CN106946704B - 一种多取代稠合芳烃类衍生物及其制备方法 - Google Patents

一种多取代稠合芳烃类衍生物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多取代稠合芳烃类衍生物及其制备方法，与现有技术相比，本发明提供的制备方法从新的角度，利用witting试剂涉及电子的转移等反应过程在无催化剂的条件下简便、高效地合成了多取代稠合芳烃类衍生物，且反应时间短，效率高。并且，提供了一系列新的多取代稠合芳烃类衍生物。相对于普通多取代稠合芳烃类衍生物，其结构更加复杂多样，在化工生产、临床医药中也将表现出更加广阔的用途前景。

Description

一种多取代稠合芳烃类衍生物及其制备方法
技术领域
本发明属于有机化合物领域,具体涉及一种多取代稠合芳烃类衍生物及其制备方法。
背景技术
苯炔是一种非常重要的有机化学反应中间体，其缺电子结构不仅易于发生亲核加成、环化加成等反应，也为过渡金属催化和邻位插入反应注入了新的活力，广泛应用于香料、染料、塑料、医药、感光材料、农业和电镀化学之中，如水杨烟肼、苯溴马隆、阿司匹林等的合成。
随着稠合芳烃衍生物的需求量与日俱增，特别是在农药和医药等领域的需求持续增加，高效便捷的合成方法逐渐显示出优势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多取代稠合芳烃类衍生物的制备方法，简便、高效，反应时间短，效率高。
本发明还提供了一种多取代稠合芳烃类衍生物，具有多环存在，结构更复杂，有广阔的应用前景。
本发明提供的一种多取代稠合芳烃类衍生物的制备方法，包括以下步骤：
1)以氢化钠为催化剂，将丙二酸酯与炔丙基溴加入到无水乙腈中，在冰水浴条件下反应，然后纯化分离，得到化合物1，结构式为R2为直链烷基、支链烷基、饱和烃类、不饱和烃类或芳香烃类基团；
2)将化合物1与苯乙炔基溴或其衍生物混合在Pd(PPh3)2Cl2/CuI的无水无氧催化体系中，以三乙胺作碱，以无水乙腈为溶剂，室温下搅拌反应，纯化分离后得到产物，即前体化合物2；结构式为：R2为直链烷基、支链烷基、饱和烃类、不饱和烃类或芳香烃类基团；G为-F、-CL或-Br；
3)将步骤2)所制备的前体化合物2在甲苯溶剂中与(三苯基磷烯)乙酰衍生物反应，反应结束后，自然冷却至室温；将产物纯化分离，即得多取代稠合芳烃类衍生物。
进一步的，步骤1)中氢化钠、丙二酸酯、炔丙基溴与无水乙腈的摩尔比为4-5：1：2.2-3.2：20-23；所述丙二酸酯选自丙二酸二甲酯或丙二酸二乙酯。
步骤1)的所述冰水浴条件下反应温度在0-5℃；反应时间在5小时以上；
步骤1)中所述纯化分离具体为：产物加水洗涤，用乙酸乙酯萃取，减压旋干，得到化合物1。
步骤2)中所述化合物1与苯乙炔基溴或其衍生物、Pd(PPh3)2Cl2/CuI、三乙胺和无水乙腈的物质的量比为1:2.2-3.2：0.03-0.04：4-5：30-45；
步骤2)所述搅拌反应，时间在10小时以上。
步骤2)中所述乙炔基溴选自苯乙炔基溴或对氟苯乙炔基溴。
步骤2)中所述纯化分离具体为：产物用水洗涤，用乙酸乙酯萃取，减压旋干，用体积比为1:60的乙酸乙酯：石油醚柱层析分离，得到白色固体产物，即前体化合物2。
步骤2)中所述Pd(PPh3)2Cl2/CuI的无水无氧催化体系中，摩尔比Pd(PPh3)2Cl2:CuI＝3:1。
步骤3)中前体化合物2、(三苯基磷烯)乙酰衍生物与甲苯的摩尔比为1：1：28-66；
步骤3)中所述反应，是指95-100℃反应8小时；
步骤3)中所述纯化分离具体为：将所得产物用水洗涤，乙酸乙酯萃取，减压旋干，用体积比1:40的乙酸乙酯：石油醚的柱层析分离，得到白色固体，即多取代稠合芳烃类衍生物，即化合物3，所述化合物3结构式为：
其中E为CO2R2，R2可以为直链烷基、支链烷基、饱和烃类、不饱和烃类或芳香烃类基团；R1为苯基或取代的苯基，R烷基或烷氧基。
本发明提供的一种多取代稠合芳烃类衍生物，其结构式为:
其中E为CO2R2，R2可以为直链烷基、支链烷基、饱和烃类、不饱和烃类或芳香烃类基团；R1为苯基或取代的苯基，R烷基或烷氧基。
进一步的，当R2为甲基，R1为苯基，R为甲基，其结构式为：
与现有技术相比，利用一种四炔协同反应成苯炔中间体，然后与(三苯基磷烯)乙酰衍生物反应。本发明提供的制备方法从新的角度，利用witting试剂涉及电子的转移等反应过程在无催化剂的条件下简便、高效地合成了多取代稠合芳烃类衍生物，且反应时间短，效率高。并且，提供了一系列新的多取代稠合芳烃类衍生物。相对于普通多取代稠合芳烃类衍生物，此类反应原料简单。
附图说明
图1为多取代稠合芳烃类衍生物的结构式；其中E为CO2R2，R2可以为直链烷基、支链烷基、饱和烃类、不饱和烃类或芳香烃类基团；R1为苯基或取代的苯基，R烷基或烷氧基。
图2为实施例1制备的多取代稠合芳烃类衍生物的结构式；
图3为实施例1制备的多取代稠合芳烃类衍生物3a的核磁共振氢谱；
图4为实施例1制备的多取代稠合芳烃类衍生物3a的核磁共振碳谱；
图5为实施例2制备的多取代稠合芳烃类衍生物3b的核磁共振氢谱；
图6为实施例2制备的多取代稠合芳烃类衍生物3b的核磁共振碳谱；
图7为实施例3制备的多取代稠合芳烃类衍生物3c的核磁共振碳谱；
图8为实施例3制备的多取代稠合芳烃类衍生物3c的核磁共振氢谱；
图9为优选的制备的多取代稠合芳烃类衍生物的反应过程；式中取代基E为CH3O-、CH3CH2O-、(CH3)2CH0-；R’为CH3-、CH3O-、CH3CH2O-；
图10为实施例1反应机理。
具体实施方式
实施例1
一种多取代稠合芳烃类衍生物，其结构式为：
一种多取代稠合芳烃类衍生物的制备方法，包括以下步骤：
(1)以830mmol氢化钠为催化剂，将200mmol丙二酸二甲酯与440mmol炔丙基溴加入到210mL无水乙腈中冰水浴，搅拌反应8小时，产物加水洗涤，用乙酸乙酯萃取，减压旋干，得到棕黄色固体产物，即化合物1a；
(2)将80mmol化合物1与200mmol苯乙炔基溴混合在Pd(PPh3)2Cl2/CuI(2.56mmol/0.85mmol)的无水无氧催化体系中，摩尔比Pd(PPh3)2Cl2:CuI＝3:1，以336mmol三乙胺作碱，以150mL无水乙腈为溶剂，室温下搅拌反应12小时，产物用水洗涤，用乙酸乙酯萃取，减压旋干，用体积比为1:60的乙酸乙酯：石油醚柱层析分离，得到白色固体产物，即前体化合物2a
(3)在95-100℃的条件下，步骤(2)所制备的1mmol前体化合物2在5mL甲苯溶剂与1mmol 1-三苯基膦烯-2-丙酮反应8小时，得化合物3a即多取代稠合芳烃类衍生物的粗产物；将制备的多取代稠合芳烃类衍生物的粗产物用水洗涤，乙酸乙酯萃取，减压旋干，用体积比乙酸乙酯：石油醚＝1:40柱层析分离，得到白色固体产物，即多取代稠合芳烃类衍生物，柱层析产率约为75％。
所制备的多取代稠合芳烃类衍生物结构通过；1H NMR、13C NMR来测定。
白色固体产物3a:
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.45-7.32(s,5H),7.32-7.15(s,5H),3.88-3.82(s,2H),3.82-3.75(s,6H),3.64(s,2H),2.21(s,3H),1.87(s,3H).
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ207.31，172.39，143.18，142.14，139.75，139.27，138.67，131.75，130.75，129.74，128.61，128.39，128.33，123.56，96.58，86.83，59.41，53.61，41.61，40.64，32.51，16.90。
实施例2
一种多取代稠合芳烃类衍生物，其结构式为：
一种多取代稠合芳烃类衍生物的制备方法，包括以下步骤：
(1)以830mmol氢化钠为催化剂，将200mmol丙二酸二乙酯与440mmol炔丙基溴加入到210mL无水乙腈中冰水浴，搅拌反应8小时，产物加水洗涤，用乙酸乙酯萃取，减压旋干，得到棕黄色固体产物，即化合物1b
(2)将80mmol化合物1与200mmol苯乙炔基溴混合在Pd(PPh3)2Cl2/CuI(2.56mmol/0.85mmol)的无水无氧催化体系中，摩尔比Pd(PPh3)2Cl2:CuI＝3:1，以336mmol三乙胺作碱，以150mL无水乙腈为溶剂，室温下搅拌反应12小时，产物用水洗涤，用乙酸乙酯萃取，减压旋干，用体积比为1:60的乙酸乙酯：石油醚柱层析分离，得到白色固体产物，即前体化合物2b
(3)在95-100℃的条件下，步骤(2)所制备的1mmol前体化合物2在5mL甲苯溶剂与1mmol(三苯基膦烯)乙酸乙酯反应8小时，得化合物3b即多取代稠合芳烃类衍生物的粗产物；将制备的多取代稠合芳烃类衍生物的粗产物用水洗涤，乙酸乙酯萃取，减压旋干，用体积比乙酸乙酯：石油醚＝1:40柱层析分离，得到白色固体产物，即多取代稠合芳烃类衍生物，柱层析产率约为75％。
白色固体产物3b:
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.42-7.30(s,5H),7.28-7.10(m,5H),4.30-4.18(q,4H,J＝6),3.85-3.79(s,2H),3.65-3.62(s,2H),3.50-3.45(s,3H),2.31-2.26(s,3H),1.35-1.24(t,6H,J＝6).
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ171.91,170.15,143.89,141.61,139.76,139.04,134.01,131.76,129.84,128.6O,128.05,127.92,123.57,117.43,96.48,86.88,77.69,77.44,77.18,62.43,59.53,52.30,41.49,40.41,17.25,14.48。
实施例3
(1)以830mmol氢化钠为催化剂，将200mmol丙二酸二甲酯与440mmol炔丙基溴加入到210mL无水乙腈中冰水浴，搅拌反应8小时，产物加水洗涤，用乙酸乙酯萃取，减压旋干，得到棕黄色固体产物，即化合物1c
(2)将80mmol化合物1与200mmol对氟苯乙炔基溴混合在Pd(PPh3)2Cl2/CuI(2.56mmol/0.85mmol)的无水无氧催化体系中，摩尔比Pd(PPh3)2Cl2:CuI＝3:1，以336mmol三乙胺作碱，以150mL无水乙腈为溶剂，室温下搅拌反应12小时，产物用水洗涤，用乙酸乙酯萃取，减压旋干，用体积比为1:80的乙酸乙酯：石油醚柱层析分离，得到白色固体产物，即前体化合物2c
(4)在95-100℃的条件下，步骤(2)所制备的1mmol前体化合物2在5mL甲苯溶剂与1mmol(三苯基膦烯)乙酸乙酯反应8小时，得化合物3c即多取代稠合芳烃类衍生物的粗产物；将制备的多取代稠合芳烃类衍生物的粗产物用水洗涤，乙酸乙酯萃取，减压旋干，用体积比乙酸乙酯：石油醚＝1:50柱层析分离，得到白色固体产物，即多取代稠合芳烃类衍生物，柱层析产率约为80％。
白色固体产物3c核磁共振数据如下：
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.31-6.93(m,8H)；4.0-3.96(q,J＝7.2，2H)；3.79-3,63(m,10H)；2.28(s,3H)；0.96(t,J＝7.2,3H)。
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ172.3,169.3,163.9,163.7,161.9,161.8,143.6,140.3,139.2,135.2,134.4,133,7,133.6,131.8,131.7,131.3,119.5,117.4,116.1,115.9,115.1,114.9,95.7,86.3,61.5,59.5,53.7,41.6,40.5,17.2,14.1。

Claims (9)

1.一种多取代稠合芳烃类衍生物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
1)以氢化钠为催化剂，将丙二酸酯与炔丙基溴加入到无水乙腈中，在冰水浴条件下反应，然后纯化分离，得到化合物1，结构式为R2为直链烷基、支链烷基或不饱和烃基；
2)将化合物1与苯乙炔基溴或其衍生物混合在Pd(PPh3)2Cl2/CuI的无水无氧催化体系中，以三乙胺作碱，以无水乙腈为溶剂，室温下搅拌反应，纯化分离后得到产物，即前体化合物2；
3)将步骤2)所制备的前体化合物2在甲苯溶剂中与(三苯基磷烯)乙酰衍生物反应，反应结束后，自然冷却至室温；将产物纯化分离，即得多取代稠合芳烃类衍生物；其结构式为:
其中E为CO2R2，R2为直链烷基、支链烷基或不饱和烃基；R1为苯基或取代的苯基，取代的苯基中取代基为-F、-Cl或-Br，R为 烷基或烷氧基。
2.根据权利要求1所述的多取代稠合芳烃类衍生物的制备方法，其特征在于，步骤1)中氢化钠、丙二酸酯、炔丙基溴与无水乙腈的摩尔比为4-5：1：2.2-3.2：20-23。
3.根据权利要求1或2所述的多取代稠合芳烃类衍生物的制备方法，其特征在于，所述丙二酸酯选自丙二酸二甲酯或丙二酸二乙酯。
4.根据权利要求1或2所述的多取代稠合芳烃类衍生物的制备方法，其特征在于，步骤1)的所述冰水浴条件下反应温度在0-5℃；反应时间在5小时以上。
5.根据权利要求1或2所述的多取代稠合芳烃类衍生物的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述化合物1与苯乙炔基溴或其衍生物、Pd(PPh3)2Cl2/CuI、三乙胺和无水乙腈的物质的量比为1:2.2-3.2：0.03-0.04：4-5：30-45。
6.根据权利要求1或2所述的多取代稠合芳烃类衍生物的制备方法，其特征在于，步骤2)所述搅拌反应，时间在10小时以上。
7.根据权利要求1或2所述的多取代稠合芳烃类衍生物的制备方法，其特征在于，步骤3)中前体化合物2、(三苯基磷烯)乙酰衍生物与甲苯的摩尔比为1：1：28-66。
8.根据权利要求1或2所述的多取代稠合芳烃类衍生物的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述反应，是指95-100℃反应8小时。
9.根据权利要求1所述的多取代稠合芳烃类衍生物的制备方法，其特征在于，其结构式为:
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