CN102826953B - 一种4-(烷基-3-烯)-(氟)苯衍生物的制备方法 - Google Patents

一种4-(烷基-3-烯)-(氟)苯衍生物的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种4-(烷基-3-烯)-(氟)苯衍生物的制备方法,先将原料化合物制成锂试剂,然后锂试剂与

Description

一种4-(烷基-3-烯)-(氟)苯衍生物的制备方法
技术领域
本发明涉及一种4-(烷基-3-烯)-(氟)苯衍生物的制备方法,属于精细化工和材料化学技术领域。
背景技术
近年来,负介电各向异性液晶应用越来越广泛,烯类化合物是这一类液晶化合物的重要基团,含有此基团的液晶化合物具有粘度低、电荷保持率高,性能优越等特点。此类化合物其中的一部分可用如下结构式表示:
上述结构式中,Ak为氢或C1~C7的直链烷基中的任意一种,A为环己环或含氧杂环,n为0或1或2,m为0或1或2,并且n+m为1或2;a、b、c、d、e、f、g或h为H或F,但当n=0时,a、b、c、d、e、f、g和h不能同时为H;X1为F或Cl;R为H或饱和烷基。
目前,此类化合物的制备主要靠Wittig反应的方法,该方法反应步骤长,收率较低。该方法的反应步骤为:
在WO200851405A1与US2004209865中涉及了类似化合物的制备方法,步骤如下:
但上述制备过程存在以下缺陷: 均不稳定,容易聚合,收率较低,产品难于提纯。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种简单、高效、收率高的方法来制备4-(烷基-3-烯)-(氟)苯衍生物,以解决现有技术中存在反应步骤长、产物收率低等问题,满足此类产品大量工业化的要求。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种4-(烷基-3-烯)-(氟)苯衍生物的制备方法,包括以下步骤:
1)将原料化合物I用醚类溶剂溶解,得到化合物I的溶液,然后再将烷基锂滴入所述化合物I溶液中进行反应,得到化合物II,
其中,所述化合物I的结构式为:
所述化合物II的结构式为:
或者,
将原料化合物III用醚类溶剂溶解,得到化合物III的溶液,然后再将烷基锂滴入所述化合物III溶液中进行反应,得到化合物IV,
其中,所述化合物III的结构式为: 
所述化合物IV的结构式为:
上述化合物I或II的结构式中,Ak为H或C1~C7的直链烷基中的任意一种,A为环己环或含氧杂环,n=0、1或2;上述化合物III或IV的结构式中,X1为氟或氯;上述化合物I或II或III或IV的结构式中,m=0、1或2,a、b、c、d、e、f或g分别为氢或氟;
2)将化合物VII添加到步骤1)中制得的化合物II中进行反应,得到化合物V,其中,所述化合物V的结构式为:
或者,
将化合物VII添加到步骤1)中制得的化合物IV中进行反应,得到化合物VI,其中,所述化合物VI的结构式为:
上述化合物VII的结构式为:
上述化合物V的结构式中,Ak为H或C1~C7的直链烷基中的任意一种,A为环己环或含氧杂环,n=0、1或2;上述化合物VI的结构式中,X1为氟或氯;上述化合物V或VI的结构式中,m=0、1或2,a、b、c、d、e、f或g分别为氢或氟;上述化合物VII的结构式中,X2为溴或氯;上述化合物V或VI或VII中,R为氢或饱和烷基。
本发明的有益效果是:本发明制备方法简单、高效、收率高,克服了现有技术中存在的反应步骤长、产物收率低的问题,且成本低廉,有利于工业化生产,具有极大的市场价值。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
进一步,步骤1)中所述的化合物I或II的结构式中,n+m=1或2。
进一步,步骤1)中所述的化合物I或II的结构式中,当n=0时,a、b、c、d、e、f和g不能同时为氢。
进一步,步骤2)中所述的化合物V的结构式中,n+m=1或2。
进一步,步骤2)中所述的化合物V的结构式中,当n=0时,a、b、c、d、e、f和g不能同时为氢。
进一步,步骤1)中所述反应的条件为:在-80℃~-40℃温度下滴入烷基锂,保持-80℃~-40℃温度不变,反应0.5~3小时;优选温度为-50~-70℃,优选反应时间为1小时。
进一步,步骤2)中所述反应的条件为:在-80℃~-40℃温度下滴入化合物VII,保持-80℃~-40℃温度不变,反应0.5~3小时;优选温度为-50~-70℃,优选反应时间为1小时。
进一步,步骤1)中所述烷基锂与所述原料化合物I的摩尔比为(1~2):1,所述烷基锂与所述原料化合物III的摩尔比为(1~2):1;优选(1.1~1.6):1。
进一步,步骤2)中所述化合物VII与所述化合物I I的摩尔比为(1~3):1,所述化合物VII与所述化合物IV的摩尔比为(1~3):1;优选(1.1~1.6):1。
需要指出的是,上述各结构式中用符号所代表的均为连接在该符号所在位置的基团,如结构式I或IIA代表环己环或含氧杂环,则其含义是指连接在A所在位置上的环己环或含氧杂环的基团。本例子并不仅仅限于结构式I 或I IA代表环己环或含氧杂环的含义,应该理解为,上述所有结构式中符号所代表的均为连接在该符号所在位置的基团,而不是化合物。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
本发明提供一种4-(烷基-3-烯)-(氟)苯衍生物的制备方法,先将原料化合物I或III制成锂试剂(即化合物II或IV),然后锂试剂与化合物VII反应制得4-烷基-3-烯-(氟)苯衍生物。具体过程如下:
步骤一:将化合物I(或III)用醚类溶剂溶解,将烷基锂在低温下(-80℃~-40℃)滴入化合物I(或Ш)的溶液中进行反应,同时保温一段时间(0.5~3小时)后,得到化合物II(或Ⅳ),反应方程式为:
或者,
其中,所述烷基锂与所述原料化合物I(或III)的摩尔比为1:1~2:1;
上述反应方程式各结构式中,Ak为H或C1~C7的直链烷基中的任意一种,A为环己环或含氧杂环,n=0、1或2,m=0、1或2,n+m为1或2,a、b、c、d、e、f或g分别为氢或氟,但当n=0时,a、b、c、d、e、f和g不能同时为氢,X1为氟或氯;
步骤二:将 加入到步骤1)中制得的化合物II(或IV)中,在-80℃~-40℃的温度下保温一段时间(0.5~3小时),进行反应,即得所述4-烷基-3-烯-(氟)苯衍生物,反应方程式为:
或者,
其中,所述 与化合物II的摩尔比为1:1~3:1;
上述反应方程式各结构式中,Ak为H或C1~C7的直链烷基中的任意一种,A为环己环或含氧杂环,n=0、1或2,m=0、1或2,n+m为1或2,a、b、c、d、e、f或g分别为氢或氟,但当n=0时,a、b、c、d、e、f和g不能同时为氢,X1为氟或氯,R为H或饱和烷烃,X2为溴或氯。
以下通过几个具体的实施例以进一步说明本发明。
实施例1
4-(3-丁烯-1-基)-2'-氟-4″-(反-4-甲基环己基)-1,1':4',1″-三联苯的制备
在2L三口瓶上安装好温度计、机械搅拌、恒压滴加漏斗,然后加入107.4g(0.3mol)4-甲基-2'-氟-4″-(反-4-甲基环己基)-1,1':4',1″-三联苯,48.7gTMEDA,400mL乙醚,搅拌降温至-80℃,再滴加136mL(0.3mol)正丁基锂,滴加毕,保温0.5小时后,在-80℃温度下滴加入23.0g烯丙基氯,接着在-80℃温度下保温0.5小时,反应完成。
向上步产物中滴加700g10%稀盐酸溶液,搅拌,分层,滴加少量甲苯萃取水相,合并有机相,水洗至中性,浓缩得粗品110g,经减压蒸馏及甲苯/无水乙醇混合溶剂重结晶得产品37g,收率31%,经气相色谱测试纯度>99.0%。
实施例2
5-庚基-2-(4'-戊基-3烯-联苯-4-基)-[1,3]-二氧杂环乙烷的制备
在2L三口瓶上安装好温度计、机械搅拌、恒压滴加漏斗,然后加入176g(0.5mol)5-庚基-2-(4'-甲基-联苯-4-基)-[1,3]-二氧杂环乙烷,87gTMEDA,500mL苯甲醚,搅拌降温至-60℃,再滴加577mL(0.75mol)仲丁基锂,滴加毕,保温1小时后,在-60℃温度下滴加入90.5g巴豆氯(1mol),接着在-60℃温度下保温1h,反应完成。
向上步产物中滴加1200g10%稀盐酸溶液,搅拌,分层,滴加少量甲苯萃取水相,合并有机相,水洗至中性,浓缩得粗品191g,经减压蒸馏及甲苯/无水乙醇混合溶剂重结晶得产品83.2g,收率41%,经气相色谱测试纯度>99.0%。
实施例3
1-[(反,反)-4'-丁基[1,1'-二环己基]-4-基]-4-(3-己烯-1-基)-苯的制备
在2L三口瓶上安装好温度计、机械搅拌、恒压滴加漏斗,然后加入93.6g(0.3mo l)1-[(反,反)-4'-丁基[1,1'-二环己基]-4-基]-4-甲基-苯,400mL四氢呋喃,搅拌降温至-40℃,滴加0.6mol二异丙基氨基锂,滴加毕,保温3小时后,在-40℃温度下滴加入94.1g1-溴-2-戊烯(0.9mol),接着在-40℃温度下保温3h,反应完成。
向上步产物中滴加700g10%稀盐酸溶液,搅拌,分层,滴加少量甲苯萃取水相,合并有机相,水洗至中性,浓缩得粗品111g,经减压蒸馏及甲苯/无水乙醇混合溶剂重结晶得产品33g,收率29%,经气相色谱测试纯度>99.0%。
实施例4
4-(3-丁烯-1-基)-4″氟-1,1':4',1″-三联苯的制备
在2L三口瓶上安装好温度计、机械搅拌、恒压滴加漏斗,然后加入78.6g(0.3mol)4-甲基-4″氟-1,1':4',1″-三联苯,41.8gTMEDA,400mL甲基四氢呋喃,搅拌降温至-80℃,滴加136mL正丁基锂(0.3mol),滴加毕,保温0.5小时后,在-80℃温度下滴加入36.3g溴丙烯(0.3mol),接着在-80℃ 温度下保温0.5h,反应完成。
向上步产物中滴加700g10%稀盐酸溶液,搅拌,分层,滴加少量甲苯萃取水相,合并有机相,水洗至中性,浓缩得粗品79g,经减压蒸馏及甲苯/无水乙醇混合溶剂重结晶得产品31.7g,收率35%,经气相色谱测试纯度>99.0%。
实施例5
4-氯-2-氟-4'-(3-戊烯-1-基)-1,1'-联苯的制备
在2L三口瓶上安装好温度计、机械搅拌、恒压滴加漏斗,然后加入66g(0.3mol)4-氯-2-氟-4'-甲基-1,1'-联苯,400mL四氢呋喃,搅拌降温至-60℃,滴加205mL正丁基锂(0.45mol),滴加毕,保温2小时后,在-60℃温度下滴加入54.3g巴豆氯(0.6mol),接着在-60℃温度下保温2h,反应完成。
向上步产物中滴加700g10%稀盐酸溶液,搅拌,分层,少量甲苯萃取水相,合并有机相,水洗至中性,浓缩得粗品74g,经减压蒸馏及甲苯/无水乙醇混合溶剂重结晶得产品23.0g,收率28%,经气相色谱测试纯度>99.0%。
实施例6
4-丙基-2,2',3'-三氟-4'-(3-丁烯-1-基)-1,1'-联苯的制备
在2L三口瓶上安装好温度计、机械搅拌、恒压滴加漏斗,然后加入79.2g(0.3mol)4-丙基-2,2',3'-三氟-4'-甲基-1,1'-联苯,400mL苯甲醚,搅拌降温至-40℃,滴加461mL仲丁基锂(0.6mol),滴加毕,保温3小时后,在-40℃温度下滴加入45.9g氯丙烯(0.6mol),接着在-40℃温度下保温3h,反应完成。
向上步产物中滴加700g10%稀盐酸溶液,搅拌,分层,滴加少量甲苯萃取水相,合并有机相,水洗至中性,浓缩得粗品80g,经减压蒸馏及甲苯/正己烷混合溶剂重结晶得产品37.3g,收率40.9%,经气相色谱测试纯度>99.0%。
实施例7
4-(3-丁烯基)-4'-乙氧基-2',3'-二氟-1,1'-联苯的制备
在2L三口瓶上安装好温度计、机械搅拌、恒压滴加漏斗,然后加入124g(0.5mol)2′,3′-二氟-4′-乙氧基-4-甲基-1,1′-联苯,87gTMEDA,500mL四氢呋喃,搅拌降温至-80℃,滴加341mL正丁基锂,滴加毕,保温3小时后,在-80℃温度下滴加入61.2g烯丙基氯,接着在-80℃温度下保温3小时,反应完成。
向上步产物中滴加1200g10%稀盐酸溶液,搅拌,分层,少量甲苯萃取水相,合并有机相,水洗至中性,浓缩得粗品144g,经减压蒸馏及甲苯/无水乙醇混合溶剂重结晶得产品81g,收率56%,经气相色谱测试纯度>99.0%,熔点mp63℃。
实施例8
4-(3-戊烯基)-4'-乙氧基-2',3'-二氟-1,1'-联苯的制备
在2L三口瓶上安装好温度计、机械搅拌、恒压滴加漏斗,然后加入124g(0.5mol)2′,3′-二氟-4′-乙氧基-4-甲基-1,1′-联苯,87gTMEDA,500mL四氢呋喃,搅拌降温至-60℃~-50℃,滴加341mL正丁基锂,滴加毕,保温2小时,-60℃~-50℃温度下滴加入72.4g巴豆氯,接着在-60℃~-50℃温度下保温0.5h,反应完成。
向上步产物中滴加1200g10%稀盐酸溶液,搅拌,分层,少量甲苯萃取水相,合并有机相,水洗至中性,浓缩得粗品151g,经减压蒸馏及甲苯/无水乙醇混合溶剂重结晶得产品82.5g,收率55%,经气相色谱测试纯度>99.0%,熔点mp69℃。
实施例9
4-氟-4′-(3-戊烯基)-1,1'-联苯的制备
在2L三口瓶上安装好温度计、机械搅拌、恒压滴加漏斗,然后加入55.8g(0.3mol)4-氟-4'-甲基-1,1',41.8gTMEDA,400mL四氢呋喃,搅拌降温至 -40℃,滴加150mL正丁基锂,滴加毕,保温0.5小时,-40℃滴加入29.8g巴豆氯,接着在-40℃温度下保温1h,反应完成。
向上步产物中滴加700g10%稀盐酸溶液,搅拌,分层,少量甲苯萃取水相,合并有机相,水洗至中性,浓缩得粗品70g,经减压蒸馏及甲苯/无水乙醇混合溶剂重结晶得产品25.2g,收率35%,经气相色谱测试纯度>99.0%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种4-(3-丁烯-1-基)-2′-氟-4″-(反-4-甲基环己基)-1,1′:4′,1″-三联苯的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
在2L三口瓶上安装好温度计、机械搅拌、恒压滴加漏斗,然后加入107.4g(0.3mol)4-甲基-2′-氟-4″-(反-4-甲基环己基)-1,1′:4′,1″-三联苯,48.7gTMEDA,400mL乙醚,搅拌降温至-80℃,再滴加136mL正丁基锂0.3mol,滴加毕,保温0.5小时后,在-80℃温度下滴加入23.0g烯丙基氯,接着在-80℃温度下保温0.5小时,反应完成,
向上步产物中滴加700g10%稀盐酸溶液,搅拌,分层,滴加少量甲苯萃取水相,合并有机相,水洗至中性,浓缩得粗品110g,经减压蒸馏及甲苯/无水乙醇混合溶剂重结晶得产品37g,收率31%,经气相色谱测试纯度>99.0%。
2.一种5-庚基-2-(4′-戊基-3烯-联苯-4-基)-[1,3]-二氧杂环乙烷的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
在2L三口瓶上安装好温度计、机械搅拌、恒压滴加漏斗,然后加入176g(0.5mol)5-庚基-2-(4′-甲基-联苯-4-基)-[1,3]-二氧杂环乙烷,87gTMEDA,500mL苯甲醚,搅拌降温至-60℃,再滴加577mL仲丁基锂0.75mol,滴加毕,保温1小时后,在-60℃温度下滴加入90.5g(1mol)巴豆氯,接着在-60℃温度下保温1h,反应完成,
向上步产物中滴加1200g10%稀盐酸溶液,搅拌,分层,滴加少量甲苯萃取水相,合并有机相,水洗至中性,浓缩得粗品191g,经减压蒸馏及甲苯/无水乙醇混合溶剂重结晶得产品83.2g,收率41%,经气相色谱测试纯度>99.0%。
3.一种1-[(反,反)-4′-丁基[1,1′-二环己基]-4-基]-4-(3-己烯-1-基)-苯的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
在2L三口瓶上安装好温度计、机械搅拌、恒压滴加漏斗,然后加入93.6g(0.3mol)1-[(反,反)-4′-丁基[1,1′-二环己基]-4-基]-4-甲基-苯,400mL四氢呋喃,搅拌降温至-40℃,滴加0.6mol二异丙基氨基锂,滴加毕,保温3小时后,在-40℃温度下滴加入94.1g1-溴-2-戊烯,接着在-40℃温度下保温3h,反应完成,
向上步产物中滴加700g10%稀盐酸溶液,搅拌,分层,滴加少量甲苯萃取水相,合并有机相,水洗至中性,浓缩得粗品111g,经减压蒸馏及甲苯/无水乙醇混合溶剂重结晶得产品33g,收率29%,经气相色谱测试纯度>99.0%。
4.一种4-(3-丁烯-1-基)-4″氟-1,1′:4′,1″-三联苯的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
在2L三口瓶上安装好温度计、机械搅拌、恒压滴加漏斗,然后加入78.6g(0.3mol)4-甲基-4″氟-1,1′:4′,1″-三联苯,41.8gTMEDA,400mL甲基四氢呋喃,搅拌降温至-80℃,滴加136mL正丁基锂0.3mol,滴加毕,保温0.5小时后,在-80℃温度下滴加入36.3g(0.3mol)溴丙烯,接着在-80℃温度下保温0.5h,反应完成,
向上步产物中滴加700g10%稀盐酸溶液,搅拌,分层,滴加少量甲苯萃取水相,合并有机相,水洗至中性,浓缩得粗品79g,经减压蒸馏及甲苯/无水乙醇混合溶剂重结晶得产品31.7g,收率35%,经气相色谱测试纯度>99.0%。
5.一种4-氯-2-氟-4′-(3-戊烯-1-基)-1,1′-联苯的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
在2L三口瓶上安装好温度计、机械搅拌、恒压滴加漏斗,然后加入66g(0.3mol)4-氯-2-氟-4′-甲基-1,1′-联苯,400mL四氢呋喃,搅拌降温至-60℃,滴加205mL正丁基锂0.45mol,滴加毕,保温2小时后,在-60℃温度下滴加入54.3g(0.6mol)巴豆氯,接着在-60℃温度下保温2h,反应完成,
向上步产物中滴加700g10%稀盐酸溶液,搅拌,分层,少量甲苯萃取水相,合并有机相,水洗至中性,浓缩得粗品74g,经减压蒸馏及甲苯/无水乙醇混合溶剂重结晶得产品23.0g,收率28%,经气相色谱测试纯度>99.0%。
6.一种4-丙基-2,2′,3′-三氟-4′-(3-丁烯-1-基)-1,1′-联苯的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
在2L三口瓶上安装好温度计、机械搅拌、恒压滴加漏斗,然后加入79.2g(0.3mol)4-丙基-2,2′,3′-三氟-4′-甲基-1,1′-联苯,400mL苯甲醚,搅拌降温至-40℃,滴加461mL仲丁基锂0.6mol,滴加毕,保温3小时后,在-40℃温度下滴加入45.9g(0.6mol)氯丙烯,接着在-40℃温度下保温3h,反应完成,
向上步产物中滴加700g10%稀盐酸溶液,搅拌,分层,滴加少量甲苯萃取水相,合并有机相,水洗至中性,浓缩得粗品80g,经减压蒸馏及甲苯/正己烷混合溶剂重结晶得产品37.3g,收率40.9%,经气相色谱测试纯度>99.0%。
7.一种4-(3-丁烯基)-4′-乙氧基-2′,3′-二氟-1,1′-联苯的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
在2L三口瓶上安装好温度计、机械搅拌、恒压滴加漏斗,然后加入124g(0.5mol)2′,3′-二氟-4′-乙氧基-4-甲基-1,1′-联苯,87gTMEDA,500mL四氢呋喃,搅拌降温至-80℃,滴加341mL正丁基锂,滴加毕,保温3小时后,在-80℃温度下滴加入61.2g烯丙基氯,接着在-80℃温度下保温3小时,反应完成,
向上步产物中滴加1200g10%稀盐酸溶液,搅拌,分层,少量甲苯萃取水相,合并有机相,水洗至中性,浓缩得粗品144g,经减压蒸馏及甲苯/无水乙醇混合溶剂重结晶得产品81g,收率56%,经气相色谱测试纯度>99.0%,熔点mp 63℃。
8.一种4-(3-戊烯基)-4′-乙氧基-2′,3′-二氟-1,1′-联苯的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
在2L三口瓶上安装好温度计、机械搅拌、恒压滴加漏斗,然后加入124g(0.5mol)2′,3′-二氟-4′-乙氧基-4-甲基-1,1′-联苯,87gTMEDA,500mL四氢呋喃,搅拌降温至-60℃~-50℃,滴加341mL正丁基锂,滴加毕,保温2小时,-60℃~-50℃温度下滴加入72.4g巴豆氯,接着在-60℃~-50℃温度下保温0.5h,反应完成,
向上步产物中滴加1200g10%稀盐酸溶液,搅拌,分层,少量甲苯萃取水相,合并有机相,水洗至中性,浓缩得粗品151g,经减压蒸馏及甲苯/无水乙醇混合溶剂重结晶得产品82.5g,收率55%,经气相色谱测试纯度>99.0%,熔点mp 69℃。
9.一种4-氟-4′-(3-戊烯基)-1,1′-联苯的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
在2L三口瓶上安装好温度计、机械搅拌、恒压滴加漏斗,然后加入55.8g(0.3mol)4-氟-4′-甲基-1,1′-联苯,41.8gTMEDA,400mL四氢呋喃,搅拌降温至-40℃,滴加150mL正丁基锂,滴加毕,保温0.5小时,-40℃滴加入29.8g巴豆氯,接着在-40℃温度下保温1h,反应完成,
向上步产物中滴加700g10%稀盐酸溶液,搅拌,分层,少量甲苯萃取水相,合并有机相,水洗至中性,浓缩得粗品70g,经减压蒸馏及甲苯/无水乙醇混合溶剂重结晶得产品25.2g,收率35%,经气相色谱测试纯度>99.0%。
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