CN102381917B - 一种联苯类化合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种联苯类化合物的制备方法，属于化学合成技术领域，其特征在于，包括以下步骤：以芳基重氮盐与芳基硅醚衍生物为反应原料，在有机溶剂存在下，在钯催化剂作用下进行偶联反应，制备得到联苯类化合物。本发明原料采用易制备的芳基重氮盐化合物，具有很高的实用性和选择性。且制备过程不需要任何惰性气体的保护，在空气中能很好的进行；反应条件简单，在室温条件下即可进行反应，且反应时间短，反应产率高，反应完成后，经过简单的后处理就能得到产物，生物相容性好。不需要加入膦配体和氟离子或氢氧根离子作为添加剂，生产成本低廉。
Description
技术领域:
本发明涉及一种联苯类化合物的制备方法,属于化学合成技术领域。
背景技术：
联苯是重要的有机原料，广泛用于医药、农药、染料、液晶材料等领域。可以用来合成增塑剂、防腐剂，还可以用于制造燃料、工程塑料和高能燃料等。联苯存在于煤焦油、原油和天然气中。联苯的制备方法有通过苯热解制联苯等的化学合成法和通过各种煤焦油馏分制联苯的分离提取法。联苯在煤焦油中的质量分数为0.20%-0.40%，目前煤焦油提取法和化学合成法并存。
联苯类化合物是有机合成中一种常用的结构单元，它们常用于各种有机化合物的制备，目前，文献所报道的该类化合物合成研究所用的方法为过渡金属催化的偶联反应，包括Suzuki偶联, Negishi偶联, Stille偶联, Hiyama偶联,Kumada偶联,Ullmann偶联方法等（Suzuki和Negishi还获得了2011诺贝尔化学奖），因此，研究条件更加温和，是非常有必要和有经济价值的。
近年来，利用廉价易得、生物相容性的有机硅烷参与的偶联反应研究取得了巨大发展。和其他有机金属试剂相比，有机硅烷有着其独特的生质。有机硅试剂比镁试剂、锌试剂稳定；有机锡化合物有着高毒性，而硅元素是—种对环境友好的元素，有机硅化合物最终氧化成无生物活性的硅胶，参与的反应副产物少目，产物易于处理，对环境友好，从环保的角度看，有机硅烷已经成了有机锡化合物最好的替代物；硼试剂难于纯化，一些硼试剂不稳定，容易发生脱硼反应形成自身偶联产物，而硅试剂性质稳定易得所以硅试剂在工业应用中也深受欢迎。卤代芳烃与有机硅试剂在钯的催化作用下进行交叉偶联反应生成联苯类化合物的反应被称为Hiyama偶联反应，是合成不对称联苯化合物的一种重要手段（Hiyama, T. In Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions; Diederich, F., Stang, P. J., Eds.; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 1998）。Deshong成功的将该偶联反应作为关键步骤应用到秋水仙碱衍生物Allocolchicinoids的合成中，此类化合物具有微管蛋白抑制活性。（DeShong, P. Org. Lett. 2006，8, 3951-3954）。
但上述反应依然会存在一些问题如：1、该反应需要惰性气体的保护下进行；同时对于温度条件要求较高；2、反应时间较长，产率不高；3、反应需要加入膦配体和氟离子或氢氧根离子作为添加剂，生产成本较高。
有基于此，申请人作出本发明。
发明内容：
本发明的目的是提供一种反应条件简单、反应时间短、产率高且生产成本低的联苯类化合物的制备方法。
本发明为实现上述目的采取的技术方案如下，一种联苯类化合物的制备方法，包括以下步骤：以芳基重氮盐与芳基硅醚衍生物为反应原料，在有机溶剂存在下，在钯催化剂作用下进行偶联反应，制备得到联苯类化合物。
本发明涉及的反应方程式如下：
本发明的进一步设置如下：
所述的芳基重氮盐为苯基四氟硼酸重氮盐、对甲氧基苯基四氟硼酸重氮盐、对甲基苯基四氟硼酸重氮盐、对氯苯基四氟硼酸重氮盐、对溴苯基四氟硼酸重氮盐、对碘苯基四氟硼酸重氮盐、对硝基苯基四氟硼酸重氮盐、邻氯苯基四氟硼酸重氮盐、邻硝基苯基四氟硼酸重氮盐或萘基四氟硼酸重氮盐。
所述的芳基硅醚衍生物为苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、2,6-二甲基苯基三甲氧基硅烷、4-甲基苯基三甲氧基硅烷、 3-氟苯基三甲氧基硅烷、4-三氟甲基苯基三甲氧基硅烷或2-苯并呋喃三甲氧基硅烷。
所述的芳基重氮盐与芳基硅醚衍生物的摩尔比为0.5:0.5～1。
所述的有机溶剂优选为甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇或正戊醇。
所述的反应温度为5～30oC，优选为25oC；反应时间为5～12小时，优选为6小时；所述的钯催化剂优选为醋酸钯，醋酸钯的用量优选为芳基重氮盐的5mol%。
本发明的芳基重氮盐可通过以下方法制备：在600ml烧杯中，将0.25mol苯胺溶于63ml浓HCl和63ml水混合液中，混合物冷却至0-5摄氏度，搅拌下苯胺盐酸盐结晶析出。继续搅拌滴加18g（6.26mol）亚硝酸钠溶于40ml水溶液，终点用淀粉-KI试纸检验，温度不超过5摄氏度。继续搅拌下将40g四氟硼酸钠溶于80ml水的溶液加入重氮盐溶液中，再继续搅拌10分钟，过滤，立刻用25ml 5%四氟硼酸钠溶液冲洗3次，再用15ml甲醇洗两次，最后用乙醚洗几次。
本发明的有益效果如下：
1、本发明采用芳基重氮盐化合物与芳基硅醚通过钯催化偶联反应，制备联苯类化合物，该联苯类化合物为不对称联苯类化合物。
2、原料采用易制备的芳基重氮盐化合物，具有很高的实用性和选择性。
3、本发明的制备过程不需要任何惰性气体的保护，在空气中能很好的进行；
4、本发明的反应条件简单，在室温条件下即可进行反应，且反应时间短，反应产率高，反应完成后，经过简单的后处理就能得到产物，生物相容性好。
5、本发明的制备方法不需要加入膦配体和氟离子或氢氧根离子作为添加剂，生产成本低廉。
以下结合实施例对本发明作进一步说明，以下实施例将有助于理解本发明，但不构成对本发明的限制：
具体实施方式：
实施例1：芳基重氮盐的制备。
在600ml烧杯中，将0.25mol苯胺溶于63ml浓HCl和63ml水混合液中，混合物冷却至0-5摄氏度，搅拌下苯胺盐酸盐结晶析出。继续搅拌滴加18g（6.26mol）亚硝酸钠溶于40ml水溶液，终点用淀粉-KI试纸检验，温度不超过5摄氏度。继续搅拌下将40g四氟硼酸钠溶于80ml水的溶液加入重氮盐溶液中，再继续搅拌10分钟，过滤，立刻用25ml 5%四氟硼酸钠溶液冲洗3次，再用15ml甲醇洗两次，最后用乙醚洗几次，备用。
实施例2：钯催化偶联反应。
称取0.5 mmol 的苯基四氟硼酸重氮盐，0.025 mmol的醋酸钯加入反应器中，将0.6 mmol的二苯基二甲氧基硅烷溶于2ml的无水甲醇中，室温滴加到反应器中，在25 oC下搅拌6小时。反应完毕滤除其中不溶物，旋干溶剂后，用石油醚/乙酸乙酯进行柱分离，得分析纯产品，产率为86 %。
1H NMR ( 400 MHz, CDCl3, TMS ) δ 7.55 ( t, J = 6.8 Hz, 2 H ), 7.38-7.48 ( m, 4 H ), 7.32 ( t, J = 7.2 Hz, 1 H ), 7.21 ( d, J = 7.6 Hz, 2 H ), 2.33 ( s, 3 H ). HRMS (EI) Calcd for C13H12 (M+) 168.0939, Found 168.0936。
选择不同反应原料，以及不同反应条件，得制备实施例3～6如下。
实施例3：
称取0.5 mmol 的苯基四氟硼酸重氮盐，0.025 mmol的醋酸钯加入反应器中，将0.6 mmol的4-甲基苯基三甲氧基硅烷溶于2ml的无水甲醇中，室温滴加到反应器中，在20 oC下搅拌12小时。反应完毕滤除其中不溶物，旋干溶剂后，用石油醚/乙酸乙酯进行柱分离，得分析纯产品，产率为87 %。
1H NMR ( 400 MHz, CDCl3, TMS ) δ 7.47 ( d, J = 8.0 Hz, 4 H ), 7.45 ( d, J = 7.6 Hz, 4 H ), 2.37 ( s, 6 H ). HRMS (EI) Calcd for C14H14 (M+) 182.1096, Found 182.1099。
实施例4：
称取0.5 mmol 的对溴苯基四氟硼酸重氮盐，0.025 mmol的醋酸钯加入反应器中，将1.0 mmol的二苯基二甲氧基硅烷溶于2ml的无水甲醇中，室温滴加到反应器中，在25 oC下搅拌12小时。反应完毕滤除其中不溶物，旋干溶剂后，用石油醚/乙酸乙酯进行柱分离，得分析纯产品，产率为89 %。
1H NMR ( 400 MHz, CDCl3, TMS ) δ 7.58 ( d, J = 7.2 Hz, 1 H ), 7.51-7.54 (m, 3 H ), 7.39-7.43 (m, 3 H ), 7.30-7.37 ( m, 2 H ). HRMS (EI) Calcd for C12H9Br (M+) 231.9888, Found 231.9887.
实施例5：
称取0.5 mmol 的对甲基四氟硼酸重氮盐，0.025 mmol的醋酸钯加入反应器中，将1.0 mmol的二苯基二甲氧基硅烷溶于2ml的无水甲醇中，室温滴加到反应器中，在30oC下搅拌6小时。反应完毕滤除其中不溶物，旋干溶剂后，用石油醚/乙酸乙酯进行柱分离，得分析纯产品，产率为86 %。
1H NMR ( 400 MHz, CDCl3, TMS ) δ 7.55 ( t, J = 6.8 Hz, 2 H ), 7.38-7.48 ( m, 4 H ), 7.32 ( t, J = 7.2 Hz, 1 H ), 7.21 ( d, J = 7.6 Hz, 2 H ), 2.33 ( s, 3 H ). HRMS (EI) Calcd for C13H12 (M+) 168.0939, Found 168.0936。
实施例6：
称取0.5 mmol 的3,5-二甲基四氟硼酸重氮盐，0.025 mmol的醋酸钯加入反应器中，将1.0 mmol的二苯基二甲氧基硅烷溶于2ml的无水甲醇中，室温滴加到反应器中，在25 oC下搅拌6小时。反应完毕滤除其中不溶物，旋干溶剂后，用石油醚/乙酸乙酯进行柱分离，得分析纯产品，产率为85 %。
1H NMR ( 400 MHz, CDCl3, TMS ) δ 7.56-7.60 ( m, 3 H ), 7.39-7.45 ( m, 3 H ), 7.34 ( t, J = 7.2 Hz, 1 H ), 7.20 ( t, J = 8.0 Hz, 1 H ), 2.38 ( s, 3 H ), 2.29 ( s, 3 H ). HRMS (EI) Calcd for C14H14 (M+) 182.1096, Found 182.1098。
Claims (2)
1.一种联苯类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以芳基重氮盐与芳基硅醚衍生物为反应原料，在有机溶剂存在下，在钯催化剂作用下进行偶联反应，制备得到联苯类化合物；所述的反应温度为5～30oC，反应时间为5～12小时，所述的钯催化剂为醋酸钯，醋酸钯的用量为芳基重氮盐的5mol%；
所述的芳基重氮盐为苯基四氟硼酸重氮盐、对甲氧基苯基四氟硼酸重氮盐、对甲基苯基四氟硼酸重氮盐、对氯苯基四氟硼酸重氮盐、对溴苯基四氟硼酸重氮盐、对碘苯基四氟硼酸重氮盐、对硝基苯基四氟硼酸重氮盐、邻氯苯基四氟硼酸重氮盐或邻硝基苯基四氟硼酸重氮盐；
所述的芳基硅醚衍生物为苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、2,6-二甲基苯基三甲氧基硅烷、4-甲基苯基三甲氧基硅烷、3-氟苯基三甲氧基硅烷或4-三氟甲基苯基三甲氧基硅烷。
2.根据权利要求1所述的一种联苯类化合物的制备方法，其特征在于：所述的芳基重氮盐与芳基硅醚衍生物的摩尔比为0.5:0.5～1。
3. 根据权利要求1所述的一种联苯类化合物的制备方法，其特征在于：所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇或正戊醇。
4. 根据权利要求1所述的一种联苯类化合物的制备方法，其特征在于：所述的反应温度为25oC；反应时间为6小时。
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