CN103864547A - 痕量1-卤代苯促进的CuI催化Sonogashira交叉偶联反应的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种痕量1-卤代苯促进的CuI催化Sonogashira交叉偶联反应的方法，以低沸点、无毒的1-氯苯或1-溴苯为促进剂，以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，在无配体条件下，用CuI催化卤代芳烃与端炔的Sonogashira交叉偶联反应，该方法具有良好的底物适用性，对芳基炔烃和烷基端炔都适用，反应体系无需使用传统膦配体，催化剂和促进剂用量少，促进剂易从体系中挥发，使目标产物易分离纯化，目标产物收率高，且减少了环境污染。本发明是一种高效、安全、绿色的Sonogashira交叉偶联反应体系，可应用于一步构筑Csp-Csp2键。
Description
技术领域
本发明属于Sonogashira交叉偶联反应技术领域，具体涉及到在无配体条件下，痕量1-氯苯或1-溴苯促进的CuI催化Sonogashira交叉偶联反应的方法。
背景技术
过渡金属催化的卤代芳烃与端炔的Sonogashira交叉偶联反应是有机合成中一步形成Csp-Csp2键的最重要反应之一，尤其是在近年来蓬勃发展的有机合成领域，该结构的构筑占有很重要的地位。目前，过渡金属催化的Sonogashira反应通常使用贵金属Pd，典型的体系包括经典的Pd/Cu双金属加入膦配体的催化体系以及单金属Pd加入膦配体催化体系。以上两大类催化体系在催化Sonogashira反应中均表现出良好的催化活性，但由于金属Pd既是贵金属又是重金属，不但使反应体系成本高昂，不利于工业化推广，而且造成后处理过程复杂，环境污染风险增加等一系列问题；另外，膦配体的存在也给目标产物的分离纯化带来困难。
非Pd金属作为催化剂往往具有成本低廉、体系无毒的特点，该类催化体系逐渐进入人们的视野并占据一席之地，尤其是Cu催化的Sonogashira反应，更是得到了人们的广泛关注。然而，不可忽视的是，在Cu催化的Sonogashira反应中通常对反应条件要求比较苛刻，例如：需要较大的催化剂用量（>5mol%），较高的反应温度（>110℃）；另外，各种Cu催化体系不同程度的存在催化效率较低的问题，同时，反应中铜用量增大会大量累积具有爆炸性的反应中间体炔铜，这一潜在的安全隐患势必将成为该体系大规模应用的壁垒。随着Cu催化Sonogashira反应领域研究的不断开展，人们发现在体系中加入各种促进剂可以有效地提高收率并降低铜用量，其中包括各类小分子有机胺、昝福思等。但是这类配体通常产生刺鼻的挥发性气体，而且在一些体系中用量较大，易造成环境污染；而昝福思则不利于产物纯化分离
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述Cu催化Sonogashira交叉偶联反应存在的缺点，提供一种高效、低耗、绿色的痕量1-卤代苯促进的CuI催化Sonogashira交叉偶联反应的方法。
解决上述技术问题所采用的技术方案为：以CuI为催化剂、N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，将卤代芳烃与端炔、K2CO3按摩尔比为1:1～1.5:2～5混合，加入1-氯苯或1-溴苯，在惰性气氛中120～130℃反应12～24小时，CuI的加入量是卤代芳烃摩尔量的1%～4%，1-氯苯或1-溴苯的加入量是卤代芳烃摩尔量的5%～15%，萃取、柱色谱分离产物，得到炔烯化合物。
上述的CuI的加入量最佳是卤代芳烃摩尔量的3%，氯苯或溴苯的加入量最佳是卤代芳烃摩尔量的10%。
上述的卤代芳烃优选碘代芳烃或溴代芳烃，所述的碘代芳烃优选1-碘苯，或者邻、间、对位中至少有一位带取代基的碘苯，所述的溴代芳烃优选1-溴苯或对位取代的溴苯。
上述的端炔为烷基端炔或芳基端炔。
本发明以氯苯或溴苯作为促进剂，用CuI催化卤代芳烃与端炔的Sonogashira交叉偶联反应，具有以下有益效果：
1、促进剂氯苯或溴苯无毒、用量少。
2、反应无需添加传统的膦配体，目标产物易分离纯化。
3、一价铜盐作为催化剂用量少，没有易爆中间体炔铜生成，相比传统体系更为安全。
4、底物适用性好，对芳基炔烃和烷基端炔都适用。
5、在无配体条件下，体系绿色、高效，可应用于一步构筑Csp-Csp2键。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
实施例1
在氮气保护下，将0.2410g（1mmol）对甲氧基碘苯与130μL（1mmol）1-己炔、0.2760g（2mmol）K2CO3加入2.5mL N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌混合均匀，然后加入11μL（0.1mmol）1-氯苯、0.0057g（0.03mmol）CuI，升温至130℃，恒温反应16小时，冷却至常温，用乙酸乙酯萃取，柱色谱分离产物，得到4-甲氧基苯基-1-己炔，其收率为87%。
实施例2
在实施例1中，所用的1-己炔用等摩尔的苯乙炔替换，其他步骤与实施例1相同，制备成4-甲氧基二苯基乙炔，其收率为75%。
实施例3
在实施例1中，所用的对甲氧基碘苯用等摩尔的间硝基碘苯替换，1-己炔用等摩尔的苯乙炔替换，其他步骤与实施例1相同，制备成3-硝基二苯基乙炔，其收率为76%。
实施例4
在实施例1中，所用的对甲氧基碘苯用等摩尔的对甲氧基溴苯替换，1-己炔用等摩尔的苯乙炔替换，其他步骤与实施例1相同，制备成4-甲氧基二苯基乙炔，其收率为62%。
实施例5
在实施例1中，所用的对甲氧基碘苯用等摩尔的对甲氧基碘苯替换，1-己炔用等摩尔的1-辛炔替换，其他步骤与实施例1相同，制备成4-甲氧基苯基-1-辛炔，其收率为65%。
实施例6
在氮气保护下，将0.0803g（0.3mmol）对甲氧基碘苯与0.0468g（0.4mmol）3-氨基苯乙炔、0.1950g（1.5mmol）K2CO3加入2.5mL N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌混合均匀，然后加入5μL（0.045mmol）1-氯苯、0.0023g（0.012mmol）CuI，升温至125℃，恒温反应24小时，冷却至常温，用乙酸乙酯萃取，柱色谱分离产物，得到4-甲氧基苯基-3-氨基二苯乙炔，其收率为80%。
实施例7
在实施例6中，所用的3-氨基苯乙炔用等摩尔的4-乙基苯乙炔替换，其他步骤与实施例6相同，制备成4-甲氧基苯基-4-乙基二苯乙炔，其收率为90%。
实施例8
在氮气保护下，将112μL（1mmol）1-碘苯与109.8μL（1mmol）苯乙炔、0.2760g（2mmol）K2CO3加入2.5mL N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌混合均匀，然后加入5.5μL（0.05mmol）1-氯苯、0.0076g（0.04mmol）CuI，升温至130℃，恒温反应12小时，冷却至常温，用乙酸乙酯萃取，柱色谱分离产物，得到二苯乙炔，其收率为88%。
实施例9
在氮气保护下，将105μL（1mmol）1-溴苯与109.8μL（1mmol）苯乙炔、0.2760g（2mmol）K2CO3加入2.5mL N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌混合均匀，然后加入11μL（0.1mmol）1-溴苯、0.0057g（0.03mmol）CuI，升温至130℃，恒温反应16小时，冷却至常温，用乙酸乙酯萃取，柱色谱分离产物，得到二苯乙炔，其收率为90%。
实施例10
在氮气保护下，将0.3290g（1mmol）1,3-二碘苯与116μL（1.5mmol）4-甲基苯乙炔、0.2760g（2mmol）K2CO3加入2.5mL N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌混合均匀，然后加入10.8μL（0.1mmol）1-溴苯、0.0057g（0.03mmol）CuI，升温至125℃，恒温反应16小时，冷却至常温，用乙酸乙酯萃取，柱色谱分离产物，得到1,4-双（甲基苯乙炔基）苯，其收率为60%。
以上所述具体实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。应当指出的是，本领域的普通技术人员根据本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形均在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种痕量1-卤代苯促进的CuI催化Sonogashira交叉偶联反应的方法，其特征在于：以CuI为催化剂、N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，将卤代芳烃与端炔、K2CO3按摩尔比为1:1～1.5:2～5混合，加入1-氯苯或1-溴苯，在惰性气氛中120～130℃反应12～24小时，CuI的加入量是卤代芳烃摩尔量的1%～4%，1-氯苯或1-溴苯的加入量是卤代芳烃摩尔量的5%～15%，萃取、柱色谱分离产物，得到炔烯化合物。
2.根据权利要求1所述的痕量1-卤代苯促进的CuI催化Sonogashira交叉偶联反应的方法，其特征在于：所述的CuI的加入量是卤代芳烃摩尔量的3%，氯苯或溴苯的加入量是卤代芳烃摩尔量的10%。
3.根据权利要求1所述的痕量1-卤代苯促进的CuI催化Sonogashira交叉偶联反应的方法，其特征在于：所述的卤代芳烃为碘代芳烃或溴代芳烃。
4.根据权利要求3所述的痕量1-卤代苯促进的CuI催化Sonogashira交叉偶联反应的方法，其特征在于：所述的碘代芳烃为1-碘苯，或者邻、间、对位中至少有一位带取代基的碘苯。
5.根据权利要求3所述的痕量1-卤代苯促进的CuI催化Sonogashira交叉偶联反应的方法，其特征在于：所述的溴代芳烃为1-溴苯或对位取代的溴苯。
6.根据权利要求1所述的痕量1-卤代苯促进的CuI催化Sonogashira交叉偶联反应的方法，其特征在于：所述的端炔为烷基端炔或芳基端炔。
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