CN106478327A

CN106478327A - 一种合成(硝基炔基)苯类化合物的方法

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Publication number: CN106478327A
Application number: CN201510535102.8A
Authority: CN
Inventors: 刘运奎; 张巍; 张剑
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2015-08-27
Filing date: 2015-08-27
Publication date: 2017-03-08
Anticipated expiration: 2035-08-27
Also published as: CN106478327B

Abstract

本发明提供了一种式II所示的(硝基炔基)苯类化合物的方法：以式I所示的苯乙炔类化合物为原料，与硝化试剂加入有机溶剂中，密闭于20～50℃温度下反应，TLC跟踪至反应结束后，反应液后处理制得式II所示的(硝基炔基)苯类化合物。本发明的硝化方法具有硝化位置专一性的优点，只在炔基上硝化，而没有苯环上硝化产物的生成，反应过程安全环保、底物适应性好，各种取代基都可以实现炔基硝化。

Description

一种合成(硝基炔基)苯类化合物的方法

技术领域

本发明涉及一种有机化合物的合成方法，具体地说涉及一种(硝基炔基)苯类化合物的制备方法。

背景技术

苯乙炔类化合物是一类重要的化工原料，主要用作医药和有机合成中间体，在医药化工行业中有着广泛的应用。而在苯乙炔炔基片段上引入硝基，可使该类化合物具有潜在生理活性。而含有不同取代基的苯乙炔经过上述引入硝基的过程，扩充了此类化合物的种类，也可使此类化合物获得更广泛的应用。

目前硝基化合物的工业合成方法中，主要使用硝酸和硫酸混酸硝化法，对于含有取代基的芳香族炔基化合物，其硝化产物通常为硝基引入到芳环上的多种异构体的混合物，难以得到标产物,此外，该法因浓硝酸具有氧化性，苯乙炔将被氧化，这就导致产物的收率和纯度都很低。同时，硝酸与硫酸在反应过程中放出大量的热，容易造成生产危险，产生大量的废气废酸，造成了严重的环境问题。最为重要的是，混酸硝化法容易在芳环上硝化，很难在原料苯乙炔的炔基上发生硝化反应。

鉴于以上存在的问题，设计一条通用的，简单的(硝基炔基)苯类化合物合成路线显得十分有必要。

发明内容

本发明提出了一种合成(硝基炔基)苯类化合物的方法，该方法简便，高效。

本发明采用的技术方案是：

一种合成式II所示的(硝基炔基)苯类化合物的方法，所述方法为：

以式I所示的苯乙炔类化合物为原料，与硝化试剂加入有机溶剂中，密闭于20～50℃温度下反应，TLC跟踪至反应结束后，反应液后处理制得式II所示的(硝基炔基)苯类化合物；

式I或式II中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅各自独立为氢、C1～C3的烷基、C1～C5的烷氧基、卤素、硝基、氰基或C6-C12的芳香基；所述卤素为氟、氯、溴或碘；

进一步，优选R₁、R₂、R₃、R₄、R₅各自独立为氢、甲基、甲氧基、戊氧基、溴、碘、硝基、氰基或苯基；

更进一步，优选式I所示的苯乙炔类化合物为2-苯基苯乙炔、2,6-二甲基苯乙炔、4-戊氧基苯乙炔、3,5-二甲氧苯乙炔、4-硝基苯乙炔、4-碘苯乙炔、2-溴-5-氰基苯乙炔或3,4,5-三甲氧基苯乙炔。

所述硝化试剂为N-氯代丁二酰亚胺与亚硝酸银物质的量之比为1：1的混合物。

所述N-氯代丁二酰亚胺、亚硝酸银、式I所示的苯乙炔类化合物的物质的量之比为1～3:1～3:1，优选2：2：1，其中N-氯代丁二酰亚胺、亚硝酸银的物质的量之比为1：1。

所述有机溶剂为二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、乙腈或四氢呋喃，优选乙腈。

所述有机溶剂的体积用量一般以式I所示的苯乙炔类化合物的物质的量计为5～20mL/mmol，优选10mL/mmol。

所述反应温度20～50℃，优选为20～30℃，更优选25℃。

本发明反应以TLC跟踪监测原料反应情况判断反应完全结束，一般反应时间为5-24小时，优选6～10小时，更优选为8小时。

所述反应液后处理方法为，反应结束后，反应液用二氯甲烷稀释后过滤，滤液用柱层析色谱分离，淋洗液为石油醚、乙酸乙酯体积比10：1的混合溶剂，收集含有产物的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂制得式II所示的(硝基炔基)苯类化合物。

进一步，优选本发明方法按以下步骤进行：

以式I所示的苯乙炔类化合物为原料，与硝化试剂加入有机溶剂中，密闭，25℃反应，TLC跟踪至反应结束后，反应液用二氯甲烷稀释后过滤，滤液用柱层析色谱分离，淋洗液为石油醚、乙酸乙酯体积比10：1的混合溶剂，收集含有产物的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂制得式II所示的(硝基炔基)苯类化合物；

所述硝化试剂为N-氯代丁二酰亚胺与亚硝酸银物质的量之比为1：1的混合物；所述N-氯代丁二酰亚胺、亚硝酸银、式I所示的苯乙炔类化合物的物质的量之比为2:2:1；所述有机溶剂为乙腈；所述有机溶剂的体积用量以式I所示的苯乙炔类化合物的物质的量计为5～20mL/mmol。

本发明直接以苯乙炔类化合物为原料，在硝化试剂存在的情况下，苯乙炔炔基位置上发生单硝化反应，得到一系列的(硝基炔基)苯类化合物。

本发明的有益效果是：

(1)安全环保；

(2)底物适应性好，各种取代基都可以实现硝化；

(3)硝化反应区域选择性好；

(4)反应步骤简单，且是一种合成各种含取代基的(硝基炔基)苯类化合物的新路线；

本发明的硝化方法具有硝化位置专一性的优点，只在炔基上硝化，而没有苯环上硝化产物的生成，反应过程安全环保、底物适应性好，各种取代基都可以实现甲基硝化；直接以苯乙炔类化合物为原料，反应步骤简单，是一种合成各种含取代基的(硝基炔基)苯类化合物化合物的新路线。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围不限于此。

实施例1：

(1)将2-苯基苯乙炔0.5mmol(89mg)，N-氯代丁二酰亚胺1mmol(133mg)，亚硝酸银1mmol(154mg)以及乙腈5ml依次加入25ml容积的密封压力容器中。将混合物在25℃反应8小时。TLC检测反应结束后，反应液用二氯甲烷稀释，过滤得到清液，用柱层析色谱法(淋洗液配比：石油醚对乙酸乙酯体积比10：1)分离，收集含有产物的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂得到2-(硝基炔基)-1,1’联苯(78％收率)。

黄色固体；¹H NMR(CDCl₃,500MHz):δ7.79(d,J＝1.0Hz,1H),7.66(t,J＝1.5Hz,1H),7.57(m,2H),7.47(m,5H),

实施例2：

将2,6-二甲基苯乙炔0.5mmol(65mg)，N-氯代丁二酰亚胺0.5mmol(67mg)，亚硝酸银0.5mmol(77mg)以及乙腈5ml依次加入25ml容积的密封压力容器中。将混合物在25℃反应8小时。TLC检测反应结束后，反应液用二氯甲烷稀释，过滤得到清液，用柱层析色谱法(淋洗液配比：石油醚对乙酸乙酯体积比10：1)分离，收集含有产物的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂得到2,6-二甲基-(硝基炔基)苯(56％收率)。

白色固体，¹H NMR(CDCl₃,500MHz):δ7.35(t,J＝7.5Hz,1H),7.13(d,J＝7.5Hz,2H),6.17(s,6H).

实施例3：

将3,5-二甲氧基苯乙炔0.5mmol(80mg)，N-氯代丁二酰亚胺1mmol(133mg)，亚硝酸银1mmol(154mg)以及乙腈4ml依次加入25ml容积的密封压力容器中。将混合物在40℃反应8小时。TLC检测反应结束后，反应液用二氯甲烷稀释，过滤得到清液，用柱层析色谱法(淋洗液配比：石油醚对乙酸乙酯体积比10：1)分离，收集含有产物的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂得到1,3-二甲氧基-5-(硝基炔基苯)(66％收率)。

白色固体；¹H NMR(CDCl₃,500MHz):δ6.76(d,J＝2.5Hz,2H),6.66(d,J＝2.0Hz,1H),3.81(s,6H)

实施例4：

将4-戊氧基苯乙炔0.5mmol(94mg)，N-氯代丁二酰亚胺1.5mmol (195mg)，亚硝酸银1.5mmol(231mg)以及乙腈3ml依次加入25ml容积的密封压力容器中。将混合物在25℃反应6小时。TLC检测反应结束后，反应液用二氯甲烷稀释，过滤得到清液，用柱层析色谱法(淋洗液配比：石油醚对乙酸乙酯体积比10：1)分离，收集含有产物的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂得到1-(硝基炔基)-4-戊氧基苯(69％收率)。

黄色固体，¹H NMR(CDCl₃,500MHz):δ8.22-8.19(m,1H),7.86-7.83(m,1H),7.02-6.96(m,2H),4.09-4.04(m,2H),1.87–1.80(m,2H),1.49-1.36(m,4H)；0.97-0.94(m,2H)

实施例5：

将4-硝基苯乙炔0.5mmol(73mg)，N-氯代丁二酰亚胺1mmol(133mg)，亚硝酸银1mmol(154mg)以及二氯甲烷5ml依次加入25ml容积的密封压力容器中。将混合物在25℃反应8小时。TLC检测反应结束后，反应液用二氯甲烷稀释，过滤得到清液，用柱层析色谱法(淋洗液配比：石油醚对乙酸乙酯体积比10：1)分离，收集含有产物的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂得到1-硝基-4-(硝基炔基)苯(38％收率)。

白色固体；¹H NMR(CDCl₃,500MHz):δ8.38-8.35(m,2H),7.91-7.89(m,2H),

实施例6：

将4-碘苯乙炔0.5mmol(113mg)，N-氯代丁二酰亚胺1mmol(133mg)，亚硝酸银1mmol(154mg)以及四氢呋喃5ml依次加入25ml容积的密封压力容器中。将混合物在50℃反应8小时。TLC检测反应结束后，反应液用二氯甲烷稀释，过滤得到清液，用柱层析色谱法(淋洗液配比：石油醚对乙酸乙酯体积比10：1)分离，收集含有产物的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂得到1-碘-4-(硝基炔基)苯(58％收率)。

白色固体；¹H NMR(CDCl₃,500MHz):δ7.87-7.85(m,2H),7.39-7.37(m,2H),

实施例7：

将2-溴-5-氰基苯乙炔0.5mmol(101mg)，N-氯代丁二酰亚胺1mmol (133mg)，亚硝酸银1mmol(133mg)以及1,2-二氯乙烷4ml依次加入25ml容积的密封压力容器中。将混合物在35℃反应6小时。TLC检测反应结束后，反应液用二氯甲烷稀释，过滤得到清液，用柱层析色谱法(淋洗液配比：石油醚对乙酸乙酯体积比10：1)分离，收集含有产物的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂得到4-溴-3-(硝基炔基)苯腈(59％收率)。

黄色固体；¹H NMR(CDCl₃,500MHz):δ7.68-7.66(m,1H),7.41-7.39(m,2H),7.24-7.20(m,1H).

实施例8：

将3,4,5-三甲氧基苯乙炔0.5mmol(96mg)，N-氯代丁二酰亚胺1.5mmol(195mg)，亚硝酸银1.5mmol(231mg)以及二氯甲烷5ml依次加入25ml容积的密封压力容器中。将混合物在20℃反应8小时。TLC检测反应结束后，反应液用二氯甲烷稀释，过滤得到清液，用柱层析色谱法(淋洗液配比：石油醚对乙酸乙酯体积比10：1)分离，收集含有产物的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂得到1,2,3-三甲氧基-5-(硝基炔基)苯(71％收率)。

黄色固体；¹H NMR(CDCl₃,500MHz):δ6.85(s,2H),3.89(s,3H),3.87(s,6H).

实施例9：

将2-溴-5-氰基苯乙炔0.5mmol，N-氯代丁二酰亚胺1mmol，亚硝酸银1mmol以及乙腈5ml依次加入25ml容积的密封压力容器中。将混合物在35℃反应6小时。TLC检测反应结束后，反应液用二氯甲烷稀释，过滤得到清液，用柱层析色谱法(淋洗液配比：石油醚对乙酸乙酯体积比10：1)分离，收集含有产物的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂得到4-溴-3-(硝基炔基)苯腈(74％收率)。

实施例10：

将2-苯基苯乙炔0.5mmol，N-氯代丁二酰亚胺1mmol，亚硝酸银1 mmol以及二氯甲烷3ml依次加入25ml容积的密封压力容器中。将混合物在50℃反应8小时。TLC检测反应结束后，反应液用二氯甲烷稀释，过滤得到清液，用柱层析色谱法(淋洗液配比：石油醚对乙酸乙酯体积比10：1)分离，收集含有产物的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂得到2-(硝基炔基)-1,1’联苯(66％收率)。

黄色固体；¹H NMR(CDCl₃,500MHz):δ7.79(d,J＝1.0Hz,1H),7.66(t,J＝1.5Hz,1H),7.57(m,2H),7.47(m,5H)。

Claims

1.一种合成式II所示的(硝基炔基)苯类化合物的方法，其特征在于所述方法为：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述R₁、R₂、R₃、R₄、R₅各自独立为氢、甲基、甲氧基、戊氧基、溴、碘、硝基、氰基或苯基。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述N-氯代丁二酰亚胺、亚硝酸银与式I所示的苯乙炔化合物的物质的量之比为1～3:1～3:1，其中N-氯代丁二酰亚胺、亚硝酸银的物质的量之比为1：1。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述有机溶剂为二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、乙腈或四氢呋喃。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述有机溶剂的体积用量以式I所示的苯乙炔类化合物的物质的量计为5～20mL/mmol。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述反应温度为20-30℃。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述反应液后处理方法为，反应结束后，反应液用二氯甲烷稀释后过滤，滤液用柱层析色谱分离，淋洗液为石油醚、乙酸乙酯体积比10：1的混合溶剂，收集含有产物的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂制得式II所示的(硝基炔基)苯类化合物化合物。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述N-氯代丁二酰亚胺、亚硝酸银、式I所示的苯乙炔类化合物的物质的量之比为2:2:1。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法按以下步骤进行：