(4-戊基苯基）-1_氫-1，2, 3-三唑 基）-1，3, 5-均三嗪氧基-1，3, 5-均三嗪替換，其他步驟與實(shí)施例1相同，制備成1-甲氧 基-4-(苯乙炔基）苯，其收率為99%。
[0032] 實(shí)施例9
[0033] 在實(shí)施例1中，所用的2, 4-二甲氧基-6-(4_苯基-1-氫-1，2, 3-三唑 基）-1，3, 5-均三嗪用等摩爾的2, 4-二甲氧基-6-(4-(4-甲基苯基）-1_氫-1，2, 3-三唑 基）-1，3, 5-均三嗪替換，其他步驟與實(shí)施例1相同，制備成1-甲氧基_4_(苯乙炔基）苯， 其收率為99%。
[0034] 實(shí)施例10
[0035] 在實(shí)施例1中，所用的2, 4-二甲氧基-6-(4_苯基-1-氫-1，2, 3-三唑 基）-1，3, 5-均三嗪用等摩爾的2, 4-二甲氧基-6- (4- (4-甲氧基苯基）-1-氫-1，2, 3-三 唑基）_1，3, 5-均三嗪替換，其他步驟與實(shí)施例1相同，制備成1-甲氧基_4_(苯乙炔基） 苯，其收率為92%。
[0036] 實(shí)施例11
[0037] 在實(shí)施例1中，所用的2, 4-二甲氧基-6-(4_苯基-1-氫-1，2, 3-三唑 基）-1，3, 5-均三嗪用等摩爾的2-(4_己基-1-氫-1，2, 3-三唑基）-4, 6-二甲氧 基-1，3, 5-均三嗪替換，其他步驟與實(shí)施例1相同，制備成1-甲氧基_4_(苯乙炔基）苯， 其收率為99%。
[0038] 實(shí)施例12
[0039] 在實(shí)施例1中，所用的2, 4-二甲氧基-6-(4_苯基-1-氫-1，2, 3-三唑 基）-1，3, 5-均三嗪用等摩爾的2- (4- (4-乙基苯基）-1-氫-1，2, 3-三唑基）-4, 6-二（4-甲 氧基苯基）-1，3, 5-均三嗪替換，其他步驟與實(shí)施例1相同，制備成1-甲氧基_4_(苯乙炔 基）苯，其收率為95%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種1，2, 3-三氮唑單取代1，3, 5-均三嗪類化合物協(xié)同CuSO4 ? 5H20催化脫羧偶聯(lián) 反應(yīng)的方法，其特征在于：以CuSO4 ? 5H20為催化劑、1，2, 3-三氮唑單取代1，3, 5-均三嗪類 化合物為配體、N，N-二甲基甲酰胺為溶劑，將鹵代芳烴與苯丙炔酸、K2CO3按摩爾比為1:1~ 1. 5:2~3,在惰性氣氛中120~130°C反應(yīng)8~14小時(shí)，分離純化產(chǎn)物，得到炔烴化合物； 上述的1，2, 3-三氮唑單取代1，3, 5-均三嗪類化合物的結(jié)構(gòu)式為式中R1代表CC2烷氧基或?qū)籽趸交?，R2代表C3~C6烷基、苯基、對(duì)位帶有CC5 烷基的苯基、對(duì)位帶有(；~C5烷氧基的苯基中的任意一種。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的1，2, 3-三氮唑單取代1，3, 5-均三嗪類化合物協(xié)同 CuSO4 *5H20催化脫羧偶聯(lián)反應(yīng)的方法，其特征在于：所述的R1代表甲氧基或?qū)籽趸交?R2代表己基、苯基、對(duì)甲基苯基、對(duì)乙基苯基、對(duì)戊基苯基、對(duì)甲氧基苯基中的任意一種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的1，2, 3-三氮唑單取代1，3, 5-均三嗪類化合物協(xié)同 CuSO4 ? 5H20催化脫羧偶聯(lián)反應(yīng)的方法，其特征在于：所述的CuSO4 ? 5H20與1，2, 3-三氮唑 單取代1，3, 5-均三嗪類化合物的加入量均為鹵代芳烴摩爾量的5%~15%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的1，2, 3-三氮唑單取代1，3, 5-均三嗪類化合物協(xié)同 CuSO4 ? 5H20催化脫羧偶聯(lián)反應(yīng)的方法，其特征在于：所述的CuSO4 ? 5H20與1，2, 3-三氮唑 單取代1，3, 5-均三嗪類化合物的加入量均為鹵代芳烴摩爾量的10%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的1，2, 3-三氮唑單取代1，3, 5-均三嗪類化合物協(xié)同 CuSO4 ? 5H20催化脫羧偶聯(lián)反應(yīng)的方法，其特征在于：所述的鹵代芳烴為碘代芳烴。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的1，2, 3-三氮唑單取代1，3, 5-均三嗪類化合物協(xié)同 CuSO4 ? 5H20催化脫羧偶聯(lián)反應(yīng)的方法，其特征在于：所述的碘代芳烴B、C各自獨(dú)立的代表H、(；~C4烷基、C廣C4烷氧基、硝基中的任意一種。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種1,2,3-三氮唑單取代1,3,5-均三嗪類化合物協(xié)同CuSO4·5H2O催化脫羧偶聯(lián)反應(yīng)的方法，該方法以穩(wěn)定性好、廉價(jià)易得的CuSO4·5H2O和對(duì)水、空氣穩(wěn)定、高對(duì)官能團(tuán)化的三嗪類化合物為催化體系，催化鹵代芳烴與苯丙炔酸的脫羧偶聯(lián)反應(yīng)，該反應(yīng)體系無需使用傳統(tǒng)膦配體，減少了環(huán)境污染，且具有良好的底物適用性，目標(biāo)產(chǎn)物易分離純化并收率高。本發(fā)明是一種高效、安全的脫羧偶聯(lián)反應(yīng)體系，可應(yīng)用于一步構(gòu)筑Csp-Csp2鍵。
【IPC分類】B01J31/22, C07C43/215, C07B37/00, C07C201/12, C07C41/30, C07C205/06, C07C1/32, C07C15/54
【公開號(hào)】CN105130722
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510523014
【發(fā)明人】高子偉, 王振華, 王秀, 孫華明, 張偉強(qiáng), 張國防, 楊丹
【申請(qǐng)人】陜西師范大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年8月24日