CN106632213B - 一种二苯并吡喃偶联化合物的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二苯并吡喃类化合物的合成方法，其以简单的芳烃醚为起始原料，醋酸钯或三氟乙酸钯为催化剂，氧气为氧化剂，在有机溶剂中经一步合成得到二苯并吡喃类化合物。本发明方法实现了通过C‑H键活化直接氧化芳基偶联，其与传统方法相比操作简单，底物适应范围更广，反应效率更高，环境友好，产率高，原子利用率高。

Description

一种二苯并吡喃偶联化合物的合成方法
技术领域
本发明涉及一种二苯并吡喃偶联化合物的合成方法，属于有机合成技术领域。
背景技术
二苯并吡喃类化合物广泛存在于天然产物、药物分子中，是一类重要的有机化合物。传统的合成方法是通过芳基有机金属试剂与芳基卤化物的交叉偶联来实现合成，这类方法需要事先制备芳基卤化物或金属试剂，步骤比较繁琐；而且有机金属试剂高的反应活性，容易与水和氧反应，因而这些反应一般需要在无水无氧的气氛中进行，反应条件苛刻，反应要求较高的操作技巧，加之有些芳基的金属试剂本身较难合成，因此这些传统的方法从原子经济性、步骤经济性、可操作性和环境保护方面具有很大提升空间。
近年来，利用碳氢键活化策略的芳基偶联反应取得了很大发展，这类方法是直接通过切断两个芳香环的 C-H 键而偶联，目前已成功应用到苯环、噻吩环、吲哚环、咔唑环、吡啶环等芳香环的偶联。据发明人所知，这个过程中一直面临的主要挑战是，底物的反应活性低和反应的区域选择性差。例如，反应底物往往是富电子化合物和缺电子的芳烃，然而结构简单的芳环很少适用于此反应。此外，分子间交叉偶联被大量研究，但是分子内的交叉偶联较难实现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单、底物普适性广、官能团的兼容性强，反应效率高、环境友好、符合绿色化学要求的二苯并吡喃化合物的合成方法。
本发明实现过程如下：
一种二苯并吡喃化合物的合成方法，其以I 为起始原料，醋酸钯(Pd(OAc)2)或三氟乙酸钯(Pd(O2CCF3))为催化剂，氧气为氧化剂，在有机溶剂六氟异丙醇(HFIP)中合成得到取代二苯并吡喃化合物II ；
其中，R1选自2-吡啶磺酰基(2-PySO2-)、胺基甲酸酯基（-CO2NH2，-CO2NHMe，-CO2NHEt，-CO2NMe2，-CO2NEet2），R2 选自H、C1～C5 的烷基、苯基、氟、氯、溴、羟基、甲氧基、三氟甲基、三氟甲氧基或硝基，R3选自H、C1～C10的烷基、氟、氯、溴、羟基、甲氧基、乙酰基或C1～C4的酯基。
本发明仅在有机溶剂六氟异丙醇中可获得高的产率，通常此类常用溶剂甲苯、异丙醇在本发明方法中产率很低。
本发明的优点：本发明实现了通过 C-H 键活化直接氧化偶联，此方法与传统方法相比操作简单，步骤短，底物适应范围更广，环境友好，产率高，原子利用率高。
具体实施方式
实施例 1
在10mL单颈烧瓶中加入三氟乙酸钯或醋酸钯(10 mmol %)，橡皮塞封口抽真空，用氧气球置换瓶中的空气，使瓶中充满氧气。然后，在氧气氛围下向烧瓶中依次通过注射器加入六氟异丙醇(10.0 mL),并将反应混合物在室温下搅拌均匀。向搅拌均匀的烧瓶中加入Ia（1 mmol），在室温下反应 24h ( 反应时间和温度由不同的底物决定 )，TLC板检测反应，直到原料反应完全。柱色谱分离得偶联产物IIa（产率75%）。 IIa
9-bromo-3-methoxy-6H-benzo[c]chromen-1-yl pyridine-2-sulfonate (IIa)白色固体；熔点: 151-152℃ 收率 75%;IR (KBr):2922, 1728, 1620, 1464, 1379,1196, 1049, 773, 592cm-1 ;1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.54 – 8.53 (m, 1H),8.01(d, J = 7.9 Hz, 1H),7.93 (d, J = 1.8 Hz, 1H),7.82 (td, J = 7.8, 1.7 Hz, 1H),7.39 – 7.35 (m, 1H),7.23 (dd, J = 8.0, 1.9 Hz, 1H), 6.89 (d, J = 8.0 Hz, 1H),6.73 (d, J = 2.6 Hz, 1H), 6.53 (d, J = 2.6 Hz, 1H), 4.82 (s, 2H), 3.82 (s,3H).13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 160.6, 157.5, 153.7, 149.9, 147.4, 138.0,129.7, 129.6, 129.3, 128.4, 127.9, 125.7,124.0,122.2, 109.4, 105.2, 102.1,68.5,55.7.HRMS (ESI): calcd for C19H14BrNNaO5S+ [M + Na]+ 469.9668, found:469.9670。
对比实例：与实施例1类似，不同的是采用10mL甲苯为溶剂代替六氟异丙醇，产率为5%。
实施例 2
在10mL单颈烧瓶中加入三氟乙酸钯或醋酸钯(10 mmol %)，橡皮塞封口抽真空，用氧气球置换瓶中的空气，使瓶中充满氧气。然后，在氧气氛围下向烧瓶中依次通过注射器加入六氟异丙醇(10.0 mL),并将反应混合物在室温下搅拌均匀。向搅拌均匀的烧瓶中加入Ib（1 mmol），在室温下反应 24h ( 反应时间和温度由不同的底物决定 )，TLC板检测反应，直到原料反应完全。柱色谱分离得偶联产物IIb（产率80%）。
H（IIb）白色固体；熔点: 205-206 ℃，收率 80%；IR (KBr): 3435, 2960, 1687,1603, 1379, 1257, 1174, 1111, 1022, 806, 590 cm-1 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ8.43 – 8.28 (m, 1H), 8.01 (d, J = 7.2 Hz, 1H), 7.72 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 7.66– 7.58 (m, 2H), 7.27 – 7.21 (m, 2H), 7.20 (dd, J = 7.4, 1.3 Hz, 1H), 7.02 –6.99 (m, 2H),4.83 (s, 2H), 2.70 (s, 3H). 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 197.6,159.2, 152.7, 149.8, 144.8, 137.4, 131.6, 130.4, 130.1, 128.6, 128.3, 127.9,127.2, 126.8, 124.4, 124.4, 119.0, 116.6, 69.0, 30.3. HRMS (ESI): calcd forC20H15NNaO5S+ [M + Na]+ 404.0563, found: 404.0553。
对比实例：与实施例1类似，不同的是采用10mL甲苯为溶剂代替六氟异丙醇，产率为6%。
实施例 3
在10mL单颈烧瓶中加入三氟乙酸钯或醋酸钯(10 mmol %)，橡皮塞封口抽真空，用氧气球置换瓶中的空气，使瓶中充满氧气。然后，在氧气氛围下向烧瓶中依次通过注射器加入六氟异丙醇(10.0 mL),并将反应混合物在室温下搅拌均匀。向搅拌均匀的烧瓶中加入Ic（1 mmol），在室温下反应 24h ( 反应时间和温度由不同的底物决定 )，TLC板检测反应，直到原料反应完全。柱色谱分离得偶联产物IIc（产率78%）。
H 油状物; 收率78% (eluent: PET : EA = 4 : 1). IR (KBr): 3411, 2924,2256, 2129, 1610, 1458, 1379, 1184, 1028, 773, 592 cm-1. 1H NMR (400 MHz,CDCl3) δ 8.53 (d, J = 4.6 Hz, 1H), 7.84 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 7.75 – 7.71 (m,1H),7.63 (d, J = 2.4 Hz, 1H), 7.39 – 7.35 (m, 1H), 7.17 (t, J = 8.2 Hz, 1H),6.99 – 6.95 (m, 1H), 6.76 (dd, J = 8.3, 2.5 Hz, 1H), 4.81 (s, 2H), 3.86 (s,1H). 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 159.4, 156.8, 153.5, 150.0, 146.8, 137.5,129.1, 127.7, 125.3, 124.3, 124.0, 117.9, 117.4, 116.6, 114.7, 111.2, 68.5,55.4. HRMS (ESI): calcd for C19H15NNaO5S+ [M + Na]+ 392.0563, found:392.0568。
对比实例：与实施例1类似，不同的是采用10mL异丙醇为溶剂代替六氟异丙醇，产率为3%。
实施例 4
在10mL单颈烧瓶中加入三氟乙酸钯或醋酸钯(10 mmol %)，橡皮塞封口抽真空，用氧气球置换瓶中的空气，使瓶中充满氧气。然后，在氧气氛围下向烧瓶中依次通过注射器加入六氟异丙醇(10.0 mL),并将反应混合物在室温下搅拌均匀。向搅拌均匀的烧瓶中加入Id（1 mmol），在室温下反应 24h ( 反应时间和温度由不同的底物决定 )，TLC板检测反应，直到原料反应完全。柱色谱分离得偶联产物IId（产率78%）。
H 白色固体; 熔：161 – 162 ℃; 产率 80% (eluent: PET :EA = 2 : 1). IR(KBr): 3195, 2920, 1603, 1460, 1375, 1267, 1192, 1111, 953, 818, 592cm-1 . 1HNMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.47 – 8.46 (m, 1H), 7.84 – 7.82 (m, 1H), 7.71 – 7.65(m, 2H), 7.32 – 7.29 (m, 1H), 6.96 – 6.94 (m, 1H), 6.90 – 6.88 (m, 2H), 6.77(s, 1H), 4.77 (s, 2H), 2.33 (s, 3H), 2.28 (s, 3H). 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ156.5, 153.6, 149.7, 146.5, 139.8, 137.7, 137.3, 128.8, 128.0, 127.6, 126.9,124.1, 123.8, 118.6, 117.1, 114.9, 68.7, 21.5, 21.4. HRMS (ESI): calcd forC20H17NNaO4S+ [M + Na]+ 390.0770, found: 390.0771.
对比实例：与实施例1类似，不同的是采用10mL甲苯为溶剂代替六氟异丙醇，产率为3%。

Claims (1)

1.一种二苯并吡喃化合物的合成方法，其特征在于：以I 为起始原料，醋酸钯或三氟乙酸钯为催化剂，氧气为氧化剂，在有机溶剂六氟异丙醇中经一步合成得到取代二苯并吡喃化合物II ；
其中，R1为2-吡啶磺酰基，R2 选自H、C1～C5 的烷基、苯基、氟、氯、溴、羟基、甲氧基、三氟甲基、三氟甲氧基或硝基，R3选自H、C1～C10的烷基、氟、氯、溴、羟基、甲氧基、乙酰基或C1～C4的酯基。
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Palladium-catalyzed C-H functionalizaiton of phenyl 2-pyridylsulfonates;Bin Li等;《Chemistry an asian journal》;20161115;第12卷(第1期);第130-144页
Synthesis of Sulfur-Bridged Polycycles via Pd-Catalyzed Dehydrogenative Cyclization;Binjie Wang等;《Organic Letters》;20140819;第16卷;第4574-4577页

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