一種取代烯烴的製備方法
2023-10-10 08:31:14
專利名稱：一種取代烯烴的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種取代烯烴的製備，具體涉及一種催化偶聯合成取代烯烴的方法，尤其是一種依次發生Heck偶聯和脫羧偶聯的串聯反應製得取代烯烴的方法。
背景技術：
雙鍵廣泛存在於醫藥和材料的中間體中，近十年來關於其有效合成受到了人們的廣泛關注。因此找到一種新型的合成方法對其在應用方面的發展尤為重要。現有技術中，合成取代烯烴的方法有以下幾種
[I ]最直接的合成方法則是由滷代烴經磷鹽製得的磷葉立德與醛、酮反應合成烯烴的反應，即 WUtig 反應(參見G. Wittig; Chem. Ber. 1954，87，1318)。 ⑵在2006年，Gang Zou課題組報導了用鈀配合物作催化劑，醋酸鈉作鹼、TBAB為溶劑在120oC反應，得到多取代的烯烴(參見G. Zou, ff. Huang; New J. Chem. , 2006，30， 803-809)o[31在2001年，日本京東大學的Yoshida課題組發現用2-吡啶，二甲基乙烯基矽烷先發生Heck反應然後發生Hiyama偶聯,也能得到多取代的烯烴(參見Kenichiro Itami,Jun-ichi Yoshida; J. Am. Chem. Soc., 2001， 123， 11577-11585)。為了擴大適用底物的範圍，需要研究新的取代烯烴的製備方法。
發明內容
本發明的發明目的是提供一種取代烯烴的製備方法，以擴大適用底物的範圍。為達到上述發明目的，本發明採用的技術方案是一種取代烯烴的製備方法，以丙烯酸類化合物和滷代烴為反應底物，在催化劑的催化下，依次發生Heck偶聯和脫羧偶聯反應，製備得到取代烯烴，所述滷代烴是指滷代芳香烴或者滷代脂肪烴，所述滷原子選自氯、溴或碘；所述丙烯酸類化合物是指同時含有雙鍵和羧基的化合物，所述催化劑為鈀催化劑/配體組成的催化劑。上述技術方案中，所述取代烯烴是指雙鍵兩端含有至少兩個取代基的烯烴化合物。優選的技術方案，所述氯化鈀、醋酸鈀、四三苯基膦鈀、二(三苯基膦)二氯化鈀、三苯基膦氯化鈀或1，I』-二(二苯膦基)二茂鐵二氯化鈀(II)，所述配體為含膦配體，如三苯基膦、三叔丁基膦、三環己基膦等，鈀/配體的摩爾比為0.05 0. 10 0.10 0.20。上述技術方案中，反應體系包括丙烯酸類化合物、第一滷代芳烴、第二滷代芳烴、鈀催化劑、配體、鹼性鹽和溶劑，所述鹼性鹽選自磷酸鉀、碳酸鉀、碳酸銫或碳酸銀中的一種；所述溶劑選自二甲亞碸、N，N-二甲基甲醯胺、N，N-二甲基乙醯胺或N-甲基吡咯烷酮中的一種或兩種的混合物；製備方法具體包括以下步驟
(I)加入鈀催化劑、配體、鹼、溶劑、第一滷代烴和丙烯酸類化合物，密封后在120°C 150°C的油浴加熱8 20小時；
(2)再加入第二滷代烴和第二種鹼，密封后在120°C 150°C的油浴加熱至少20小時；
(3)冷卻到室溫，加水淬滅反應，最後提取獲得取代烯烴。上述技術方案中，丙烯酸類化合物、第一滷代烴、第二滷代烴、催化劑、配體、鹼的摩爾比為I : I : 1:0. 05 0.10 0.10 0.20 2 4，溶劑的質量為丙烯酸類化合物、第一滷代烴、第二滷代烴質量之和的20 150倍。當滷代烴選自溴代烴或氯代烴時，所述反應體系還包括碘化鈉，碘化鈉的用量為滷代烴物質的量的I 2倍，步驟(2)中的反應時間為48小時以上。步驟(3)中，提取獲得取代烯烴的方法是，用乙酸乙酯萃取至少2次，合併有機相併用無水硫酸鈉乾燥，濃縮後通過柱層析獲得產物，柱層析時使用的洗脫劑為石油醚乙酸乙酯=24:1 (體積比)。 上述技術方案中，根據需要製備的取代烯烴的不同，所述第一滷代烴和第二滷代烴為相同的化合物，或者，所述第一滷代烴和第二滷代烴為不同的化合物。所述丙烯酸類化合物選自丙烯酸、甲基丙烯酸、2- 丁烯酸或2-戊烯酸。由於上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點
I、本發明的合成方法比起以往合成取代烯烴的方法來說，操作簡單，條件溫和，後處理方便。2、本發明所述催化體系在催化反應時，適用的底物範圍較寬，包括各類芳基滷代物。3、由於本發明所述催化體系具有非常高的選擇性，無副反應發生(反應產物經GC-MS 檢測)。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步描述
實施例一
在一 Schlenk試管中依次裝入PdCl2 (0. 025 mmol),三苯基膦(0. 05 mmol),碳酸鉀(1.0 mmol)，以及DMAc (2 mL)，用微量進樣器分別加入碘苯(0. 5 mmol)和丙烯酸(0. 5mmol)o然後該體系密封后在150°C的油浴加熱約5小時,再加入對甲氧基碘苯(0. 5 mmol),碳酸銀(1.0 mmol),然後該體系密封后在150°C的油浴加熱約24小時。然後讓體系冷卻到室溫，加入2mL水淬滅反應，然後用乙酸乙酯萃取(4 mLX 3)，合併有機相併用無水硫酸鈉乾燥，濃縮後通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚乙酸乙酯=24:1)即可得到偶聯產物I-基苯2-對甲氧基苯基乙烯(85. 2 mg)，收率為81%。其核磁數據為=1H NMR (400MHz, CDCl3) (8 , ppm) 3.81 (s, 3H)，6.89 (d, J = 8.4 Hz, 2H)，6.96 (d, J = 16.0Hz, 1H), 7. 05 (d, J = 16.0 Hz, 1H)，7. 22 (t, J = 7. 6 Hz, 1H)，7. 33 (d, J = 7.6Hz, 2H)，7. 44 (d, J = 8. 4 Hz, 2H)，7. 48 (d, J = 7. 6 Hz, 2H) ; 13C NMR (75 MHz,CDCl3) (8 , ppm) 55. 2, 114.1，126.2，126.5，127.1，127.7，128.1，128.6，130.1，137.6，159. 2;高分辨質譜數據為HRMS (ESI+) calcd. for [C15H14O]+ requires m/z210. 1045，found 210. 1044。實施例二在一 Schlenk試管中依次裝入PdCl2 (0. 025 mmol),三苯基膦(0. 05 mmol),碳酸鉀(1.0 mmol)，以及DMAc (2 mL)，用微量進樣器分別加入碘苯(0. 5 mmol)和丙烯酸(0. 5mmol)。然後該體系密封后在150°C的油浴加熱約5小時,再加入碘苯(0. 5 mmol),碳酸銀(I. 0 mmol )，然後該體系密封后在150°C的油浴加熱約24小時。然後讓體系冷卻到室溫,力口A 2mL水淬滅反應，然後用乙酸乙酯萃取(4 mLX 3)，合併有機相併用無水硫酸鈉乾燥，濃縮後通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚)即可得到偶聯產物I-基苯2-苯基乙烯(68. 4mg)，收率為 76%。其核磁數據為7. 14 (d, J = 16.0 Hz, 1H)，7. 30 (t, J = 7. 2 Hz,1H)，7. 40 (t, J = 7. 6 Hz, 2H)，7. 47-7. 58 (m, 3H)，7. 60 (d, J = 7. 6 Hz, 2H)，7. 74 (d, J = 7.2 Hz, 1H)，7. 80 (d, J = 8. 0 Hz, 1H)，7. 87 (d, J = 7. 6 Hz, 1H)，7.88 (d, J= 16.0 Hz, 1H)，8. 22 (d, J = 8.4 Hz, 1H) ; 13C NMR (300 MHz, CDCl3)(8 , ppm) 110.99，114.82，120.83，125.26，131.46，132.03，158.34，160. 33;高 分辨質譜數據為HRMS (ESI+) calcd. for [C14H12]+ requires m/z 180.0936, found180.0939。實施例三
在一 Schlenk試管中依次裝入Pd(OAc)2 (0.025 mmol),三苯基勝(0. 05 mmol),碳酸鉀(1.0 mmol)，以及DMAc (2 mL)，用微量進樣器分別加入碘苯(0. 5 mmol)和丙烯酸(0. 5mmol)o然後該體系密封后在150°C的油浴加熱約5小時,再加入對甲基碘苯(0. 5 mmol),碳酸銀(1.0 mmol),然後該體系密封后在150°C的油浴加熱約24小時。然後讓體系冷卻到室溫，加入2mL水淬滅反應，然後用乙酸乙酯萃取(4 mLX 3)，合併有機相併用無水硫酸鈉乾燥，濃縮後通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚)即可得到偶聯產物I-基苯2-對甲氧基苯基乙烯(77.7 mg)，收率為 80%。其核磁數據為2.35 (s, 3H)，7. 05 (d, J = 16. 4 Hz,1H), 7. 09 (d, J = 16. 4 Hz, 1H)，7. 16 (d, J = 8. 0 Hz, 2H)，7. 23 (t, J = 7. 6 Hz,1H), 7. 34 (t, J = 7.6 Hz, 2H)，7. 41 (d, J = 8. 0 Hz, 2H)，7. 49 (d, J = 7. 6 Hz,2H) ; 13C NMR (75 MHz, CDCl3) (8 , ppm) 21. 5, 126.6，127.6，127.9，128.8，128.9，129.6，134.7，137. 7;高分辨質譜數據為HRMS (ESI+) calcd. for [C15H14]+ requiresm/z 194.1096， found 194.1097。實施例四
在一 Schlenk試管中依次裝入PdCl2 (0. 025 mmol),三環己基膦(0. 05 mmol),碳酸鉀(1.0 mmol)，以及DMAc (2 mL)，用微量進樣器分別加入對氯碘苯(0. 5 mmol)和丙烯酸(0. 5mmol)。然後該體系密封后在150°C的油浴加熱約5小時,再加入碘苯(0. 5 mmol),碳酸銀(1.0 mmol)，然後該體系密封后在150°C的油浴加熱約24小時。然後讓體系冷卻到室溫，加入2mL水淬滅反應，然後用乙酸乙酯萃取(4 mLX 3)，合併有機相併用無水硫酸鈉乾燥，濃縮後通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚乙酸乙酯=24:1)即可得到偶聯產物I-基苯2-對甲氧基苯基乙烯(82. 5 mg)，收率為77%。其核磁數據為=1H NMR (400 MHz, CDCl3)(8，ppm) 7. 07 (s, 2H)，7. 28 (d, J = 7. 2 Hz, 1H)，7. 32 (d, J = 8. 0 Hz, 2H)，
7.37 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 7.44 (d, J = 8.0 Hz, 2H)，7. 51 (d, J = 7.6 Hz, 2H);13C NMR (300 MHz, CDCl3) ( 8，ppm) 126. 8，127. 7，127. 9，128. I, 128. 9，129. I,129.5，133.3，136.1，137. 2;高分辨質譜數據為HRMS (ESI+) calcd. for [C14H11Cl] +requires m/z 214.0549, found 214.0551。
實施例五
在一在一 Schlenk試管中依次裝入PdCl2 (0. 025 mmol),三苯基勝(0. 05 mmol),碳酸鉀(1.0 mmol),以 及DMAc (2 mL),用微量進樣器分別加入對甲基碘苯(0. 5 mmol)和丙烯酸(0. 5 mmol)。然後該體系密封后在150°C的油浴加熱約5小時,再加入對甲氧基碘苯(0.5 mmol),碳酸銀(I. 0 mmol),然後該體系密封后在150°C的油浴加熱約24小時。然後讓體系冷卻到室溫，加入2mL水淬滅反應，然後用乙酸乙酯萃取(4 mLX 3)，合併有機相併用無水硫酸鈉乾燥，濃縮後通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚乙酸乙酯=24:1)即可得到偶聯產物I-基苯2-對甲氧基苯基乙烯(89. 7 mg)，收率為80%。其核磁數據為=1HNMR (400 MHz, CDCl3) (8，ppm) 2.34 (s, 3H)，3.80 (s, 3H)，6.82 (d, J = 8.0 Hz,2H), 6.91 (d, J = 4.4 Hz, 2H), 7.08 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7. 30-7. 39 (m, 4H) ; 13CNMR (75 MHz, CDCl3) (8 , ppm) 21. I, 55. 2, 114.1，126.1，126.5，127.2，127.5，129.3，130.3，137.0，159. I;高分辨質譜數據為HRMS (ESI+) calcd. for [C16H16O] +requires m/z 224.1201, found 224.1203。實施例六
在一 Schlenk試管中依次裝入Pd(OAc)2 (0.025 mmol),三苯基勝(0. 05 mmol),碳酸鉀(1.0 mmol)，以及DMAc (2 mL)，用微量進樣器分別加入碘苯(0. 5 mmol)和丙烯酸(0. 5mmol)。然後該體系密封后在150°C的油浴加熱約5小時,再加入對苯基碘苯(0. 5 mmol),碳酸銀(I. 0 mmol),然後該體系密封后在150°C的油浴加熱約24小時。然後讓體系冷卻到室溫，加入2mL水淬滅反應，然後用乙酸乙酯萃取(4 mLX 3)，合併有機相併用無水硫酸鈉乾燥，濃縮後通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚)即可得到偶聯產物I-基苯2-對甲氧基苯基乙烯(96.0 mg)，收率為75%。其核磁數據為=1H NMR (400 MHz, CDCl3) (6, ppm)
7.16 (s, 2H), 7. 28 (t, J = 8. 0 Hz, 1H)，7. 35 (t, J = 7. 2 Hz, 1H)，7. 38 (t, J =7.2 Hz, 2H), 7.45 (t, J = 7.6 Hz, 2H)，7. 54 (d, J = 7. 2 Hz, 2H)，7.60 (d, J =
8.8 Hz, 2H)，7. 62 (d, J = 8. 8 Hz, 2H)，7. 63 (d, J = 7. 2 Hz, 2H);高分辨質譜數據為HRMS (ESI+) calcd. for [C20H16]+ requires m/z 256. 1252，found 256. 1254。
權利要求
1.一種取代烯烴的製備方法，其特徵在於以丙烯酸類化合物和滷代烴為反應底物，在催化劑的催化下，依次發生Heck偶聯和脫羧偶聯反應，製備得到取代烯烴，所述滷代烴是指芳香滷代烴或者脂肪滷代烴，所述滷原子選自氯、溴或碘；所述丙烯酸類化合物是指同時含有雙鍵和羧基的化合物，所述催化劑為鈀催化劑/配體組成的催化劑。
2.根據權利要求I所述取代烯烴的製備方法，其特徵在於，所述取代烯烴是指雙鍵兩端含有至少兩個取代基的烯烴化合物。
3.根據權利要求I所述取代烯烴的製備方法，其特徵在於，所述鈀催化劑為氯化鈀、醋酸鈀、四三苯基膦鈀、二 (三苯基膦)二氯化鈀、三苯基膦氯化鈀或1，I』-二(二苯膦基)二茂鐵二氯化鈀(II)，所述配體為含膦配體，鈀/配體的摩爾比為0. 05 0. 10 0. 10 0.20。
4.根據權利要求I所述取代烯烴的製備方法，其特徵在於，反應體系包括丙烯酸類化合物、第一齒代烴、第二齒代烴、鈀催化劑、配體、鹼和溶劑，所述鹼選自磷酸鉀、碳酸鉀、碳酸銫或碳酸銀中的一種；所述溶劑選自二甲亞碸、N，N-二甲基甲醯胺、N，N-二甲基乙醯胺或N-甲基吡咯烷酮中的一種或兩種的混合物；製備方法具體包括以下步驟 (1)加入鈀催化劑、配體、鹼、溶劑、第一滷代烴和丙烯酸類化合物，密封后在120°C 150°C的油浴加熱8 20小時； (2)再加入第二滷代烴和第二種鹼，密封后在120°C 150°C的油浴加熱至少20小時； (3)冷卻到室溫，加水淬滅反應，最後提取獲得取代烯烴。
5.根據權利要求4所述取代烯烴的製備方法，其特徵在於丙烯酸類化合物、第一滷代烴、第二滷代烴、催化劑、配體、鹼的摩爾比為I : I : 1:0. 05 0.10 0.10 0.20 2 4，溶劑的質量為丙烯酸類化合物、第一滷代芳烴、第二滷代芳烴質量之和的20 150倍。
6.根據權利要求4所述取代烯烴的製備方法，其特徵在於當滷代烴選自溴代烴或氯代烴時，所述反應體系還包括碘化鈉，碘化鈉的用量為滷代烴物質的量的I 2倍，步驟(2)中的反應時間為48小時以上。
7.根據權利要求4所述取代烯烴的製備方法，其特徵在於步驟(3)中，提取獲得取代烯烴的方法是，用乙酸乙酯萃取至少2次，合併有機相併用無水硫酸鈉乾燥，濃縮後通過柱層析獲得產物，柱層析時使用的洗脫劑為石油醚乙酸乙酯=24:1 (體積比)。
8.根據權利要求4所述取代烯烴的製備方法，其特徵在於所述第一滷代烴和第二滷代烴為相同的化合物。
9.根據權利要求4所述取代烯烴的製備方法，其特徵在於所述第一滷代烴和第二滷代烴為不同的化合物。
10.根據權利要求I所述取代烯烴的製備方法，其特徵在於所述丙烯酸類化合物選自丙烯酸、甲基丙烯酸、2- 丁烯酸或2-戊烯酸。全文摘要
本發明公開了一種取代烯烴的製備方法，其特徵在於以丙烯酸類化合物和滷代芳烴為反應底物，在催化劑的催化下，依次發生Heck偶聯和脫羧偶聯反應，製備得到取代烯烴，所述滷代烴是指滷代芳香烴或者滷代脂肪烴，所述滷原子選自氯、溴或碘；所述丙烯酸類化合物是指同時含有雙鍵和羧基的化合物，所述催化劑為鈀催化劑/配體組成的催化劑。本發明的方法操作簡單，條件溫和，後處理方便，適用的底物範圍較寬。
文檔編號C07C25/24GK102746076SQ20121025735
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月24日 優先權日2012年7月24日
發明者屈孝銘, 李廷義, 毛金成 申請人:蘇州大學