1,3－二炔衍生物的製備方法

2023-06-02 17:01:16 2

專利名稱：1,3－二炔衍生物的製備方法
技術領域：
本發明涉及有機化學領域，，具體是指一種以末端炔烴為原料的1，3-二炔衍生物的製備方法。
背景技術：
1，3-二炔是許多天然產物、發光材料和超分子化合物的重要結構單元，目前文獻報導的合成方法主要有兩類一是以銅鹽作為催化劑，在鹼和氧化劑的作用下反應得到目標產物。在這類反應中，需要當量的銅試劑以及大量的有機胺存在反應才能進行，如Hay報導的反應就使用了大量的吡啶或四甲基乙二胺作為參與反應的鹼(Hay，A.S.；Oxidative Coupling of Acetylenes.[J]J.Org.Chem.；1962；27(9)；3320)；另一類是鈀催化的反應，目前使用的主要有以下五種催化體系(1)Pd(PPh3)4，CuI，Et3N和氯代丙酮在苯溶劑中反應(Rossi，R.；Carpita，A.；Bigelli，C.A Palladium-promoted Route to3-alkyl-4-(I-alkynyl)-hexa-1，5-Dyn-3-enes and/or 1，3-dienes.[J]Tetrahedron Lett.1985，26，523.)；(2)Pd(dba)2，n-Bu4NBr，NaOH和烯丙基溴在二氯甲烷溶劑中反應(Vlassa，M.；Ciocan-Tarta，I.；Margineanu，F.；Oprean，I.Synthesisof Diynes by Phase Transfer Catalysis in the Presence of a Pd(O)Catalyst.[J]Tetrahedron 1996，52，1337.)；(3)PdCl2(PPh3)2，CuI和碘在三異丙胺溶劑中反應(Liu，Q.；Burton，D.J.A Facile Synthesis ofDiynes.[J]Tetrahedron Lett.1997，38，4371.)；(4)PdCl2(PPh3)2，CuI，胺(三乙胺或Dabco)和溴代丙酮在四氫呋喃中反應(Lei，A.；Srivastava，M.；Zhang，X.Transmetalation of Palladium Enolate and Its Application inPalladium-Catalyzed Homocoupling of AlkynesA Room-Temperature，Highly Efficient Route To Make Diynes.[J]J.Org.Chem.2002，67，1969.)；(5)PdCl2(PPh3)2，CuI，PPh3，和O2在三乙胺乙腈混合溶劑中反應(Fairlamb，I.J.S.；Bauerlein，P.S.；Marrison，L.R.；Dickinson，J.M.Pd-catalysed cross coupling of terminal alkynes to diynes in theabsence of a stoichiometric additive.[J]Chem.Commun.2003，632.)。除了需要加入三苯基膦和相轉移催化劑外，大部分的反應都是在乙腈和三乙胺等有毒刺激性的溶劑中進行的，一些反應還用到昂貴的有腐蝕性的氧化劑，所以大大限制了其應用，更不利於實現反應的工業化。

發明內容
本發明的目的在於針對現有技術中的不足，提供一種環境友好的1，3-二炔衍生物的製備方法，該方法的原料易得，反應條件溫和，整個操作過程簡單易行，而且催化劑可以反覆使用多次。
本發明的1，3-二炔衍生物的製備方法，包括以下步驟(1)在水和有機溶劑體積比為1～50∶10的混合溶劑中加入摩爾份數為100份的末端炔烴、1～3份的PS-PEG-PR2負載的氯化鈀、4～6份的碘化亞銅和200～230份的過氧化物，0～90℃下攪拌反應4～48h；所述載體PS-PEG-PR2中的PS是聚苯乙烯，PEG是聚乙二醇，P是磷，R是芳基和/或烷基。
(2)在步驟(1)所得的反應物中加入無水乙醚，靜置分層，將上層有機相倒出，萃取，合併有機相，乾燥、去除溶劑。產物的收率為67～97％。
為了提高產物純度，還可以包括步驟(3)，對步驟(2)得到的產物採用石油醚和乙酸乙酯的體積比為30∶1的柱層析進行分離純化。
所述有機溶劑是與水互溶的常規溶劑，本發明優選脂肪醇、直鏈酮、磷醯胺或腈。
所述過氧化物優選過碳酸鹽、過硼酸鹽、過硫酸鹽或雙氧水。
本發明所用的催化劑是PS-PEG-PR2負載的氯化鈀，可以重複利用5次以上，在第四次使用仍然可以催化反應得到82％以上的收率，催化劑回收途徑通過過濾、洗滌和真空乾燥實現。由催化劑和介質組成的反應體系同樣也可以重複使用多次，第四次使用催化反應仍有64％以上的收率。
催化劑為負載的小球，本反應屬非均相的反應，為促進反應的進行，攪拌的速率應保證催化劑與反應物和溶劑充分接觸。
過氧化物通常不是很穩定，其活性氧含量會隨時間的推移而慢慢降低，採用本發明優選的過氧化物反應的結果通常較好。
金屬離子可以使過氧化物的緩慢分解放出氧氣，大量製備時不能採用密閉體系，否則過多的氧氣會使體系的壓強增大。
反應的進程可以用TLC(薄層色譜法)監測，展開劑為純的正己烷，產物Rf值0.7左右。
反應結束後用無水乙醚淬滅反應，為保證產物在水相無殘留，需用無水乙醚萃取3次以上。合併有機相，乾燥，濃縮得純度在90％以上的粗產物。
本發明與現有技術相比具有如下優點本發明在製備過程中實現了溶劑、催化劑、氧化劑的綠色化，原料廉價易得，而且還可以回收使用，可以較大規模製備所需目標產物，同時有效地避免使用對環境有害的物質和限制了對環境汙染物的排放；該製備工藝在溫和條件下就可以進行，而且操作簡便。
具體實施例方式
實施例1在一裝有水和丙酮混合溶劑(V/V＝1∶10)的燒瓶中加入摩爾份數為100份的甲基丁炔醇、1份的PS-PEG400-PPh2負載的氯化鈀、6份的碘化亞銅和230份的過硼酸鈉，磁力攪拌下0℃反應24h。反應完畢後，加入無水乙醚萃取反應物，靜置分層，將上層有機相倒出，如此反覆萃取多次，合併有機相，無水MgSO4乾燥，去除溶劑得白色固體，收率87％。
實施例2在一裝有水和HMPA(六甲基磷醯胺)混合溶劑(V/V＝5∶1)的燒瓶中加入摩爾份數為100份的丙炔醇、3份的PS-PEG5000-PPh2負載的氯化鈀、4份的碘化亞銅和200份的30％雙氧水，機械攪拌下70℃反應4h。反應完畢後，加入無水乙醚萃取反應物，靜置分層，將上層有機相倒出，如此反覆萃取多次，合併有機相，無水Na2SO4乾燥，旋幹溶劑得白色固體，收率82％。
實施例3在一裝有水和乙腈混合溶劑(V/V＝3∶1)的燒瓶中加入摩爾份數為100份的甲基丁炔醇、2份的PS-PEG400-PPh2負載的氯化鈀、5份的碘化亞銅和220份的過碳酸鈉，磁力攪拌下室溫反應12h。反應完畢後，加入無水乙醚萃取反應物，靜置分層，將上層有機相倒出，如此反覆萃取多次，合併有機相，無水CaCl2乾燥，旋幹溶劑得白色固體，收率97％。
實施例4在一裝有水和乙醇混合溶劑(V/V＝1∶2)的燒瓶中加入摩爾份數為100份的炔丙氯、2份的PS-PEG400-PBu2負載的氯化鈀、5份的碘化亞銅和220份的過硫酸鉀，磁力攪拌下40℃反應18h。反應完畢後，加入無水乙醚萃取反應物，靜置分層，將上層有機相倒出，如此反覆萃取多次，合併有機相，無水MgSO4乾燥，旋幹溶劑得黃色液體，收率67％。
實施例5在一裝有水和乙腈混合溶劑(V/V＝1∶4)的燒瓶中加入摩爾份數為100份的甲基丁炔醇、2份的PS-PEG5000-PBu2負載的氯化鈀、5份的碘化亞銅和220份的過硫酸銨，磁力攪拌下50℃反應36h。反應完畢後，加入無水乙醚萃取反應物，靜置分層，將上層有機相倒出，如此反覆萃取多次，合併有機相，無水MgSO4乾燥，旋幹溶劑得白色固體，收率85％。
實施例6在一裝有水和乙腈混合溶劑(V/V＝1∶1)的燒瓶中加入摩爾份數為100份的苯乙炔、2份的PS-PEG400-PBu2負載的氯化鈀、5份的碘化亞銅和220份的過碳酸鈉，磁力攪拌下90℃反應12h。反應完畢後，加入無水乙醚萃取反應物，靜置分層，將上層有機相倒出，如此反覆萃取多次，合併有機相，無水MgSO4乾燥，旋幹溶劑得白色固體，收率89％。
分析實施例1、3、5中得到的白色固體化合物的結構，並與文獻(Jiang，H.；Tang，J.；Wang，A.；Deng，G.；Yang，S.；Homocoulping of alkynes in scCO2.Synthesis，)對照，結果證實該白色化合物是2，7-二甲基-3，5-二辛炔-2，7-二醇(結構式I)。
分析數據如下1H NMR(400MHz，CDCl3)δppm1.511(s，12H)，1.734s，2H)；MS m/z 151，134，105，77，43，39；IR(KBr pellet)3573cm-1，2983cm-1，2143cm-1，1370cm-1，1169cm-1.
分析實施例2中得到的白色固體化合物的結構，並與文獻(Jiang，H.；Tang，J.；Wang，A.；Deng，G.；Yang，S.；Homocoulping of alkynes in scCO2.Synthesis，)對照，結果證實該白色化合物是2，4-己二炔-1，6-二醇(結構式II)。
分析數據如下1H NMR(400MHz，CDCl3)δppm4.332(s，4H)MS m/z 110(M+)，92，81，63，53，39.IR(thin layer)3610cm-1，3120cm-1，2119cm-1，1468cm-1，1350cm-1，1040cm-1.
分析實施例4中得到的黃色液體的結構，並與文獻(Jiang，H.；Tang，J.；Wang，A.；Deng，G.；Yang，S.；Homocoulping of alkynes in scCO2.Synthesis，)對照，結果證實該白色化合物是1，6-二氯-2，4-二己炔(結構式III)。
分析數據如下1H NMR(400MHz，CDCl3)δppm4.185(s，4H)；MS m/z 150，148，146，113，111，75，45，37；IR(thin layer)2970cm-1，2828cm-1，2153cm-1，1439cm-1，1376cm-1，1247cm-1，699cm-1.
分析實施例6中得到的白色固體化合物的結構，並與文獻(Jiang，H.；Tang，J.；Wang，A.；Deng，G.；Yang，S.；Homocoulping of alkynes in scCO2.Synthesis，)對照，結果證實該白色化合物是1，4-二苯基-1，3-二丁炔(結構式IV)。
分析數據如下1H NMR(400MHz，CDCl3)δppm7.361-7.529(m，4H)，7.240-7.361(m，6H)；MS m/z 202(M+)，174，150，101，88，74，63，50.
權利要求
1.一種1，3-二炔衍生物的製備方法，其特徵在於包括以下步驟(1)在水和有機溶劑體積比為1～50∶10的混合溶劑中加入摩爾份數為100份的末端炔烴、1～3份的PS-PEG-PR2負載的氯化鈀、4～6份的碘化亞銅和200～230份的過氧化物，0～90℃下攪拌反應4～48h；所述PS-PEG-PR2中的PS為聚苯乙烯；PEG為聚乙二醇；P是磷，R為芳基和/或烷基；(2)在步驟(1)所得的反應物中加入無水乙醚，靜置分層，將上層有機相倒出，萃取，合併有機相，乾燥、去除溶劑。
2.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於還包括步驟(3)，對步驟(2)得到的產物採用石油醚和乙酸乙酯的體積比為30∶1的柱層析進行分離純化。
3.根據權利要求1或2所述的製備方法，其特徵在於所述有機溶劑為脂肪醇、直鏈酮、磷醯胺或腈。
4.根據權利要求3所述的製備方法，其特徵在於所述過氧化物為過碳酸鹽、過硼酸鹽、過硫酸鹽或雙氧水。
全文摘要
本發明涉及一種1，3－二炔衍生物的製備方法，包括在水和有機溶劑的混合溶劑中加入末端炔烴、PS－PEG－PR
文檔編號C07C5/00GK1919810SQ20061012218
公開日2007年2月28日 申請日期2006年9月15日 優先權日2006年9月15日
發明者江煥峰, 周磊, 詹海鶯, 王阿忠, 劉海靈 申請人:華南理工大學