CN102976880B - 一种不对称联苯的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种不对称联苯的制备方法，更具体是指一种钯催化的芳香胺“一锅法”制备不对称联苯的方法。其特征在于，包括以下步骤：采用水为溶剂，在醋酸钯的作用下，在重氮化溶液中加入芳基硅醚，无需任何配体，无需惰性气体的保护，即可得到不对称联苯；本发明反应条件简单、反应时间短，反应产率高。

Description

一种不对称联苯的制备方法
技术领域:
本发明涉及一种不对称联苯的制备方法，更具体是指一种钯催化的芳香胺“一锅法”制备不对称联苯的方法。
背景技术：
联苯是重要的有机原料，广泛用于医药、农药、染料、液晶材料等领域。可以用来合成增塑剂、防腐剂，还可以用于制造燃料、工程塑料和高能燃料等。联苯存在于煤焦油、原油和天然气中。联苯的制备方法有通过苯热解制联苯等的化学合成法和通过各种煤焦油馏分制联苯的分离提取法。联苯在煤焦油中的质量分数为0.20%-0.40%，目前煤焦油提取法和化学合成法并存。
近年来，利用廉价易得、生物相容性的有机硅烷参与的偶联反应研究取得了巨大发展。和其他有机金属试剂相比，有机硅烷有着其独特的生质。有机硅试剂比镁试剂、锌试剂稳定；有机锡化合物有着高毒性，而硅元素是—种对环境友好的元素，有机硅化合物最终氧化成无生物活性的硅胶，参与的反应副产物少目，产物易于处理，对环境友好，从环保的角度看，有机硅烷已经成了有机锡化合物最好的替代物；硼试剂难于纯化，一些硼试剂不稳定，容易发生脱硼反应形成自身偶联产物，而硅试剂性质稳定易得所以硅试剂在工业应用中也深受欢迎。卤代芳烃与有机硅试剂在钯的催化作用下进行交叉偶联反应生成联苯类化合物的反应被称为Hiyama偶联反应，是合成不对称联苯化合物的一种重要手段（Hiyama, T. In Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions; Diederich, F., Stang, P. J., Eds.; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 1998）。Deshong成功的将该偶联反应作为关键步骤应用到秋水仙碱衍生物Allocolchicinoids的合成中，此类化合物具有微管蛋白抑制活性。（DeShong, P. Org. Lett. 2006，8, 3951-3954）。
发明内容：
本发明的目的是提供一种反应条件简单、反应时间短，反应产率高的不对称联苯的制备方法。
本发明采取的技术方案如下，一种不对称联苯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用水为溶剂，在醋酸钯的作用下，在重氮化溶液中加入芳基硅醚，无需任何配体，无需惰性气体的保护，即可得到不对称联苯。
本发明涉及的反应方程式如下：
式中：
所述重氮化溶液为芳香胺与亚硝酸钠进行重氮化反应获得的。
进一步地，所述芳香胺为苯胺、对甲基苯胺、间甲基苯胺、邻甲基苯胺、间二甲基苯胺、邻二甲基苯胺、间甲氧基苯胺、间氯苯胺、间溴苯胺、对碘苯胺、对硝基苯胺、邻氯苯胺、邻硝基苯胺的任意一种；
所述芳基硅醚为苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、邻二甲基苯基三甲氧基硅烷、对甲基苯基三甲氧基硅烷、间氟苯基三甲氧基硅烷、对三氟甲基苯基三甲氧基硅烷、β-苯并呋喃三甲氧基硅烷的任意一种；
所述反应溶剂为水；
所述反应温度优选为25oC，反应时间为优选6小时；所述芳香胺用量为0.01mol，芳基硅醚用量为0.01mol，醋酸钯的用量为0.5mmol。
一种不对称联苯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在25ml单颈烧瓶中，将0.01mol苯胺溶于6ml浓HCl和6ml水的混合液中，混合物冰浴冷却至零摄氏度，搅拌下苯胺盐酸盐结晶析出；继续搅拌滴加亚硝酸钠溶液（1.8g亚硝酸钠溶于4ml水中），终点用淀粉-KI试纸检验，温度不超过5 oC，搅拌10分钟，将0.01mol的三乙氧基苯基硅醚和0.5mmol醋酸钯加入反应液中，搅拌10分钟后将温度升至室温，室温下搅拌3小时，反应完毕，加入10ml乙醚分别提取三次，合并萃取液旋干溶剂后，柱分离即得产品。
本发明的反应机理及有益效果如下：
考虑到芳基重氮盐应用在钯催化的Suzuki反应中，需要面临以下问题：（1）反应需要提纯芳基重氮盐，为得到稳定的芳基重氮盐，需要引入四氟硼酸根、六氟磷酸根等阴离子，增加了成本和后处理难度；（2）反应过程中需要醇类、醚类和乙腈等有机溶剂的引入。因此，本发明通过以下几个方面的改进，有效解决了上述难题：
1、本发明采用纯水作为溶剂，水的资源丰富，价格便宜；其次，水的挥发性小，无毒无害，可以减轻对环境的危害，是一种绿色环保的反应溶剂。另一方面，以水作为溶剂，可以避免需要加入阴离子制备较稳定的重氮盐并分离后才能用于偶联反应。
2、本发明采用直接在重氮化的溶液中加入钯催化剂和芳基硅醚，得到了一条由芳香胺通过“一锅法”直接得到偶联的联苯产物的途径，中间重氮化无需分离中间产物，具有很高的实用性和选择性。
3、本发明的制备方法操作简单，室温下无需隔绝空气、不需要任何惰性气体的保护，就可以得到相应的芳基烯烃化合物。
4、本发明反应在室温条件下进行，反应时间短，反应产率高，且制备过程中无需膦配体和碱的加入，经过简单的后处理就能得到产物；成本低廉，具有很好的实用性和经济价值。
以下通过具体实施方式对本发明作进一步说明。
具体实施方式：
实施例1：
25ml单颈烧瓶中，将0.01mol间甲氧基苯胺溶于6ml浓HCl和6ml水混合液中，混合物冰浴冷却至零摄氏度，搅拌下苯胺盐酸盐结晶析出。继续搅拌滴加亚硝酸钠溶液（1.8g亚硝酸钠溶于4ml水中），终点用淀粉-KI试纸检验，温度不超过5摄氏度。搅拌10分钟，将0.01mol的苯基三乙氧基硅烷和0.5mmol醋酸钯加入反应液中，搅拌10分钟后将温度升至室温，室温下搅拌3小时。反应完毕，加入10ml乙醚分别提取三次，合并萃取液旋干溶剂后，柱分离即得产品，产率94%。
产物确认：
1H NMR ( 400 MHz, CDCl3, TMS ) δ 7.58 ( d, J = 7.2 Hz, 2 H ), 7.42 ( t, J = 7.6 Hz, 2 H ), 7.32-7.36 ( m, 2 H ), 7.17 ( d, J = 7.6 Hz, 1 H ), 7.12 ( s, 1 H ), 6.89 ( d, J = 8.4 Hz, 1 H ), 3.84 ( s, 3 H ). HRMS (EI) Calcd for C13H12O(M+) 184.0888, Found 184.0881。
实施例2：
25ml单颈烧瓶中，将0.01对甲基苯胺溶于6ml浓HCl和6ml水混合液中，混合物冰浴冷却至零摄氏度，搅拌下苯胺盐酸盐结晶析出。继续搅拌滴加亚硝酸钠溶液（1.8g亚硝酸钠溶于4ml水中），终点用淀粉-KI试纸检验，温度不超过5摄氏度。搅拌10分钟，将0.01mol的间氟苯基三甲氧基硅烷和0.5mmol醋酸钯加入反应液中，搅拌10分钟后将温度升至室温，室温下搅拌3小时。反应完毕，加入10ml乙醚分别提取三次，合并萃取液旋干溶剂后，柱分离即得产品，产率89%。
产物确认：
1H NMR ( 400 MHz, CDCl3, TMS ) δ 7.44 ( t, J = 8.0 Hz, 2 H ), 7.28-7.35 ( m, 2 H ), 7.19-7.23 ( m, 3 H ), 7.02 ( t, J = 8.0 Hz, 1 H ), 2.35 ( s, 3 H ). HRMS (EI) Calcd for C13H11F (M+) 186.0841, Found 186.0841。
实施例3：
25ml单颈烧瓶中，将0.01mol对甲基苯胺溶于6ml浓HCl和6ml水混合液中，混合物冰浴冷却至零摄氏度，搅拌下苯胺盐酸盐结晶析出。继续搅拌滴加亚硝酸钠溶液（1.8g亚硝酸钠溶于4ml水中），终点用淀粉-KI试纸检验，温度不超过5摄氏度。搅拌10分钟，将0.01mol的对三氟甲基苯基三甲氧基硅烷和0.5mmol醋酸钯加入反应液中，搅拌10分钟后将温度升至室温，室温下搅拌3小时。反应完毕，加入10ml乙醚分别提取三次，合并萃取液旋干溶剂后，柱分离即得产品，产率82%。
产物确认：
1H NMR ( 400 MHz, CDCl3, TMS ) δ 7.65-7.72 ( m, 4 H ), 7.46 ( d, J = 7.2 Hz, 2 H ), 7.21 ( d, J = 7.6 Hz, 2 H ), 2.37 ( s, 3 H ). HRMS (EI) Calcd for C14H11F3 (M+) 236.0813, Found 236.0815。
实施例4：
25ml单颈烧瓶中，将0.01mol苯胺溶于6ml浓HCl和6ml水混合液中，混合物冰浴冷却至零摄氏度，搅拌下苯胺盐酸盐结晶析出。继续搅拌滴加亚硝酸钠溶液（1.8g亚硝酸钠溶于4ml水中），终点用淀粉-KI试纸检验，温度不超过5摄氏度。搅拌10分钟，将0.01mol的2-萘硼酸和0.5mmol醋酸钯加入反应液中，搅拌10分钟后将温度升至室温，室温下搅拌3小时。反应完毕，加入10ml乙醚分别提取三次，合并萃取液旋干溶剂后，柱分离即得产品，产率88%。
产物确认：
1H NMR ( 400 MHz, CDCl3, TMS ) δ 8.03 ( s, 1 H ), 7.84-7.93 ( m, 3 H ), 7.72 ( t, J = 8.0 Hz, 3 H ), 7.45-7.51 ( m, 4 H ), 7.37 ( t, J = 7.2 Hz, 1 H ). HRMS (EI) Calcd for C16H12 (M+) 204.0939, Found 204.0936。
实施例5：
25ml单颈烧瓶中，将0.01mol苯胺溶于6ml浓HCl和6ml水混合液中，混合物冰浴冷却至零摄氏度，搅拌下苯胺盐酸盐结晶析出。继续搅拌滴加亚硝酸钠溶液（1.8g亚硝酸钠溶于4ml水中），终点用淀粉-KI试纸检验，温度不超过5摄氏度。搅拌10分钟，将0.01mol的对氟苯硼酸和0.5mmol醋酸钯加入反应液中，搅拌10分钟后将温度升至室温，室温下搅拌3小时。反应完毕，加入10ml乙醚分别提取三次，合并萃取液旋干溶剂后，柱分离即得产品，产率94%。
产物确认：
1H NMR ( 400 MHz, CDCl3, TMS ) δ 7.52-7.56 ( m, 4 H ), 7.43 ( t, J = 7.6 Hz, 2 H ), 7.34 ( t, J = 7.2 Hz, 1 H ), 7.12 ( t, J = 8.4 Hz, 2 H ). HRMS (EI) Calcd for C12H9F(M+) 172.0688, Found 172.0684。

Claims (1)

1.一种不对称联苯的制备方法，采用钯催化的芳香胺“一锅法”制备不对称联苯，其特征在于：25ml单颈烧瓶中，将0.01mol间甲氧基苯胺溶于6ml浓HCl和6ml水混合液中，混合物冰浴冷却至零摄氏度，搅拌下苯胺盐酸盐结晶析出；继续搅拌滴加亚硝酸钠溶液，其是1.8g亚硝酸钠溶于4ml水中而得到的，终点用淀粉-KI试纸检验，温度不超过5摄氏度；搅拌10分钟，将0.01mol的苯基三乙氧基硅烷和0.5mmol醋酸钯加入反应液中，搅拌10分钟后将温度升至室温，室温下搅拌3小时；反应完毕，加入10ml乙醚分别提取三次，合并萃取液旋干溶剂后，柱分离即得产品，产率94%。
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