CN101717350A - 水溶液中芳基氰化物的合成方法 - Google Patents
水溶液中芳基氰化物的合成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101717350A CN101717350A CN200910232349A CN200910232349A CN101717350A CN 101717350 A CN101717350 A CN 101717350A CN 200910232349 A CN200910232349 A CN 200910232349A CN 200910232349 A CN200910232349 A CN 200910232349A CN 101717350 A CN101717350 A CN 101717350A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aryl
- cyanide
- palladium
- water
- aryl compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- -1 aryl cyanide Chemical compound 0.000 title claims abstract description 46
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 title abstract description 12
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 7
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 23
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 10
- UTYXJYFJPBYDKY-UHFFFAOYSA-N tetrapotassium;iron(2+);hexacyanide;trihydrate Chemical compound O.O.O.[K+].[K+].[K+].[K+].[Fe+2].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] UTYXJYFJPBYDKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 8
- ICAIHGOJRDCMHE-UHFFFAOYSA-O ammonium cyanide Chemical compound [NH4+].N#[C-] ICAIHGOJRDCMHE-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 8
- MUJIDPITZJWBSW-UHFFFAOYSA-N palladium(2+) Chemical compound [Pd+2] MUJIDPITZJWBSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- MYAJTCUQMQREFZ-UHFFFAOYSA-K tppts Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)C1=CC=CC(P(C=2C=C(C=CC=2)S([O-])(=O)=O)C=2C=C(C=CC=2)S([O-])(=O)=O)=C1 MYAJTCUQMQREFZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 6
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 claims description 6
- UGOMMVLRQDMAQQ-UHFFFAOYSA-N xphos Chemical compound CC(C)C1=CC(C(C)C)=CC(C(C)C)=C1C1=CC=CC=C1P(C1CCCCC1)C1CCCCC1 UGOMMVLRQDMAQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 claims description 5
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical group C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MLFWXVRBZVVUTK-UHFFFAOYSA-N 2-phenyl-1,3-di(propan-2-yl)benzene Chemical group CC(C)C1=CC=CC(C(C)C)=C1C1=CC=CC=C1 MLFWXVRBZVVUTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims description 4
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- JRMUNVKIHCOMHV-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium bromide Chemical compound [Br-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC JRMUNVKIHCOMHV-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- XOGGUFAVLNCTRS-UHFFFAOYSA-N tetrapotassium;iron(2+);hexacyanide Chemical group [K+].[K+].[K+].[K+].[Fe+2].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] XOGGUFAVLNCTRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N triphenylphosphine Chemical compound C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K tripotassium phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 claims description 3
- MFGOFGRYDNHJTA-UHFFFAOYSA-N 2-amino-1-(2-fluorophenyl)ethanol Chemical compound NCC(O)C1=CC=CC=C1F MFGOFGRYDNHJTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical class CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000001502 aryl halides Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L caesium carbonate Chemical compound [Cs+].[Cs+].[O-]C([O-])=O FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910000024 caesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- HUCVOHYBFXVBRW-UHFFFAOYSA-M caesium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Cs+] HUCVOHYBFXVBRW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- WMKGGPCROCCUDY-PHEQNACWSA-N dibenzylideneacetone Chemical compound C=1C=CC=CC=1\C=C\C(=O)\C=C\C1=CC=CC=C1 WMKGGPCROCCUDY-PHEQNACWSA-N 0.000 claims description 2
- PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L palladium(II) chloride Chemical compound Cl[Pd]Cl PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910000160 potassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229940093916 potassium phosphate Drugs 0.000 claims description 2
- 235000011009 potassium phosphates Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- GTSHREYGKSITGK-UHFFFAOYSA-N sodium ferrocyanide Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Fe+2].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] GTSHREYGKSITGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000012247 sodium ferrocyanide Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 claims description 2
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 150000003459 sulfonic acid esters Chemical class 0.000 claims description 2
- DPKBAXPHAYBPRL-UHFFFAOYSA-M tetrabutylazanium;iodide Chemical compound [I-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC DPKBAXPHAYBPRL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 abstract description 12
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 abstract description 6
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 abstract description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract 1
- JHUUPUMBZGWODW-UHFFFAOYSA-N 3,6-dihydro-1,2-dioxine Chemical compound C1OOCC=C1 JHUUPUMBZGWODW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N benzonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC=C1 JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N oxalonitrile Chemical compound N#CC#N JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 5
- XDJAAZYHCCRJOK-UHFFFAOYSA-N 4-methoxybenzonitrile Chemical compound COC1=CC=C(C#N)C=C1 XDJAAZYHCCRJOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JXLHNMVSKXFWAO-UHFFFAOYSA-N azane;7-fluoro-2,1,3-benzoxadiazole-4-sulfonic acid Chemical compound N.OS(=O)(=O)C1=CC=C(F)C2=NON=C12 JXLHNMVSKXFWAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NWPNXBQSRGKSJB-UHFFFAOYSA-N 2-methylbenzonitrile Chemical compound CC1=CC=CC=C1C#N NWPNXBQSRGKSJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 3
- 125000002485 formyl group Chemical class [H]C(*)=O 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- LEIMLDGFXIOXMT-UHFFFAOYSA-N trimethylsilyl cyanide Chemical compound C[Si](C)(C)C#N LEIMLDGFXIOXMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RNHDAKUGFHSZEV-UHFFFAOYSA-N 1,4-dioxane;hydrate Chemical compound O.C1COCCO1 RNHDAKUGFHSZEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QARVLSVVCXYDNA-UHFFFAOYSA-N bromobenzene Chemical compound BrC1=CC=CC=C1 QARVLSVVCXYDNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N hydrogen cyanide Chemical compound N#C LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N methoxybenzene Substances CCCCOC=C UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N monobenzene Natural products C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NNFCIKHAZHQZJG-UHFFFAOYSA-N potassium cyanide Chemical compound [K+].N#[C-] NNFCIKHAZHQZJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 231100000004 severe toxicity Toxicity 0.000 description 2
- MNWBNISUBARLIT-UHFFFAOYSA-N sodium cyanide Chemical compound [Na+].N#[C-] MNWBNISUBARLIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGRVQOKCSKDWIH-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-2-(trifluoromethyl)benzene Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=CC=C1Cl DGRVQOKCSKDWIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YTCGOUNVIAWCMG-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-3-(trifluoromethyl)benzene Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=CC(Cl)=C1 YTCGOUNVIAWCMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FSTPMFASNVISBU-UHFFFAOYSA-N 2-methoxybenzonitrile Chemical compound COC1=CC=CC=C1C#N FSTPMFASNVISBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CZGCEKJOLUNIFY-UHFFFAOYSA-N 4-Chloronitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=C(Cl)C=C1 CZGCEKJOLUNIFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QJPJQTDYNZXKQF-UHFFFAOYSA-N 4-bromoanisole Chemical compound COC1=CC=C(Br)C=C1 QJPJQTDYNZXKQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101150003085 Pdcl gene Proteins 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005609 Rosenmund-von Braun cyanation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000297 Sandmeyer reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003477 Sonogashira cross-coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- DOBRDRYODQBAMW-UHFFFAOYSA-N copper(i) cyanide Chemical compound [Cu+].N#[C-] DOBRDRYODQBAMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 1
- 150000002923 oximes Chemical class 0.000 description 1
- QULYNCCPRWKEMF-UHFFFAOYSA-N parachlorobenzotrifluoride Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=C(Cl)C=C1 QULYNCCPRWKEMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007867 post-reaction treatment Methods 0.000 description 1
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N toluene Substances CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
本发明是一种水溶液中芳基氰化物的合成方法，将芳基化合物、亚铁氰化物和相转移剂在碱性水溶液中，或者将芳基化合物和亚铁氰化物在碱性水与有机溶液的混合液中，控制反应温度为30℃-140℃，经金属钯催化剂催化耦合合成芳香氰化物。使用无毒绿色的亚铁氰化物作为合成芳基氰化物的氰源和水作为绿色溶剂，替代了原有工艺的剧毒氰化物和有机溶剂，降低了芳基氰化物合成的环境污染问题。本发明利用水对于亚铁氰化物好的溶解性及其强极性，极大地促进芳基氰化反应的发生，可在较低温度下(30℃-140℃)完成氰化反应，反应收率高，提高了芳基氰化反应的应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及钯催化的芳基氰化物合成的绿色方法，特别是涉及一种利用芳基氯化物芳基磺酸酯与无毒亚铁氰化物耦合的水溶液中芳基氰化物的合成方法。
背景技术：
苯腈类化合物是许多化工产品的重要组成部分，例如：染料、除草剂、医药品以及很多天然化合物，同时，苯腈也是重要的有机合成中间体，可以转化为一系列的功能性物质，例如酸、酰胺、醛、酮、肟等。合成苯腈的方法很多，早期的方法为Rosenmund-von Braun反应和Sandmeyer反应，使用化学当量的CuCN，并造成重金属污染。为了克服这种弊端，化学工作者开发了一些腈化试剂，例如：KCN、NaCN、TMSCN(Trimethylsilyl cyanide)。然而KCN、NaCN剧毒，TMSCN在空气中极易变质，而且在反应过程中会放出剧毒的氰化氢气体。这些问题严重地限制着芳基氰化反应的工业应用，那么寻找无毒、易于操作的氰化试剂应该是一项有意义的工作，2004年，Beller首次报道了使用亚铁氰化钾作为氰化试剂。与以前的氰化试剂相比，K4[Fe(CN)6]无需经过复杂的预处理，有氰根，但无毒。反应后处理简单，不会造成环境污染，且采用的原料来源广泛，价格便宜，因此近年来备受人们青睐，并得到较为广泛的研究。然而采用亚铁氰化钾作为氰化试剂的这些方法(包括使用水溶液)全都需要比较苛刻的反应条件，比如说，反应温度大于140℃，使得芳基氰化反应中许多官能团不能被保留，易于被破坏。因而开发温和条件下的芳基氰化反应，进一步提高芳基氰化反应的适用范围和对功能基团的容忍度对于化学制药，有机合成等是非常重要和具有重要经济价值的。芳基磺酸酯可以方便的从相应的苯酚制备，价格便宜，宜于大规模制备。而使用芳基磺酸酯作为原料合成芳基氰还没有被报道过，无论使用什么氰源。
水分布广泛，价格便宜，易于处理，因而水溶液中的有机化学反应是现代绿色化学重要的研究领域之一。由于水具有很好溶解性和比较高的极性，许多有机化学反应可以成功的在水溶液中发生。而且，有时水溶液中的有机化学反应甚至要远远好于传统有机溶剂的化学反应，比如水溶液的Suzuki，Sonogashira反应等等。钯催化的芳香卤化物的活化反应是最重要的一类有机化学反应，在有机合成，药物化学，天然化合物等有着极其重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为了改进现有技术反应条件比较苛刻等不足而提供了一种无毒的绿色水溶液中芳基氰化物的合成方法。
本发明的技术方案为：一种水溶液中芳基氰化物的合成方法，其特征在于将芳基化合物、亚铁氰化物和相转移剂在碱性水溶液中，或者将芳基化合物和亚铁氰化物在碱性水与有机溶液的混合液中，控制反应温度为30℃-140℃，经钯催化剂催化耦合合成芳香氰化物。
该催化氰化反应可以由以下反应式来代表。
其中R为H、CH3、CHO、CH3CHO、COOH、CN、CH3O、CF3、NO2。
X为I、Br、Cl、CH3SO3、CF3SO3、C6H5SO3、CH3C6H4SO3。上述的芳基化合物为芳基卤化物或芳香取代磺酸酯，其结构式为：
其中R为H、CH3、CHO、CH3CHO、COOH、CN、CH3O、CF3、NO2；
X为I、Br、Cl、CH3SO3(OMs)、CF3SO3(OTf)、C6H5SO3(OBs)、CH3C6H4SO3(OTs)。
上述的亚铁氰化物与反应物芳基化合物的摩尔比为(0.17-1.0)∶1；优选所述的亚铁氰化物为亚铁氰化钾、亚铁氰化钠、四甲基亚铁氰化铵、四乙基亚铁氰化铵、四丙基亚铁氰化铵或四丁基亚铁氰化铵。
上述的钯催化剂是由钯(II)与配体组成，钯(II)与配体的摩尔比为1∶1～6；其中钯(II)为醋酸钯(Pd(OAc)2)、氯化钯(PdCl2)、三氟醋酸钯(Pd(TFA)2)或三(二亚苄基丙酮)二钯(Pd2(DBA)3)；配体为三苯基膦间三磺酸钠(TPPTS)、2，6二异丙基联苯二环己基膦(Xphos)、2，6二异丙基联苯二环己基膦的磺酸钠(XPhosSO3Na)，TPPTS、Xphos或XPhosSO3Na；TPPTS、Xphos和XPhosSO3Na的结构式如下图所示；
优选氰化反应所使用的催化剂中钯(II)与反应物芳基化合物的摩尔比为(0.0001～0.1)∶1。
上述碱性水与有机溶液的混合液中有机溶剂和水的体积比为(0.1～1)∶1；其中有机溶剂为1，4-二氧六环、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、甲醇、乙醇、丙醇或丁醇中的任意一种。反应介质的加入量为控制反应物芳基化合物的浓度在反应介质中的浓度为0.2-2.0Mol/L。
上述相转移剂为四丁基溴化铵、四丁基碘化铵或三丁基十六烷基溴化铵中的任意一种，相转移剂与反应物芳基化合物的摩尔比为(0.2～2)∶1。
上述的碱为无机碱式盐或无机碱，无机碱式盐或无机碱与反应物芳基化合物的摩尔比为(0.1～2)∶1；其中无机碱式盐为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、磷酸钠、磷酸钾或磷酸铯；无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化铯。
有益效果：
本发明使用钯催化剂，在水溶液中，30-140℃下，高效的催化芳基芳香卤化物和芳基磺酸酯的氰化反应，反应收率为60-99％。使用无毒绿色的亚铁氰化物作为合成芳基氰化物的氰源，替代了原有工艺的剧毒氰化物，同时水溶液的氰化反应也将减少有机溶剂应用，反应产物易于分离，降低了芳基氰化物合成的环境污染问题。
具体实施方式
实施例1：苯甲腈的合成
1.1在25ml的Schlenk试管中加入2ml水与1，4-二氧六环，混合液(体积比1∶1)，再加入氯苯(1mmol，102μL)，K4[Fe(CN)6](0.25mmol，92.1mg)，K2CO3(0.25mmol，34.5mg)，XPhosSO3Na(2％mol，10.5mg)，Pd(OAc)2(1％mol，2.2mg)，110℃下反应10h，苯甲腈产率为93.6％(气相色谱测定)。
1.2在25ml的Schlenk试管中加入2ml水与1，4-二氧六环，混合液(体积比1.5∶0.5)，再加入氯苯(1mmol，102μL)，K4[Fe(CN)6](0.20mmol，73.7mg)，K2CO3(0.25mmol，34.5mg)，XPhosSO3Na(2％mol，10.5mg)，Pd(OAc)2(1％mol，2.2mg)，110℃下反应10h，苯甲腈产率为83.2％(气相色谱测定)。
1.3在25ml的Schlenk试管中加入2ml水与1，4-二氧六环，混合液(体积比1.2∶0.8)，再加入氯苯(1mmol，102μL)，K4[Fe(CN)6](0.50mmol，184.2mg)，K2CO3(0.25mmol，34.5mg)，XPhosSO3Na(2％mol，10.5mg)，Pd(OAc)2(1％mol，2.2mg)，110℃下反应10h，苯甲腈产率为94.0％(气相色谱测定)。
1.4在25ml的Schlenk试管中加入2ml水，再加入溴苯(1mmol，105μL)，K4[Fe(CN)6](0.25mmol，92.1mg)，K2CO3(1mmol，138mg)，TPPTS(3％mol，17.05mg)，Pd(OAc)2(1％mol，2.2mg)，四丁基溴化铵相转移剂(前面没交代过何种情况需要相转移剂，其加入量是否有要求？)(1mmol，322.4mg)110℃下反应10h，苯甲腈产率为71.4％(气相色谱测定)。
1.5在25ml的Schlenk试管中加入2ml水与1，4-二氧六环，混合液(体积比1∶1)，再加入苯基对甲基苯磺酸酯(1mmol，248mg)，K4[Fe(CN)6](0.25mmol，92.1mg)，K2CO3(0.25mmol，34.5mg)，XPhosSO3Na(3％mol，15.7mg)，Pd(OAc)2(1.5％mol，3.3mg)，140℃下反应10h，苯甲腈产率为61％(气相色谱测定)。
实施例2：2-甲基苯腈的合成
2.1在25ml的Schlenk试管中加入2ml水与1，4-二氧六环混合液(体积比1∶1)，再加入邻氯甲苯(1mmol，117μL)，K4[Fe(CN)6](0.25mmol，92.1mg)，K2CO3(0.25mmol，34.5mg)，XPhosSO3Na(3％mol，15.7mg)，Pd(OAc)2(1.5％mol，3.3mg)，120℃下反应10h，2-甲基苯腈产率为97％(气相色谱测定)。
2.2在25ml的Schlenk试管中加入2ml水与N，N-二甲基甲酰胺，混合液(体积比1.5∶0.5)，再加入邻氯甲苯(1mmol，117μL)，K4[Fe(CN)6](0.25mmol，92.1mg)，K2CO3(0.25mmol，34.5mg)，XPhosSO3Na(3％mol，15.7mg)，Pd(OAc)2(1.5％mol，3.3mg)，120℃下反应10h，2-甲基苯腈产率为60％(气相色谱测定)。
2.3在25ml的Schlenk试管中加入2ml水与1，4-二氧六环混合液(体积比1∶1)，再加入邻甲苯基-4-甲基苯磺酸酯(1mmol，262mg)，K4[Fe(CN)6](0.25mmol，92.1mg)，K2CO3(1.0mmol，138.0mg)，XPhosSO3Na(3％mol，15.7mg)，Pd(OAc)2(1.5％mol，3.3mg)，140℃下反应10h，2-甲基苯腈产率为89.4％(由气相色谱测定)。
实施例3：4-甲氧基苯腈的合成
3.1在25ml的Schlenk试管中加入2ml水与1，4-二氧六环混合液(体积比1∶1)，再加入4-氯苯甲醚(1mmol，123μL)，K4[Fe(CN)6](0.25mmol，92.1mg)，K2CO3(0.25mmol，34.5mg)，XPhosSO3Na(3％mol，15.7mg)，Pd(OAc)2(1.5％mol，3.3mg)，120℃下反应10h，4-甲氧基苯腈产率为96％(气相色谱测定)。
3.2在25ml的Schlenk试管中加入2ml水与乙醇(体积比1.5∶0.5)，再加入4-氯苯甲醚(1mmol，123μL)，K4[Fe(CN)6](0.5mmol，184.2mg)，K2CO3(0.5mmol，69.0mg)，XPhosSO3Na(2％mol，10.5mg)，Pd(OAc)2(0.5％mol，1.1mg)，120℃下反应10h，4-甲氧基苯腈产率为45.1％(气相色谱测定)。
3.3在25ml的Schlenk试管中加入2ml水与1.0mmol四丁基溴化铵混合物，再加入4-溴苯甲醚(1mmol，125μL)，K4[Fe(CN)6](0.25mmol，92.1mg)，K2CO3(0.25mmol，34.5mg)，TPPTS(3％mol，17.1mg)，Pd(OAc)2(1.0％mol，3.3mg)，110℃下反应10h，4-甲氧基苯腈产率＞99％(气相色谱测定)。
3.4在25ml的Schlenk试管中加入2ml水与1，4-二氧六环混合液(体积比1∶1)，再加入4-甲氧基苯基对甲苯磺酸酯(1mmol，123μL)，K4[Fe(CN)6](0.25mmol，92.1mg)，K2CO3(0.25mmol，34.5mg)，XPhos(3％mol，14.3mg)，Pd(OAc)2(1.5％mol，3.3mg)，120℃下反应10h，4-甲氧基苯腈产率为96％(气相色谱测定)。
实施例4：2-甲氧基苯腈的合成
在25ml的Schlenk试管中加入2ml水与1，4-二氧六环混合液(体积比1∶1)，再加入2-甲氧基苯基对甲苯磺酸酯(1mmol，268.4mg)，K4[Fe(CN)6](0.25mmol，92.1mg)，K2CO3(0.25mmol，34.5mg)，XPhosSO3Na(3％mol，15.7mg)，Pd(OAc)2(1.5％mol，3.3mg)，加热至140℃下反应10h，2-甲氧基苯腈产率为88％(由气相色谱测定)。
实施例5：4-三氟甲基苯腈的合成
在25ml的Schlenk试管中加入2ml水与1，4-二氧六环混合液(体积比1∶1)，再加入4-氯三氟甲苯(1mmol，135μL)，K4[Fe(CN)6](0.25mmol，92.1mg)，K2CO3(0.25mmol，34.5mg)，XPhosSO3Na(3％mol，15.7mg)，Pd(OAc)2(1.5％mol，3.3mg)，100℃下反应10h，4-三氟甲基苯腈产率为94％(气相色谱测定)。
实施例6：3-三氟甲基苯腈的合成
在25ml的Schlenk试管中加入2ml水与1，4-二氧六环混合液(体积比1∶1)，再加入3-氯三氟甲苯(1mmol，135μL)，K4[Fe(CN)6](0.25mmol，92.1mg)，K2CO3(0.25mmol，34.5mg)，XPhosSO3Na(3％mol，15.7mg)，Pd(OAc)2(1.5％mol，3.3mg)，100℃下反应10h，3-三氟甲基苯腈产率为75.5％(气相色谱测定)；
实施例7：2-三氟甲基苯腈的合成
在25ml的Schlenk试管中加入2ml水与1，4-二氧六环混合液(体积比1∶1)，再加入2-氯三氟甲苯(1mmol，132μL)，K4[Fe(CN)6](0.25mmol，92.1mg)，K2CO3(0.25mmol，34.5mg)，XPhosSO3Na(3％mol，15.7mg)，Pd(OAc)2(1.5％mol，3.3mg)，100℃下反应10h，2-三氟甲基苯腈产率为100％(气相色谱测定)；
实施例8：对硝基苯腈的合成
在25ml的Schlenk试管中加入2ml水与1，4-二氧六环混合液(体积比1∶1)，再加入对氯硝基苯(1mmol，121μL)，K4[Fe(CN)6](0.25mmol，92.1mg)，K2CO3(0.25mmol，34.5mg)，XPhosSO3Na(3％mol，15.7mg)，Pd(OAc)2(1.5％mol，3.3mg)，100℃下反应10h，对硝基苯腈产率为95％(气相色谱测定)。
Claims (9)
1.一种水溶液中芳基氰化物的合成方法，其特征在于将芳基化合物、亚铁氰化物和相转移剂在碱性水溶液中，或者将芳基化合物和亚铁氰化物在碱性水与有机溶液的混合液中，控制反应温度为30℃-140℃，经钯催化剂催化耦合合成芳香氰化物。
2.根据权利要求书1所述的方法，其特征在于芳基化合物为芳基卤化物或芳香取代磺酸酯，其结构式为：
其中R为H、CH3、CHO、CH3CHO、COOH、CN、CH3O、CF3、NO2；
X为I、Br、Cl、CH3SO3(OMs)、CF3SO3(OTf)、C6H5SO3(OBs)、CH3C6H4SO3(OTs)。
3.根据权利要求书1所述的方法，其特征在于亚铁氰化物与反应物芳基化合物的摩尔比为(0.17-1.0)∶1；所述的亚铁氰化物为亚铁氰化钾、亚铁氰化钠、四甲基亚铁氰化铵、四乙基亚铁氰化铵、四丙基亚铁氰化铵或四丁基亚铁氰化铵。
4.根据权利要求书1所述的方法，其特征在于所述的钯催化剂是由钯(II)与配体组成，钯(II)与配体的摩尔比为1∶1～6；其中钯(II)为醋酸钯、氯化钯、三氟醋酸钯或三(二亚苄基丙酮)二钯；配体为三苯基膦间三磺酸钠、2，6二异丙基联苯二环己基膦或2，6二异丙基联苯二环己基膦的磺酸钠，分别简称为TPPTS、Xphos或XPhosSO3Na；TPPTS、Xphos和XPhosSO3Na的结构式如下图所示；
5.根据权利要求书1所述的方法，其特征在于所使用的催化剂中钯(II)与反应物芳基化合物的摩尔比为0.0001～0.1∶1。
6.根据权利要求书1所述的方法，其特征在于碱性水与有机溶液的混合液中有机溶剂和水的体积比为0.1～1∶1；其中有机溶剂为1，4-二氧六环、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、甲醇、乙醇、丙醇或丁醇中的任意一种。
7.根据权利要求书1所述的方法，其特征在于所述的相转移剂为四丁基溴化铵、四丁基碘化铵或三丁基十六烷基溴化铵中的任意一种；相转移剂与反应物芳基化合物的摩尔比为0.2～2∶1。
8.根据权利要求书1所述的方法，其特征在于水或水与有机溶液的加入量为控制反应物芳基化合物的浓度在反应介质中的浓度为0.2-2.0Mol/L。
9.根据权利要求书1所述的方法，其特征在于所述的碱为无机碱式盐或无机碱，无机碱式盐或无机碱与反应物芳基化合物的摩尔比为0.1～2∶1；其中无机碱式盐为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、磷酸钠、磷酸钾或磷酸铯；无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化铯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910232349.7A CN101717350B (zh) | 2009-12-08 | 2009-12-08 | 水溶液中芳基氰化物的合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910232349.7A CN101717350B (zh) | 2009-12-08 | 2009-12-08 | 水溶液中芳基氰化物的合成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101717350A true CN101717350A (zh) | 2010-06-02 |
| CN101717350B CN101717350B (zh) | 2013-09-04 |
Family
ID=42431994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200910232349.7A Expired - Fee Related CN101717350B (zh) | 2009-12-08 | 2009-12-08 | 水溶液中芳基氰化物的合成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101717350B (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103086917A (zh) * | 2013-01-15 | 2013-05-08 | 湖北兴发化工集团股份有限公司 | 一种芳香族有机氰化物的合成方法 |
| CN103204817A (zh) * | 2013-04-16 | 2013-07-17 | 江西师范大学 | 4-氰基喹唑啉衍生物的制备方法 |
| CN105237436A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-01-13 | 付思涵 | 一种二氰基取代胺类化合物的合成方法 |
| CN105504186A (zh) * | 2016-01-04 | 2016-04-20 | 山东大学 | 一种3,4-二（4-氰基苯基）-2,5-二苯基苯基接枝聚硅氧烷的制备方法及应用 |
| CN109320433A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-02-12 | 利尔化学股份有限公司 | 4-三氟甲基苯甲腈的制备方法 |
| CN109336924A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-02-15 | 大连理工大学 | 一种负载型Pd配合物催化卤代芳烃绿色氰基化的方法 |
| CN110396059A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-11-01 | 苏州汉德创宏生化科技有限公司 | 一种5-氰基吲哚的合成方法 |
| CN113880725A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-04 | 浙江巍华新材料股份有限公司 | 一种邻三氟甲基苯甲酰胺的制备方法 |
| CN116332794A (zh) * | 2021-12-24 | 2023-06-27 | 上海合全药物研发有限公司 | 一种芳基腈类化合物的制备方法 |
-
2009
- 2009-12-08 CN CN200910232349.7A patent/CN101717350B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103086917B (zh) * | 2013-01-15 | 2015-04-29 | 湖北兴发化工集团股份有限公司 | 一种芳香族有机氰化物的合成方法 |
| CN103086917A (zh) * | 2013-01-15 | 2013-05-08 | 湖北兴发化工集团股份有限公司 | 一种芳香族有机氰化物的合成方法 |
| CN103204817B (zh) * | 2013-04-16 | 2018-03-27 | 江西师范大学 | 4‑氰基喹唑啉衍生物的制备方法 |
| CN103204817A (zh) * | 2013-04-16 | 2013-07-17 | 江西师范大学 | 4-氰基喹唑啉衍生物的制备方法 |
| CN105237436A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-01-13 | 付思涵 | 一种二氰基取代胺类化合物的合成方法 |
| CN105237436B (zh) * | 2015-10-29 | 2017-02-01 | 高朋谊 | 一种二氰基取代胺类化合物的合成方法 |
| CN105504186A (zh) * | 2016-01-04 | 2016-04-20 | 山东大学 | 一种3,4-二（4-氰基苯基）-2,5-二苯基苯基接枝聚硅氧烷的制备方法及应用 |
| CN109336924A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-02-15 | 大连理工大学 | 一种负载型Pd配合物催化卤代芳烃绿色氰基化的方法 |
| CN109336924B (zh) * | 2018-11-15 | 2021-01-19 | 大连理工大学 | 一种负载型Pd配合物催化卤代芳烃绿色氰基化的方法 |
| CN109320433A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-02-12 | 利尔化学股份有限公司 | 4-三氟甲基苯甲腈的制备方法 |
| CN109320433B (zh) * | 2018-11-27 | 2021-08-17 | 利尔化学股份有限公司 | 4-三氟甲基苯甲腈的制备方法 |
| CN110396059A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-11-01 | 苏州汉德创宏生化科技有限公司 | 一种5-氰基吲哚的合成方法 |
| CN113880725A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-04 | 浙江巍华新材料股份有限公司 | 一种邻三氟甲基苯甲酰胺的制备方法 |
| CN116332794A (zh) * | 2021-12-24 | 2023-06-27 | 上海合全药物研发有限公司 | 一种芳基腈类化合物的制备方法 |
| CN116332794B (zh) * | 2021-12-24 | 2024-10-15 | 上海合全药物研发有限公司 | 一种芳基腈类化合物的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101717350B (zh) | 2013-09-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101717350B (zh) | 水溶液中芳基氰化物的合成方法 | |
| CN110117260B (zh) | 一种3-烷基喹喔啉-2(1h)-酮类化合物的制备方法 | |
| CN100569713C (zh) | 一种联苯类化合物的制备方法 | |
| CN110028403A (zh) | 一种合成丁二酸类化合物的方法 | |
| Yang et al. | Palladium‐Catalyzed Oxidative Cross‐Coupling of α‐Cyanoketene Dithioacetals with Olefins | |
| CN102898264A (zh) | 一种芳香腈或杂芳腈的催化制备工艺 | |
| CN102875276B (zh) | 一种由芳基溴代物制备氰基芳烃的方法 | |
| Wang et al. | Dichloromethane as a methylene synthon for regioselective linkage of diverse carboxylic acids: Direct access to methylene diesters under metal-free conditions | |
| Smallridge et al. | Enzymatic alkylation of α-cyanoketones by bakers yeast | |
| Oh et al. | Double suzuki reactions of organoboronic acids with 1, n-dibromides | |
| US20050234261A1 (en) | Process for preparing cinnamic acids and alkyl esters thereof | |
| Hirai et al. | Reaction of Olefin-Palladium (II) Chloride Complexes with n-Butylamine | |
| CN113527359B (zh) | 一锅法制备阿朴酯中间体c5磷酸酯的方法 | |
| CN100588656C (zh) | 钳形双咪唑啉钯化合物及其在Suzuki反应中的应用 | |
| CN105481624B (zh) | 脂肪腈的催化氧化合成方法 | |
| Timmons et al. | Highly Z/E stereoselective approach to β-iodo aza Morita–Baylis–Hillman adducts | |
| CN109438402B (zh) | 一类苯并呋喃酮类衍生物及其合成方法 | |
| CN108727179B (zh) | 一种α-烯丙基取代的α,β-不饱和酮、酯或腈化合物的合成方法 | |
| CN106588694B (zh) | 一种芳香腈类衍生物及其制备方法 | |
| CN112457221B (zh) | 一种γ-肼基氰化合物及其合成方法 | |
| CN114804998B (zh) | 一种3-位取代的2-氟-1,5-二烯类化合物的制备方法 | |
| CN114105796B (zh) | 一种稳定性同位素氘标记异亮氨酸的合成方法 | |
| Banik et al. | Samarium-induced convenient reductive dimerization of aromatic ketones in aqueous methanol: a mechanistic approach | |
| Kurandina et al. | N (2)-Monosubstituted bishydrazides of oxalic acid as new efficient components of the system for the copper-catalyzed CN cross-coupling in water | |
| CN114773229B (zh) | 一种1,6二烯类化合物及其制备方法与应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130904 Termination date: 20181208 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |