CN102115354B - 一种芳烃的烯丙基化方法 - Google Patents
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Abstract
一种FeCl3·6H2O催化芳烃烯丙基化的方法，涉及烯丙基芳烃的合成方法。本方法以各种芳烃为原料，以FeCl3·6H2O为催化剂，以乙酸桂酯和肉桂醇为烯丙基化试剂，经一步反应、浓缩及纯化而得成品，实现烯丙基化反应。本发明方法具有方法简单，操作简便，生产成本低廉，便于推广应用等特点。本发明方法通过芳烃的烯丙基化，引入功能基团，进一步可构建复杂的产物分子，满足合成医药工业的需要。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及芳烃的烯丙基化方法。
背景技术
烯丙基化反应是一类重要的有机反应，它可以在有机物分子中直接引入烯丙基基团，常见的烯丙基化反应有醛酮羰基亲电的烯丙基化反应，羰基化合物α-位碳与烯丙基溴发生亲核的烯丙基化反应等。芳烃的烯丙基化反应则是直接在芳基上引入烯丙基，使芳基功能化，这无疑在复杂有机物合成的骨架构建中起着重要的作用。例如药物查尔酮及其类似物包含了芳烃烯丙基化的结构单元。
对于芳烃的烯丙基化方法，已经有公开的方法。1997年，Junko提出了用烯丙基溴和苯在PbF2催化下反应生成烯丙基苯的方法(Chem.Comm.19，1921-1922；1997)。2003年，Kabalka等人提出了用烯丙基醇和有机硼酸化合物在Rh的催化下进行偶联反应生成烯丙基化产物的方法(Org.Lett.5，893-895；2003)。2004年Nishibayashi等人发展了Ru催化的芳烃的烯丙基化反应。该方法以烯丙基醇和芳烃及其衍生物在Ru化合物催化下反应，生成一系列烯丙基化合物(Organometal.23，5841-5848；2004)。2009年，Rao等人提出了Pd催化的芳烃的烯丙基化反应。该方法是用乙酸桂酯与三芳基铋在Pd催化下反应，生成一系列的烯丙基化产物(Tetrahedron Lett.50，5757-5761；2009)。Makowski等人提出了以甲苯和肉桂醇为反应物的烯丙基化方法，该方法以二氧化锡为催化剂，在150℃的温度下反应120小时，得到烯丙基化产物(Green Chem.11，34-37；2009)。
通过以上烯丙基化方法可以得到烯丙基化产物，但是存在以下缺点：
(1)催化剂价格昂贵，毒性较大。
(2)条件苛刻，反应时间较长。
(3)烯丙基卤等作为烯丙基化试剂，对环境不友好。
(4)反应需要使用添加剂，使操作复杂。
(5)某些反应需要在氮气的保护下进行，对设备要求较高，操作繁琐，也提高了反应成本。
发明内容
本发明针对上述已公开的方法的缺点，提出了用六水三氯合铁(FeCl3·6H2O)催化芳烃的烯丙基化反应的方法。此方法的优点在于：
(1)催化剂FeCl3·6H2O制备容易，成本较低，得到的产物收率高，符合绿色化学的理念，适合推广应用。
(2)条件温和，反应时间短。
(3)烯丙基化试剂肉桂醇，乙酸桂酯等结构简单，容易保存，商业易得。
(4)反应不需要碱或其它添加剂，节约成本，操作简便易行。
(5)实验中不需氮气保护，对设备要求低，降低了成本。
实现本发明的技术方案为：以各种芳烃为原料并兼做溶剂，FeCl3·6H2O为催化剂，以烯丙基醇或醋酸烯丙基酯作为烯丙基化试剂，在80℃条件下加热0.5小时。产物经浓缩，柱层析纯化后得到成品。
具体步骤如下：
(1)进行烯丙基化反应
以各种芳烃为原料并兼做溶剂，以FeCl3·6H2O为催化剂，以肉桂醇或乙酸桂酯为烯丙基化试剂，按照烯丙基化试剂(毫摩尔)∶FeCl3·6H2O(毫摩尔)∶芳烃(毫升)之比为1∶(0.05-0.3)∶(2-100)的比例，在反应器中先加入FeCl3·6H2O催化剂和烯丙基化试剂，再加入芳烃，搅拌，在80℃条件下反应0.5小时，得烯丙基化产物的反应液。
上述的芳烃为甲苯，二甲苯(邻，间，对)，三甲苯(均三甲苯，1，2，4-三甲苯)等。(2)进行产品的浓缩，纯化
经步骤(1)后，对第一步制备出的烯丙基化产物反应液，在空气中冷至室温，用二氯甲烷冲洗反应器的冷凝系统，洗涤液并入反应器的反应液。然后通过旋转蒸发浓缩混合液，得到浓缩液。对浓缩液用硅胶柱层析的方法进行纯化，用石油醚洗脱液进行洗脱，对经硅胶柱层析的流出液经旋转蒸发，抽干得产品。
本发明方法可广泛用于芳烃的烯丙基化产物的合成，包括医药中间体的合成。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步说明本发明。
实施例1
一种FeCl3·6H2O催化芳烃合成烯丙基化产物的方法，其具体步骤如下：
(1)以甲苯为原料兼做溶剂，用FeCl3·6H2O为催化剂，以乙酸桂酯为烯丙基化试剂，按照乙酸桂酯(毫摩尔)∶FeCl3·6H2O(毫摩尔)∶甲苯(毫升)之比为1∶0.2∶50的比例，在反应器中先加入FeCl3·6H2O(54.06mg，0.1mmol)催化剂和乙酸桂酯(176.21mg，0.1mmol)，再加入甲苯(50mL)，加毕，升温至80℃，搅拌下反应0.5小时。
(2)第(1)步完成后，对第(1)步制备出的烯丙基化产物反应液，在空气中冷却，用二氯甲烷冲洗反应器的冷凝系统，洗涤液并入反应器中的反应液。然后通过旋转蒸发浓缩反应器中混合液，对浓缩液用硅胶柱层析的方法进行纯化，用石油醚洗脱液进行洗脱，对经硅胶柱层析的流出液经旋转蒸发，抽干得烯丙基化产品肉桂基甲苯(邻、对位产物共102.9mg，收率为49％)。
实施例2
一种FeCl3·6H2O催化芳烃合成烯丙基化产物的方法，其具体步骤同实施例1，其中：
步骤(1)中，以邻二甲苯为原料兼做溶剂，用FeCl3·6H2O为催化剂，以乙酸桂酯为烯丙基化试剂，按照乙酸桂酯(毫摩尔)∶FeCl3·6H2O(毫摩尔)∶邻二甲苯(毫升)之比为1∶0.2∶50的比例，在反应器中先加入FeCl3·6H2O(54.06mg，0.1mmol)催化剂和乙酸桂酯(176.21mg，0.1mmol)，再加入邻二甲苯(50mL)，加毕，升温至80℃，搅拌下反应0.5小时。
步骤(2)中，得无色透明液体肉桂基二甲苯(167.1mg，收率为75％)。
实施例3
一种FeCl3·6H2O催化芳烃合成烯丙基化产物的方法，其具体步骤同实施例1，其中：
步骤(1)中，以间二甲苯为原料兼做溶剂，用FeCl3·6H2O为催化剂，以乙酸桂酯为烯丙基化试剂，按照乙酸桂酯(毫摩尔)∶FeCl3·6H2O(毫摩尔)∶间二甲苯(毫升)之比为1∶0.2∶50的比例，在反应器中先加入FeCl3·6H2O(54.06mg，0.1mmol)催化剂和乙酸桂酯(176.21mg，0.1mmol)，再加入间二甲苯(50mL)，加毕，升温至80℃，搅拌下反应0.5小时。
步骤(2)中，得无色透明液体肉桂基二甲苯(140.5mg，收率为63％)。
实施例4
一种FeCl3·6H2O催化芳烃合成烯丙基化产物的方法，其具体步骤同实施例1，其中：
步骤(1)中，以对二甲苯为原料兼做溶剂，用FeCl3·6H2O为催化剂，以乙酸桂酯为烯丙基化试剂，按照乙酸桂酯(毫摩尔)∶FeCl3·6H2O(毫摩尔)∶对二甲苯(毫升)之比为1∶0.2∶50的比例，在反应器中先加入FeCl3·6H2O(54.06mg，0.1mmol)催化剂和乙酸桂酯(176.21mg，0.1mmol)，再加入对二甲苯(50mL)，加毕，升温至80℃，搅拌下反应0.5小时。
步骤(2)中，得无色透明液体肉桂基二甲苯(邻位产物103.6mg，收率为47％)。
实施例5
一种FeCl3·6H2O催化芳烃合成烯丙基化产物的方法，其具体步骤同实施例1，其中：
步骤(1)中，以均三甲苯为原料兼做溶剂，用FeCl3·6H2O为催化剂，以乙酸桂酯为烯丙基化试剂，按照乙酸桂酯(毫摩尔)∶FeCl3·6H2O(毫摩尔)∶均三甲苯(毫升)之比为1∶0.2∶20的比例，在反应器中先加入FeCl3·6H2O(54.06mg，0.1mmol)催化剂和乙酸桂酯(176.21mg，0.1mmol)，再加入均三甲苯(20mL)，加毕，升温至80℃，搅拌下反应0.5小时。
步骤(2)中，得无色透明液体肉桂基三甲苯(108.2mg，收率为46％)。
实施例6
一种FeCl3·6H2O催化芳烃合成烯丙基化产物的方法，其具体步骤同实施例1，其中：
步骤(1)中，以1，2，4-三甲苯为原料兼做溶剂，用FeCl3·6H2O为催化剂，以乙酸桂酯为烯丙基化试剂，按照乙酸桂酯(毫摩尔)∶FeCl3·6H2O(毫摩尔)∶1，2，4-三甲苯(毫升)之比为1∶0.2∶50的比例，在反应器中先加入FeCl3·6H2O(54.06mg，0.1mmol)催化剂和乙酸桂酯(176.21mg，0.1mmol)，再加入1，2，4-三甲苯(50mL)，加毕，升温至80℃，搅拌下反应0.5小时。
步骤(2)中，得无色透明液体肉桂基三甲苯(其中1-肉桂基-2，3，5-三甲苯为35.3mg，产率为15％；1-肉桂基-2，4，5三甲基苯为152.8mg，产率为67％)。
实施例7-14
Claims (4)
1.一种FeCl3·6H2O催化芳烃合成烯丙基化产物的方法，其特征在于具体的方法步骤如下：
(1)进行烯丙基化反应
以芳烃为原料，并兼做溶剂，用FeCl3·6H2O为催化剂，以乙酸桂酯为烯丙基化试剂，按照乙酸桂酯毫摩尔∶FeCl3·6H2O毫摩尔∶芳烃毫升之比为1∶(0.05-0.2)∶(2-100)的比例，在反应器中先加入FeCl3·6H2O催化剂和乙酸桂酯，再加入芳烃作为溶剂，加毕，升温至80℃，持续搅拌进行烯丙基化反应0.5小时；
所述的芳烃为甲苯，邻二甲苯，间二甲苯，对二甲苯，均三甲苯，1，2，4-三甲苯中的一种；
(2)进行产品浓缩、纯化
第(1)步完成后，对第(1)步制备出的反应液，在空气中自然冷却，用二氯甲烷冲洗反应器的冷凝系统，洗涤液并入反应器中的反应液，然后通过旋转蒸发浓缩反应器中混合液，得到浓缩液；对浓缩液经硅胶柱层析纯化，用石油醚洗脱液进行洗脱，对硅胶柱层析的流出液经旋转蒸发浓缩、抽干得烯丙基化产品。
2.按照权利要求1所述的一种FeCl3·6H2O催化芳烃合成烯丙基化产物的方法，其特征在于：步骤(1)中，原料为甲苯，催化剂为FeCl3·6H2O，乙酸桂酯毫摩尔∶FeCl3·6H2O毫摩尔∶甲苯毫升之比为1∶0.2∶50，升温至80℃，持续搅拌进行反应0.5小时；
步骤(2)中，得无色透明液体肉桂基甲苯。
3.按照权利要求1所述的一种FeCl3·6H2O催化芳烃合成烯丙基化产物的方法，其特征在于：步骤(1)中，原料为对二甲苯，催化剂为FeCl3·6H2O，乙酸桂酯毫摩尔∶FeCl3·6H2O毫摩尔∶对二甲苯毫升之比为1∶0.2∶50，升温至80℃，持续搅拌进行反应0.5小时；
步骤(2)中，得无色透明液体肉桂基二甲苯。
4.按照权利要求1所述的一种FeCl3·6H2O催化芳烃合成烯丙基化产物的方法，其特征在于：步骤(1)中，原料为均三甲苯，催化剂为FeCl3·6H2O，乙酸桂酯毫摩尔∶FeCl3·6H2O毫摩尔∶均三甲苯毫升之比为1∶0.2∶20，升温至80℃，持续搅拌进行反应0.5小时；
步骤(2)中，得无色透明液体肉桂基三甲苯。
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