CN107513007A - 用于形成多炔基‑芳烃的方法 - Google Patents

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Abstract

一种使具有两个或更多个氟磺酸酯取代基的芳香族化合物与炔烃偶合的方法，其适用于制备多炔基取代的芳烃化合物。

Description

用于形成多炔基-芳烃的方法
技术领域
本发明涉及形成特定经取代的芳香族化合物并且更具体来说涉及形成多炔基-芳烃。
背景技术
薗头偶合(Sonogashira coupling)为用于偶合芳香族化合物与炔烃，由此在芳香族化合物与炔烃之间形成新碳-碳键的有价值的合成方法。一种常见薗头偶合反应使用卤基取代的芳香族化合物作为起始物质。另一常见偶合反应使用羟基取代的芳香族化合物。
已知具有式F3CSO3-的三氟甲磺酸根可用于在薗头偶合反应中置换卤化物，然而三氟甲磺酸酐((CF3SO2)2O)的消耗限制薗头偶合中使用三氟甲磺酸盐制造精细化学物质。另外，三氟甲磺酸酐的原子经济性低，因为在酚系起始物质官能化之后，一半分子以单体三氟甲磺酸根阴离子(CF3SO3 -)形式消耗。在一些情况下，涉及三氟甲磺酸盐的薗头偶合反应在碱性条件下展现对水的敏感性。
甲烷磺酸芳酯也适于薗头偶合反应，但缺点是需要昂贵的钯催化剂。使用甲烷磺酸芳酯的另一缺点是低原子经济性。
当使用三氟甲磺酸根或甲烷磺酸根部分进行薗头偶合时，通常分两步骤进行反应，第一步骤包含用三氟甲磺酸根或甲烷磺酸根置换芳香族化合物上的羟基，并且第二步骤包含使芳香族化合物与炔烃偶合。第一和第二步骤之间一般需要分离步骤。
多炔基取代的芳烃适用作狄尔斯-阿尔德聚合(Diels-Alder polymerization)中的单体来形成聚亚苯基聚合物。2015年8月18日申请并且让渡给与本申请案相同的受让人的美国专利申请案第62/206,343号披露一种使用薗头偶合形成芳香族炔烃的改良方法。然而，本申请案未能披露多炔基取代的芳烃的形成。需要一种使用薗头偶合形成多炔基取代的芳烃的方法，所述方法不使用三氟甲磺酸盐或甲烷磺酸盐。
发明内容
本发明提供一种形成多炔基取代的芳烃化合物的方法，其包含：(a)使多羟基取代的芳香族化合物与氟磺化剂反应形成多(氟磺酸酯)取代的芳香族化合物；以及(b)使多(氟磺酸酯)取代的芳香族化合物与炔烃在催化剂存在下在使炔烃与多(氟磺酸酯)取代的芳香族化合物有效偶合的条件下反应并且形成多炔基取代的芳烃化合物；其中催化剂包含一个或多个第10族原子或铜络合物。
本发明还提供一种形成多炔基取代的芳烃化合物的方法，其包含：(a)使具有两个或更多个氟磺酸酯取代基的芳香族化合物；以及(b)使具有两个或更多个氟磺酸酯取代基的芳香族化合物与炔烃在反应混合物中在使炔烃与芳香族化合物有效偶合的条件下反应并且形成多炔基取代的芳烃化合物，所述反应混合物包含催化剂，所述催化剂包含一个或多个第10族原子或铜络合物。
具体实施方式
如本说明书通篇所使用，除非上下文另外明确指示，否则以下缩写将具有以下含义：℃＝摄氏度；g＝克；mg＝毫克；mmol＝毫摩尔；L＝升；mL＝毫升；mmHg＝毫米汞柱；Pa＝帕斯卡；1mmHg＝133.3Pa；min.＝分钟；hr.＝小时；DI＝去离子；Da＝道尔顿；以及NMR＝核磁共振。除非另外规定，否则全部量都是重量百分比(“重量％”)并且全部比率都是摩尔比。所有数值范围都是包括性的并且可按任何次序组合，除非很明显此类数值范围限于总计为100％。冠词“一(a)”“一(an)”以及“所述”是指单数和复数。当一个元件称为“安置于”另一元件“上”时，其可以直接在另一元件上或其间可能存在插入元件。相比之下，当元件被称为“直接安置于”另一元件“上”时，不存在插入元件。
“卤基”是指氟、氯、溴以及碘。术语“烷基”是指烷烃基，并且包括烷烃单基、二基(亚烷基)和较高碳数基团。除非另外规定，否则“烷基”是指直链、分支链以及环状烷基。术语“杂烷基”是指用一个或多个杂原子(例如氮、氧、硫、磷)置换基团内的一个或多个碳原子的烷基，例如醚或硫醚。如果任何烷基或杂烷基未指明碳数目，那么预期1-12个碳。术语“烯基”是指烯烃基，并且包括烯烃单基、二基(亚烯基)和较高碳数基团。除非另外规定，否则“烯基”是指直链、分支链以及环状烯基。术语“炔基”是指炔烃基，并且包括炔烃单基、二基和较高碳数基团。“炔基”是指直链和分支链炔基。如果任何烯基或炔基未指明碳数目，那么预期2-12个碳。
术语“芳烃”和“芳香族化合物”可互换使用。如本文所用，“芳香族化合物”是指具有一个或多个芳基部分的化合物。“芳基”部分是指自芳香族环衍生的任何官能团或取代基。也如本文所用，术语“芳基”和“芳香族”分别包括“杂芳基”和“杂芳香族”。芳基部分含有4n+2个π电子，其中n为整数。“杂芳基”和“杂芳香族”是指衍生自芳香族环并且具有至少一个选自氮、氧和硫的杂原子的任何官能团或取代基。
本发明提供一种形成多炔基取代的芳烃化合物的方法，其包含：(a)使多羟基取代的芳香族化合物与氟磺化剂反应形成多(氟磺酸酯)取代的芳香族化合物；以及(b)使多(氟磺酸酯)取代的芳香族化合物与炔烃在催化剂存在下在使炔烃与多(氟磺酸酯)取代的芳香族化合物有效偶合的条件下反应并且形成多炔基取代的芳烃化合物；其中催化剂包含一个或多个第10族原子或铜络合物。适用于本发明的芳香族化合物在芳基部分上具有两个或更多个羟基取代基，即芳基部分上的两个或更多个氢经羟基置换。羟基取代基可以在芳基部分的同一芳香族环上或不同芳香族环上。适合芳基部分为任何个别芳香族环或任何稠合环系统，或其任何组合。此类稠合环系统可以由2个或更多个，优选地2到8个稠合环构成，其中至少一个稠合环为芳香族。优选的是2个或更多个稠合环为芳香族。适合稠合环系统可以仅由稠合芳香族环构成，或可以由一个或多个芳香族环与一个或多个非芳香族环稠合构成。适合芳基部分具有6到50个芳香族环原子。具有个别(即非稠合)芳香族环的示范性芳基部分包括(但不限于)衍生自以下的那些：苯、联苯、三联苯、三苯基苯、六苯基苯、吡啶、联吡啶、嘧啶、哒嗪、吡咯、咪唑、三嗪、三唑、呋喃、噁唑、噻唑以及噻吩。具有稠合芳香族环的示范性芳基部分包括(但不限于)衍生自以下的那些：芴、9,9-二苯基芴、9,9-二萘基芴、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩、萘、苊烯、联萘、苯并蒽、蒽、芘、吲哚、异吲哚、苯并菲、并四苯、四苯、并五苯、苝、六苯并苯、喹啉、异喹啉、邻苯二甲酸酐、苯均四酸二酐、苯并咪唑、苯并三唑、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并噁唑以及苯并噻唑。优选的是，芳基部分不为杂芳基。优选为衍生自以下的芳基部分：苯、联苯、三联苯、三苯基苯、六苯基苯、吡啶、联吡啶、芴、9,9-二苯基芴、9,9-二萘基芴、咔唑、萘、苊烯、联萘、苯并蒽、蒽、芘、苯并菲、并四苯、四苯、并五苯、苝、六苯并苯、邻苯二甲酸酐以及苯均四酸二酐。除了具有两个或更多个羟基取代基之外，芳香族化合物的芳基部分可任选地具有一个或多个额外取代基。示范性额外取代基包括(但不限于)含有硼的基团、烷基、卤烷基、卤素、C1-12烷氧基、C1-12巯基烷基、C6-20芳氧基、二烷基膦基、二-C6-20芳基膦基、二烷基膦酰基、二-C6-20芳基膦酰基、C2-C8烯烃、三-C1-12烷基硅烷基以及溶解度提高部分。优选地，多羟基取代的芳香族化合物还具有一个或多个溶解度提高部分。示范性溶解度提高部分包括(但不限于)羟基、羟基烷基(具有1到12个碳原子)、硫代烷基(具有1到12个碳原子)、巯基烷基(具有1到12个碳原子)、羧酸、羧酸酯(具有2到30个碳原子)、胺(具有0到60个碳原子)、酰胺(具有1到60个碳原子)、铵盐(具有0到30个碳原子)、硝基、硫醇、磺酰胺(具有0到30个碳原子)、氰基、磺酸以及磺酰基酯(具有1到30个碳原子)。
优选地，适用于本发明的多羟基取代的芳香族化合物具有结构(1)：
其中Ar表示具有6到50个芳香族环原子的芳基部分；各R1为溶解度提高部分；a为整数2到6；并且b为整数0到4。优选地，Ar选自苯、联苯、三联苯、三苯基苯、六苯基苯、吡啶、联吡啶、嘧啶、哒嗪、吡咯、咪唑、三嗪、三唑、呋喃、噁唑、噻唑、噻吩、芴、9,9-二苯基芴、9,9-二萘基芴、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩、萘、苊烯、联萘、苯并蒽、蒽、芘、吲哚、异吲哚、苯并菲、并四苯、四苯、并五苯、苝、六苯并苯、喹啉、异喹啉、邻苯二甲酸酐、苯均四酸二酐、苯并咪唑、苯并三唑、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并噁唑以及苯并噻唑。优选的是，Ar选自苯、联苯、三联苯、三苯基苯、六苯基苯、吡啶、联吡啶、芴、9,9-二苯基芴、9,9-二萘基芴、咔唑、萘、苊烯、联萘、苯并蒽、蒽、芘、苯并菲、并四苯、四苯、并五苯、苝、六苯并苯、邻苯二甲酸酐以及苯均四酸二酐。R1的优选溶解度提高部分包括(但不限于)独立地选自-OH、C1-12羟基烷基、-C(＝O)OR3、-C(＝O)N(R4)2、-O-C(＝O)R5、-NR4C(＝O)R6、-NO2、-S(＝O)2-OR7、-O-S(＝O)2-R8、-NR4-S(＝O)2-R6、S(＝O)2-N(R4)2以及-Si(Z)3；其中R3＝H、C1-12烷基、C1-12羟基烷基、C1-12氨基烷基或C6-30芳基；各R4独立地为H、C6-30芳基或C1-12烷基；各R5独立地选自H、C1-12烷基、C1-12羟基烷基、C6-30芳基、-O(C1-12烷基)、-O(C6-30芳基)以及-N(R4)2；R6＝H、C1-12烷基、C1-12羟基烷基、C6-30芳基、-O(C1-12烷基)或-NH(C1-12烷基)；R7＝H、C1-12烷基或C6-30芳基；R8＝C6-30芳基、C1-12烷基以及卤基C1-12烷基；各Z独立地选自C1-12烷基、C1-12羟基烷基、C1-12烷氧基、C1-12烷烃羧酸酯、-N(R4)2或-OSi(Y)3；并且各Y选自C1-12烷基、C1-12羟基烷基、C1-12烷氧基或C1-12烷烃羧酸酯。优选的是，各R1独立地选自-OH、C1-4羟基烷基、-C(＝O)OR3、-C(＝O)N(R4)2、-O-C(＝O)R5、--S(＝O)2-OR6、S(＝O)2-N(R4)2以及-Si(Z)3，更优选地选自-OH、C1-4羟基烷基、-C(＝O)OR3以及-C(＝O)N(R4)2，并且更优选地-OH和-C(＝O)OR3。优选地，R3为H、C1-6烷基、C1-6羟基烷基、C1-6氨基烷基或C6-30芳基，更优选地H、C1-4烷基或C1-6羟基烷基，并且甚至更优选地H。R4优选为H、C6-30芳基或C1-6烷基，并且更优选H或C1-4烷基。优选的是，R5为C1-6烷基、C1-6羟基烷基、C6-30芳基、-O(C1-10烷基)或-N(R4)2，并且更优选地C1-6烷基、C1-6羟基烷基、C6-20芳基、-O(C1-6烷基)或-N(R4)2。R6优选为H、C1-10烷基、C1-6羟基烷基、C6-20芳基、-O(C1-10烷基)或-N(R4)2，并且更优选为H、C1-6烷基、-O(C1-6烷基)或-N(R4)2。R7优选为H、C1-6烷基或C6-20芳基，更优选为H或C1-4烷基，并且甚至更优选为H。优选的是，R8为C6-20芳基、C1-10烷基以及C1-10氟烷基，并且更优选为苯基、甲苯基、甲基以及三氟甲基。优选地，a＝2到4，并且更优选地2到3。优选的是，b＝1到3，并且更优选地b＝1或2。更优选地，a＝2到4并且b＝1到3，并且更优选地a＝2到3并且b＝1到3。所属领域的技术人员显而易知，R1中的任何反应性官能团(例如羟基和羧酸)可以经保护。此类羟基和羧酸保护基为所属领域的技术人员众所周知。适合多羟基取代的芳香族化合物市场有售，例如来自西格玛-阿尔德里奇(Sigma-Aldrich)，或可以通过所属领域中已知的程序制备。
多羟基取代的芳香族化合物与氟磺化剂反应形成多(氟磺酸酯)取代的芳香族化合物。可使用任何适合氟磺化剂，并且优选为磺酰氟(SO2F2)。优选地，多羟基取代的芳香族化合物与氟磺化剂在碱存在下在适合溶剂中反应。任选地，相转移催化剂与所述碱组合使用。在另一任选实施例中，碱在水存在下使用。在另一情形中，碱在有机溶剂存在下使用。在另一情形中，碱在相转移催化剂、水或有机溶剂中的一个或多个存在下使用。任选地，反应混合物中使用表面活性剂。通常，多羟基取代的芳香族化合物与任选的碱在适合溶剂中组合，随后添加氟磺化剂。当磺酰氟用作氟磺化剂时，其优选地以气体形式使用，但其可替代地在足够低温度下使用，使得磺酰氟呈液体状态。
尽管可使用与氟磺化剂相容的任何适合碱，但优选的是，选择也与随后炔烃偶合步骤中所用的催化剂相容的碱。优选碱包括(但不限于)碳酸盐、磷酸盐、乙酸盐和羧酸盐。无机碱可适合地用于反应混合物中。碳酸盐的实例包括(但不限于)碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铷、碳酸铯、碳酸铵、经取代的碳酸铵以及相应碳酸氢盐。磷酸盐的实例包括(但不限于)磷酸锂、磷酸钠、磷酸钾、磷酸铷、磷酸铯、磷酸铵、经取代的磷酸铵以及前述的相应磷酸氢盐。乙酸盐的实例包括(但不限于)乙酸锂、乙酸钠、乙酸钾、乙酸铷、乙酸铯、乙酸铵以及经取代的乙酸铵。
用于氟磺化步骤的其它适合碱包括(但不限于)甲酸根、氟乙酸根以及丙酸根负离子与锂、钠、钾、铷、铯、铵以及经取代的铵阳离子的盐；双(硅烷基)氨基化合物盐，例如双(三甲基硅烷基)氨基化合物的锂、钠、和钾盐；醇盐，例如叔丁醇盐的锂、钠和钾盐；金属氟化物，例如氟化钠、氟化钾、氟化铯、氟化银、氟化四丁铵、氟化铵以及氟化三乙基铵；金属氢氧化物；以及非亲核有机胺，例如受阻胺和杂芳烃。本文所用的术语“金属氢氧化物”包括金属多氢氧化物，例如金属二氢氧化物和金属三氢氧化物。示范性金属氢氧化物包括(但不限于)氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、二氢氧化镁、二氢氧化钙、二氢氧化锶、二氢氧化钡、三氢氧化铝、三氢氧化镓、三氢氧化铟以及三氢氧化铊。示范性非亲核有机胺包括(但不限于)三乙胺、吡啶、吗啉、2,6-二甲基吡啶、N,N-二环己基甲基胺、二异丙基胺、N,N-二异丙基乙胺、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)、1,5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯(DBN)、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一-7-烯(DBU)以及1,8-双(二甲氨基)萘。
优选地，每当量的氟磺酸酯存在至少一当量碱。在一些实施例中，每当量的氟磺酸酯存在不超过10当量碱。在一些实施例中，每当量的氟磺酸酯存在至少2当量碱。在一些实施例中，每当量的氟磺酸酯存在不超过6当量碱。
选择氟磺化反应混合物中的溶剂使得其适于与反应物、碱一起使用，并且还较佳适于与炔烃偶合步骤中所用的反应物、催化剂以及配位体一起使用。举例来说，适合溶剂包括甲苯、二甲苯(邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯或其混合物)、苯、水、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、正丁醇、2-丁醇、戊醇、己醇、叔丁醇、叔戊醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丙三醇、N-甲基-2-吡咯烷酮、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、三乙酸甘油酯、丙酮、甲基乙基酮，以及醚溶剂，例如1,4-二噁烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、乙醚、环戊基甲醚、2-丁基乙基醚、二甲氧基乙烷、聚乙二醇。可适合地采用溶剂的混合物。
任选地，氟磺化步骤反应混合物中可包括水。使用氟磺酸酯与三氟甲磺酸酯相比的一个益处在于可以进行反应，而无随后分离步骤，或具有单个分离步骤。在涉及三氟甲磺酸酯的偶合中，需要指定纯化步骤来去除副产物，因为产物和副产物通常占据同一相。在本文所述的反应流程中，副产物在气相中并且将自发地或使用单个脱气步骤喷涌，或将分配到容易分离的水相中。因此，本文所述的反应流程与涉及三氟甲磺酸酯的偶合相比提供额外益处。
在与氟磺化剂反应之后，获得多(氟磺酸酯)取代的芳香族化合物。氟磺酸酯取代基(或基团)是指具有式-OS(＝O)2F的-O-氟磺酸酯。不受理论束缚，相信氟磺酸酯基团的硫原子键结于多羟基取代的芳香族化合物的羟基的氧。多羟基取代的芳香族化合物的至少两个羟基取代基转化为氟磺酸酯取代基。所用的氟磺化剂的量足以将芳香族化合物的芳基部分上的至少两个羟基取代基转化成两个氟磺酸酯取代基。如果多羟基取代的芳香族化合物在芳基部分上具有超过两个羟基取代基，那么氟磺化剂的量可以从足以将两个羟基取代基转化成氟磺酸酯取代基的量到足以将全部羟基取代基转化成氟磺酸酯取代基的量变化。每个打算氟磺化的羟基取代基所用的氟磺化剂的量通常大于或等于1当量。因此，多(氟磺酸酯)取代的芳香族化合物中所要的氟磺酸酯取代基的数目取决于打算与芳香族化合物偶合的炔烃部分的所要数目。氟磺酸酯取代基可以在芳基部分的同一芳香族环上或不同芳香族环上。
举例来说，反应流程1说明通过使式(1)的多羟基取代的芳香族化合物与氟磺化剂(FSA)反应形成式(2)的多(氟磺酸酯)取代的芳香族化合物的通用反应，其中化合物(1)和(2)中的Ar、R1、a以及b如上文针对化合物(1)所定义；c是指氟磺酸酯取代基的数目并且为整数2到6；并且d表示任何剩余羟基取代基并且为整数0到4。所属领域的技术人员应了解，反应流程1中d＝a-c。
反应流程1
在随后步骤中，多(氟磺酸酯)取代的芳香族化合物与炔烃在催化剂存在下在使炔烃与多(氟磺酸酯)取代的芳香族化合物有效偶合的条件下反应并且形成所要多炔基取代的芳烃化合物。催化剂包含一个或多个第10族原子或铜络合物。任选地，向催化剂的添加中还可以存在一种或多种配位体、一种或多种碱或一种或多种配位体与一种或多种碱的组合。这一炔烃偶合反应通常在溶剂中进行，并且上文针对氟磺化步骤所述的任何溶剂适于炔烃偶合反应。在这一炔烃偶合反应中，氟磺酸酯基团用作芳香族化合物的离去基团。也就是说，在偶合反应期间，芳香族化合物中的氟磺酸酯取代基置换成炔烃部分。偶合反应的结果为在芳香族化合物与炔烃之间形成新碳-碳键。一般来说，这一炔烃偶合步骤由反应流程2说明，其中A表示芳香族部分并且R-C≡C-H表示炔烃。
反应流程2
偶合步骤中可使用多种炔烃来形成本发明的多炔基取代的芳烃。此类炔烃为末端炔烃，即其具有至少一个碳-碳三键，其中形成碳-碳三键的一个碳键结于氢。适合炔烃还可以具有内部碳-碳三键键联和/或碳-碳双键键联。适合炔烃还可以含有一个或多个杂原子，例如氮、氧或硫。适用于本发明偶合反应的典型炔烃具有通式R-C≡C-H，其中R为H或具有1到30个碳原子的有机部分。此类有机部分可以是芳香族或非芳香族。优选地，R为烷基、杂烷基、羟基烷基、C6-30芳基、C6-30芳基取代的烷基、-CO2Ra、-Si(Za)3，或与薗头偶合相容的任何其它取代基；其中Ra＝H、烷基、烯基、炔基、杂烷基、羟基烷基、C6-30芳基或C6-30芳基取代的烷基；并且各Za独立地选自H、烷基、杂烷基、C6-30芳基、C6-30芳基取代的烷基以及C1-12烷氧基。优选炔烃为以下那些，其中R＝C1-10烷基、C1-10杂烷基、C1-10羟基烷基、C6-30芳基、C6-30芳基取代的烷基、-CO2Ra或-Si(Za)3；其中Ra＝H、C1-10烷基、C2-10烯基、C2-10炔基、C1-10杂烷基、C1-10羟基烷基、C6-30芳基、C6-30芳基取代的烷基或C1-30烃基部分，其具有一个或多个溶解度提高取代基；并且各Za独立地选自H、烷基、C6-30芳基、C6-30芳基取代的烷基以及C1-12烷氧基。适合溶解度提高取代基包括(但不限于)-OH、C1-12羟基烷基、-C(＝O)OR13、-C(＝O)N(R14)2、-O-C(＝O)R15、-NR14C(＝O)R16、-NO2、-S(＝O)2-OR17、-O-S(＝O)2-R18、-NR14-S(＝O)2-R16、S(＝O)2-N(R14)2以及-Si(Z1)3；其中R13＝H、C1-12烷基、C1-12羟基烷基、C1-12氨基烷基或C6-30芳基；各R14独立地为H、C6-30芳基或C1-12烷基；各R15独立地选自H、C1-12烷基、C1-12羟基烷基、C6-30芳基、-O(C1-12烷基)、-O(C6-30芳基)以及-N(R14)2；R16＝H、C1-12烷基、C1-12羟基烷基、C6-30芳基、-O(C1-12烷基)或-NH(C1-12烷基)；R17＝H、C1-12烷基或C6-30芳基；R18＝C6-30芳基、C1-12烷基以及卤基C1-12烷基；各Z1独立地选自C1-12烷基、C1-12羟基烷基、C1-12烷氧基、C1-12烷烃羧酸酯、-N(R14)2或-OSi(Y1)3；并且各Y1选自C1-12烷基、C1-12羟基烷基、C1-12烷氧基或C1-12烷烃羧酸酯。所属领域的技术人员应了解可使用炔烃混合物。所属领域的技术人员也显而易知，末端炔烃中的任何反应性官能团(例如羟基和羧酸)可经保护。此类羟基和羧酸保护基为所属领域的技术人员众所周知。适合炔烃一般市场有售，例如来自西格玛-阿尔德里奇，或可通过所属领域中已知的方法制备。
反应流程3说明优选偶合反应，其中式(2)的多(氟磺酸酯)取代的芳香族化合物与炔烃(R-C≡C-H)在催化剂存在下反应，获得式(3)的多炔烃取代的芳烃，其中Ar、R1、R、a、b、c以及d如上文所述。
反应流程3
此处的炔烃偶合反应使用一种或多种催化剂，其选自具有至少一个第10族原子或铜络合物的催化剂。可使用催化剂混合物，例如具有至少一个第10族原子和铜络合物的催化剂的混合物。任选地，除了催化剂之外，炔烃偶合反应可包括配位体和碱。第10族原子包括镍、钯和铂。催化剂以适于反应条件的形式提供。举例来说，催化剂可提供于衬底上，或具有至少一个第10族原子的催化剂可以由一种或多种前催化剂和一种或多种配位体原位产生。在一种情形中，使用基于镍的催化剂。在另一情形中，使用基于铂的催化剂。在另一情形中，使用包括基于镍、铂和钯的催化剂中的一个或多个的催化剂。
钯预催化剂的实例包括(但不限于)乙酸钯(II)、氯化钯(II)、二氯双(乙腈)钯(II)、二氯双(苯甲腈)钯(II)、氯化烯丙基钯二聚体、乙酰基丙酮酸钯(II)、溴化钯(II)、双(二苯亚甲基丙酮)钯(0)、氯化双(2-甲基烯丙基)钯二聚体、氯化巴豆基钯二聚体、二氯(1,5-环辛二烯)钯(II)、二氯(降冰片二烯)钯(II)、三氟乙酸钯(II)、苯甲酸钯(II)、三甲基乙酸钯(II)、氧化钯(II)、氰化钯(II)、三(二苯亚甲基丙酮)二钯(0)、六氟乙酰基丙酮钯(II)、顺-二氯(N,N,N',N'-四甲基乙二胺)钯(II)以及环戊二烯基[(1,2,3-n)-1-苯基-2-丙烯基]钯(II)。在一种情形中，使用吡啶加强型预催化剂制备、稳定和起始(PEPPSI)型催化剂，例如二氯化[1,3-双(2,6-二异丙基苯基)亚咪唑-2-基](3-氯吡啶基)钯(II)和二氯化(1,3-双(2,6-二异丙基苯基)亚咪唑基)(3-氯吡啶基)钯(II)。
镍预催化剂的实例包括(但不限于)乙酸镍(II)；氯化镍(II)；二氯化双(三苯膦)镍(II)；二氯化双(三环己基膦)镍(II)；[1,1′-双(二苯膦基)二茂铁]二氯镍(II)；二氯[1,2-双(二乙基膦基)乙烷]镍(II)；氯(1-萘基)双(三苯膦)镍(II)；氯化1,3-双(2,6-二异丙基苯基)咪唑鎓；双(1,5-环辛二烯)镍(0)；氯化镍(II)乙二醇二甲醚络合物；[1,3-双(二苯膦基)丙烷]二氯镍(II)；[1,2-双(二苯膦基)乙烷]二氯镍(II)；以及双(三环己基膦)镍(0)。
优选地选择炔烃偶合反应混合物中所用的配位体从前催化剂产生所选催化剂。举例来说，配位体可以是膦配位体、碳烯配位体、基于胺的配位体、基于羧酸酯的配位体、氨基葡聚糖、基于氨基膦的配位体或基于N-杂环碳烯的配位体。在一种情形中，配位体为单齿的。在另一情形中，配位体为双齿的。在另一情形中，配位体为多齿的。
适合膦配位体可包括(但不限于)含有官能化芳基或烷基取代基的单齿和双齿膦或其盐。举例来说，适合膦配位体包括(但不限于)三苯膦；三(邻家苯基)膦；三(4-甲氧基苯基)膦；三(五氟苯基)膦；三(对甲苯基)膦；三(2-呋喃基)膦；三(4-氯苯基)膦；二(1-金刚烷基)(1-萘甲酰基)膦；苯甲基二苯基膦；1,1'-双(二-叔丁基膦基)二茂铁；(-)-1,2-双((2R,5R)-2,5-二甲基磷杂环戊烷基)苯；(-)-2,3-双[(2R,5R)-2,5-二甲基磷杂环戊烷基]-1-[3,5-双(三氟甲基)苯基]-1H-吡咯-2,5-二酮；1,2-双(二苯膦基)苯；2,2'-双(二苯膦基)-1,1'-联萘；2,2'-双(二苯膦基)-1,1'-联苯、1,4-双(二苯膦基)丁烷；1,2-双(二苯膦基)乙烷；2-[双(二苯膦基)甲基]吡啶；1,5-双(二苯膦基)戊烷；1,3-双(二苯膦基)丙烷；1,1'-双(二-异丙基膦基)二茂铁；(S)-(-)-5,5'-双[二(3,5-二甲苯基)膦基]-4,4'-联-1,3-苯并间二氧杂环戊烯；三环己基膦(本文称为PCy3)；四氟硼酸三环己基膦(本文称为PCy3·HBF4)；N-[2-(二-1-金刚烷基膦基)苯基]吗啉；2-(二-叔丁基膦基)联苯；2-(二-叔丁基膦基)-3,6-二甲氧基-2',4',6'-三-异丙基-1,1'-联苯；2-二-叔丁基膦基-2'-(N,N-二甲基氨基)联苯；2-二-叔丁基膦基-2'-甲基联苯；二环己基苯基膦；2-(二环己基膦基)-3,6-二甲氧基-2',4',6'-三-异丙基-1；2-(二环己基膦基)-2'-(N,N-二甲基氨基)联苯；2-二环己基膦基-2',6'-二甲基氨基-1,1'-联苯；2-二环己基膦基-2',6'-二-异丙氧基-1,1'-联苯；2-二环己基膦基-2'-甲基联苯；2-[2-(二环己基膦基)苯基]-1-甲基-1H-吲哚；2-(二环己基膦基)-2',4',6'-三-异丙基-1,1'-联苯；[4-(N,N-二甲基氨基)苯基]二-叔丁基膦；9,9-二甲基-4,5-双(二苯基膦基)氧杂蒽；(R)-(-)-1-[(S)-2-(二苯基膦基)二茂铁]乙基二环己基膦；三苯甲基膦；三-叔丁基膦；三-正丁基膦；以及1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁。
适合基于胺和氨基膦的配位体包括单齿或双齿烷基和芳香族胺的任何组合，包括(但不限于)：吡啶；2,2′-联吡啶；4,4′-二甲基-2,2′-联吡啶；1,10-啡啉；3,4,7,8-四甲基-1,10-啡啉；4,7-二甲氧基-1,10-啡啉；N,N,N′,N′-四甲基乙二胺；1,3-二氨基丙烷；氨；4-(氨基甲基)吡啶；(1R,2S,9S)-(+)-11-甲基-7,11-二氮杂三环[7.3.1.02,7]十三烷；2,6-二-叔丁基吡啶；2,2′-双[(4S)-4-苯甲基-2-噁唑啉]；2,2-双((4S)-(-)-4-异丙基噁唑啉)丙烷；2,2′-亚甲基双[(4S)-4-苯基-2-噁唑啉]；以及4,4′-二-叔丁基-2,2′联吡啶。另外，氨基膦配位体例如2-(二苯膦基)乙胺、2-(2-(二苯膦基)乙基)吡啶、(1R,2R)-2-(二苯膦基)环己胺以及2-(二-叔丁基膦基)乙胺。
适合碳烯配位体包括基于N-杂环碳烯(NHC)的配位体，包括(但不限于)：氯化1,3-双(2,4,6-三甲基苯基)咪唑啉鎓；氯化1,3-双(2,6-二异丙基苯基)咪唑鎓；氯化1,3-双-(2,6-二异丙基苯基)咪唑啉鎓；氯化1,3-二异丙基咪唑鎓以及氯化1,3-二环己基苯并咪唑鎓。
任选地，除了第10族催化剂之外，本发明反应中可使用助催化剂。在一种情形中，助催化剂为已知用于薗头偶合中的铜络合物。在一种情形中，铜络合物为铜(I)的卤化物盐，例如碘化铜或氯化铜。不受理论限制，可使用第10族催化剂和铜催化剂来提高反应速率。或者，可在使用或不使用第10族催化剂的情况下使用铜络合物作为催化剂。
可以通过进行离散步骤或通过进行一锅式反应根据本发明制备本发明多炔基取代的芳烃。当以离散步骤进行时，第一步骤包含使多羟基取代的芳香族化合物与氟磺化剂在碱存在下反应，提供多(氟磺酸酯)取代的芳香族化合物，并且第二步骤包含在催化剂存在下偶合多(氟磺酸酯)取代的芳香族化合物与炔烃。粗聚氟磺化产物无需分离，而是可直接在单个锅中进行催化的薗头交叉偶合。因此，本发明方法可作为一锅式反应进行，多羟基取代的芳香族化合物首先与氟磺化剂在碱存在下反应，并且接着与炔烃在催化剂存在下反应。
可以根据本发明制备的示范性多炔基取代的芳烃包括(但不限于)以下结构，其中各R如上文所定义并且各R9独立地选自H和R1，其中各R1如上文所定义。
实例1.向500mL 3颈圆底烧瓶中添加间苯三酚(10.0g；79.3mmol)和碳酸钾(36.3g；238mmol)，所述烧瓶排放到气液分离罐(knockout pot)和碱洗气器。向混合物中添加120mL二甲基甲酰胺(DMF)。磺酰氟表面下缓慢鼓泡进入反应混合物。反应混合物用氮气净化并且断开连接气液分离罐，并且换成氮气鼓泡器。经注射器添加向反应混合物中添加2-甲基-3-丁炔-2-醇(19.2mL；208mmol)和三乙胺(33.1mL；236mmol)。在手套箱中预先称重环戊二烯基[(l,2,3-n)-l-苯基-2-丙烯基]钯(II)(“CpPd(苯烯丙基)”)(0.227g；0.79mmol)、三苯膦(0.625g；2.36mmol)和碘化铜(I)(0.605g)并且在微正压氮气压力下将混合物添加到反应烧瓶中。将反应混合物加热到50℃并且在这一温度下搅拌直到通过液相色谱-质谱(LCMS)分析混合物显示形成所要产物。粗反应混合物用稀HCl洗涤并且萃取到1L乙酸乙酯中。通过在60℃下旋转蒸发去除挥发物。粗物质用2N氢氧化钠水溶液(400mL)和MTBE(400mL)处理并且将所得两相混合物转移到分液漏斗。振荡和分离各层。水层经水润湿硅藻土床过滤并且滤饼用400mL水洗涤。在剧烈搅拌下，滤液用12.1N盐酸处理直到获得pH<1。将水相转移到2L分液漏斗中并且用甲基叔丁基醚(MTBE)(2×200mL)萃取。将经合并的有机萃取物蒸发至干燥。将固体残基重新溶解于乙醚(约250mL)中并且经硅藻土过滤。通过旋转蒸发并且接着在高度真空(<1mmHg)下在50℃下浓缩滤液并且预期提供化合物4。
实例2.向30mL装配有磁力搅拌棒和螺纹盖的玻璃闪烁瓶依序装入来自实例1的化合物4(0.5g，1.93mmol，1.0当量)、粉末状氢氧化钾(0.572g，14.32mmol，7.4当量)以及1,4-二噁烷(10.0mL)。将小瓶盖上盖子并且置于预热到100℃的铝块中，并且在此温度下搅拌反应混合物120分钟。接着使反应混合物冷却到室温，并且用10mL6N盐酸和75mL MTBE稀释。振荡和分离各层。通过直接重力过滤到分液漏斗中来去除存在的固体。振荡和分离各层并且有机相用去离子水(1×)和盐水(1×)依序洗涤。将有机层倾析到配衡圆底烧瓶中，并且通过旋转蒸发，并且接着在高真空(<1mmHg)下浓缩，并且预期提供粗化合物5。
实例3.向500mL 3颈圆底烧瓶中添加3,5-二羟基苯甲酸(10.0g；83.9mmol)和碳酸钾(38.4g；252mmol)，所述烧瓶排放到气液分离罐和碱洗气器。向混合物中添加125mL二甲基甲酰胺(DMF)。磺酰氟表面下缓慢鼓泡进入反应混合物。6小时后，通过液相色谱-质谱(LCMS)分析显示将起始物质转换成所要双-氟磺酸酯。反应混合物用氮气净化并且断开连接气液分离罐，并且换成氮气鼓泡器。经注射器添加向反应混合物添加2-甲基-3-丁炔-2-醇(20.3mL；220mmol)和三乙胺(35mL；250mmol)。在手套箱中预先称重CpPd(苯烯丙基)(0.240g；0.84mmol)、三苯膦(0.661g；2.52mmol)以及碘化铜(I)(0.640g)并且在微正压氮气压力下将混合物添加到反应烧瓶中。反应混合物变成暗黑色。将反应混合物加热到50℃隔夜(15小时)。LCMS分析显示形成约2:1比率的所要产物和单取代中间物。额外加热6小时后，未观测到产物比率的改变。向混合物中添加在手套箱中预先称重的额外催化剂前驱体CpPd(苯烯丙基)(0.121g)、三苯膦(0.330g)以及碘化铜(I)(0.320g)。在50℃下搅拌反应混合物隔夜。LCMS显示形成所要产物。粗反应混合物用稀HCl洗涤并且萃取到1L乙酸乙酯中。通过在60℃下旋转蒸发去除挥发物，展现黑色淤渣。通过1H NMR光谱法分析所得材料显示所要产物和DMF。粗物质用2N氢氧化钠水溶液(400mL)和MTBE(400mL)处理并且将所得两相混合物转移到2L分液漏斗中。振荡和分离各层。水层经水湿润硅藻土床过滤并且滤饼用约400mL水洗涤。在剧烈搅拌下，滤液用12.1N盐酸处理直到获得pH<1。pH摆动诱导形成浑浊/固体。非均质水相转移到2L分液漏斗并且用甲基叔丁基醚(MTBE)(2×200mL)萃取。经合并的有机萃取物蒸发到干燥以提供深褐色油性泡沫。这一物质的1H NMR光谱收集于THF-d8中。将固体残余物重新溶解于乙醚(约250mL)中并且经硅藻土过滤。通过旋转蒸发，接着在高度真空(<1mmHg)下在50℃下浓缩提供呈深褐色油性泡沫状的化合物6(14.3g；59％)。通过1H和13C NMR光谱法确认化合物。
实例4：向30mL装配有磁力搅拌棒和螺纹盖的玻璃闪烁瓶依序装入来自实例3的化合物6(0.493g，0.84mmol，1.0当量，49重量％纯度)、粉末状氢氧化钾(0.399g，6.26mmol，7.4当量)以及1,4-二噁烷(5.0mL)。将小瓶盖上盖子并且置于预热到100℃的铝块中，并且在此温度下搅拌反应混合物60分钟。接着使反应混合物略微冷却，接着收集约0.1mL样品。样品用6N盐酸和MTBE稀释。振荡和分离各层。移除且丢弃水(底部)层。通过旋转蒸发来浓缩有机层。深褐色油性残余物溶解于THF-d8中并且通过1H NMR光谱法分析。反应混合物重新加热到100℃。再搅拌60分钟后，冷却反应混合物并且取样。如上文所述对样品进行处理和分析。反应混合物用6N盐酸(约35mL)和MTBE稀释。通过直接重力过滤到分液漏斗中将存在的大部分不溶性深褐色固体物质去除。振荡和分离各层并且有机相用去离子水(1×)和盐水(1×)依序洗涤。有机层倾析到配衡圆底烧瓶中并且通过旋转蒸发，并且接着在高度真空(<1mmHg)下浓缩，留下呈橙色固体残余物的粗3,5-二乙炔基苯甲酸(化合物7)(0.223g)。粗物质的样品(27.6mg)与1,4-双(三甲基硅烷基)苯(31.5mg，0.1412mmol，99.7重量％纯度)组合并且将混合物溶解于THF-d8(0.75mL)中。所得溶液通过0.2μm尼龙针筒过滤器并且通过1HNMR光谱法(16次扫描，20秒弛豫延迟)分析滤液。基于针对1,4-双(三甲基硅烷基)苯调谐的相对整合，测得化合物7的纯度为28重量％，这对应于43％产率。通过1H和13C NMR光谱法确认化合物的结构。
实例5.向500mL 3颈圆底烧瓶中添加二羟基异苯并呋喃二酮(10.0g；55.5mmol)和碳酸钾(25.4g；167mmol)，所述烧瓶排放到气液分离罐和碱洗气器。向混合物中添加90mL二甲基甲酰胺(DMF)。磺酰氟表面下缓慢鼓泡进入反应混合物。反应混合物用氮气净化并且断开连接气液分离罐，并且换成氮气鼓泡器。经注射器添加向反应混合物中添加2-甲基-3-丁炔-2-醇(13.4mL；146mmol)和三乙胺(23.2mL；165mmol)。在手套箱中预先称重CpPd(苯烯丙基)(0.159g；0.55mmol)、三苯膦(0.438g；1.65mmol)以及碘化铜(I)(0.423g)并且在微正压氮气压力下将混合物添加到反应烧瓶中。将反应混合物加热到50℃并且在此温度下搅拌直到LCMS显示形成所要产物。粗反应混合物用稀HCl洗涤并且萃取到1L乙酸乙酯中。通过在60℃下旋转蒸发去除挥发物。粗物质用2N氢氧化钠水溶液(325mL)和MTBE(325mL)处理并且将所得两相混合物转移到分液漏斗。振荡和分离各层。水层经水润湿硅藻土床过滤并且滤饼用400mL水洗涤。在剧烈搅拌下，滤液用12.1N盐酸处理直到获得pH<1。将水相转移到2L分液漏斗中并且用甲基叔丁基醚(MTBE)(2×150mL)萃取。将经合并的有机萃取物蒸发至干燥。将固体残基重新溶解于乙醚(约200mL)中并且经硅藻土过滤。通过旋转蒸发，并且接着在高度真空(<1mmHg)下在50℃下浓缩滤液并且预期提供化合物8。
实例6：向30mL装配有磁力搅拌棒和螺纹盖的玻璃闪烁瓶依序装入来自实例5的化合物8(0.5g，1.60mmol，1.0当量)、粉末状氢氧化钾(0.474g，11.85mmol，7.4当量)以及1,4-二噁烷(10.0mL)。将小瓶盖上盖子并且置于预热到100℃的铝块中，并且在此温度下搅拌反应混合物120分钟。接着使反应混合物冷却到室温，并且用10mL6N盐酸和75mL MTBE稀释。振荡和分离各层。使用重力过滤到分液漏斗中去除存在的任何固体。振荡和分离各层并且有机相用去离子水(1×)和盐水(1×)依序洗涤。将有机层倾析到配衡圆底烧瓶中，并且通过旋转蒸发，并且接着在高真空(<1mmHg)下浓缩，并且预期提供粗化合物9。
实例7.使用表1中的多羟基取代的芳香族化合物和表2中的炔烃重复实例3的通用程序制备表3中的多炔基取代的芳烃化合物。在表3中，氟磺化剂(FSA)的摩尔数指示转化成炔基取代基的羟基取代基的数目。
表1
多羟基芳香族化合物 化学名称
A 1,1-二-2-萘酚
B 双酚A
C 1,3,5-三羟基苯
D 2,3-二羟基萘
E 2,3-二羟基吡啶
F 2,5-二羟基对苯二甲酸
G 2,6-二羟基甲苯
H 2,4-二羟基嘧啶-5-甲酸
I 4,8-二羟基喹啉-2-甲酸
J 1,6-二羟基芘
K 1,2-二羟基芴
表2
表3
多炔基芳烃 多羟基芳香族化合物 FSA的摩尔数 炔烃化合物
7-1 A 2 A
7-2 C 2 D
7-3 C 3 A
7-4 E 2 G
7-5 D 2 C
7-6 I 2 E
7-7 H 2 A
7-8 J 2 C
7-9 K 2 D
7-10 F 2 A
7-11 G 2 F
7-12 B 2 B
7-13 H 2 F
实例8.向装备有顶置式搅拌器(PTFE桨式搅拌器)、PTFE涂布热电偶、磺酰氟(SO2F2)入口管线和格雷安冷凝器(装配有排放到氢氧化钠水溶液(1N)洗气器的顶部空间出口管线)的3-颈2-L圆底烧瓶装入3,5-二羟基苯甲酸甲酯(30.17g，174mmol，1.0当量)、粉末状碳酸钾(60.42g，433mmol，2.5当量)和450mL乙酸乙酯(EtOAc)。开始顶置式搅拌并且将气态SO2F2表面下鼓入反应混合物中持续几个小时。反应达到完全转化(如通过1H NMR光谱法对过滤浓缩反应器样品的分析所证明)后，SO2F2入口管线置换成氮气入口管线并且净化系统几分钟。通过经置于中等孔隙率玻璃粉外壳上的1μm Whatman GFB玻璃微光纤介质真空过滤去除无机盐并且用新鲜EtOAc洗涤盐滤饼。有机滤液通过旋转蒸发，并且接着在高度真空(<1mmHg)下隔夜来浓缩，获得呈浅黄色油状的3,5-双[(氟磺酰基)氧基]苯甲酸甲酯(57.62g，173mmol，定量产率)。油状物在转移到琥珀色玻璃储存瓶中时容易结晶。通过1H和13C NMR光谱法确认产物3,5-双[(氟磺酰基)氧基]苯甲酸甲酯。
实例9.向装配有PTFE涂布磁力搅拌棒的250-mL 3颈圆底烧瓶装入来自实例8的3,5-双[(氟磺酰基)氧基]苯甲酸甲酯(5.00g，15.06mmol，1.0当量)并且将烧瓶转移到氮气填充的手套箱中。在氮气填充的手套箱中，向10-mL玻璃闪烁瓶装入三苯膦(0.245g，0.92mmol，6摩尔％)、乙酸钯(II)(0.097g，0.43mmol，3摩尔％)和碘化铜(I)(0.170g，0.89mmol，6摩尔％)。向含有3,5-双[(氟磺酰基)氧基]苯甲酸甲酯的圆底烧瓶中添加50mL无水二甲基甲酰胺(DMF)，并且在磁力搅拌下添加前催化剂混合物，产生深棕褐色均质溶液。接着依序添加(三甲基硅烷基)乙炔(5.5mL，37.86mmol，2.5当量)和无水三乙胺(5.3mL，37.84mL，2.5当量)。(三甲基硅烷基)乙炔的添加伴随反应混合物颜色从深棕褐色变成几乎黑色。反应烧瓶用橡胶隔膜密封，从手套箱移动到通风橱，并且装配戴氏冷凝器(Dimrothcondenser)，氮气入口和PTFE涂布的热电偶。此时，显而易见添加三乙胺会诱发放热。放热达到峰值(约45℃)时，反应烧瓶装配加热套并且使反应混合物升温到50℃，并且在此温度下搅拌隔夜。搅拌15小时后，通过GC/MS分析反应混合物揭示起始物质已消耗完并且干净地形成所要产物。将反应混合物转移到单颈圆底烧瓶并且通过旋转蒸发来浓缩(60℃下约10mmHg)。所得深褐色浆液分配于MTBE(250mL)和1N盐酸(100mL)之间，这诱导形成乳液。两相混合物经水湿润床过滤并且接着分离各层。剩余的破碎层与水层一起。有机层用1N盐酸(100mL)洗涤。用MTBE(2×50mL)萃取经合并的水性洗涤液。经合并的有机萃取物用半饱和盐水(100mL)、盐水(1×)洗涤，干燥(无水Na2SO4)，过滤并且通过旋转蒸发来浓缩。将所得深褐色粗残余物溶解于最小量的2％EtOAc/己烷中并且通过根据完全洗脱所要产物使用额外2％EtOAc/己烷的硅胶床(约25g)塞过滤。通过旋转蒸发来浓缩滤液，接着在高度真空(<1mmHg)下浓缩隔夜获得呈高度黏稠橙色油状的3,5-双[(三甲基硅烷基)乙炔基]苯甲酸甲酯(4.61g，14.03mmol，93％产率)。油状物在环境温度下静置时结晶。通过1H和13C NMR光谱法确认产物3,5-双[(三甲基硅烷基)乙炔基]苯甲酸甲酯。
实例10.向装配有顶置式搅拌器(PTFE桨式搅拌器)、氮气入口、戴氏冷凝器、125mL均压加料漏斗和PFTE涂布的热电偶的1-L 4颈圆底烧瓶装入3,5-双[(三甲基硅烷基)乙炔基]苯甲酸甲酯(24.37g，74.17mmol，1.0当量)和甲醇(300mL)。反应器用橡胶隔膜密封并且开始搅拌。需要用空气加热枪温和加热到约35℃来完成酯的溶解。同时，单水合氢氧化锂的样品(15.60g，372mmol，5.0当量)与HPLC级水(75mL)组合并且所得混合物超声处理几分钟以帮助碱溶解。通过过滤去除氢氧化锂溶液中剩余的任何不溶性材料并且将滤液装入加料漏斗中。接着经5分钟时程逐滴添加氢氧化锂水溶液。在此期间，内部温度从36℃增加到46℃。在环境温度下搅拌1.5小时后，去除0.1mL反应混合物样品并且用1N HCl/CH3CN(0.5mL/4.0mL)稀释。通过LC/MS分析样品揭示已干净地形成所要产物。将反应混合物转移到单颈圆底烧瓶并且通过旋转蒸发来浓缩(40℃下约10mmHg)。含水浆料与HPLC级水(300mL)和MTBE(100mL)组合。振荡和分离各层并且有机层作为有害废物丢弃。将水层转移到1L爱伦美氏烧瓶(Erlenmeyer flask)中并且在剧烈搅拌下，使用6N HCl(81g)将均质溶液酸化到pH约1，这诱导形成深米色浆液。浆液与MTBE(150mL)在分液漏斗中组合并且振荡各层产生均质两相系统。分离各层并且用MTBE(2×150mL)萃取水层。经合并的有机萃取物与活化碳(约5g，G-60，100目)一起搅拌几分钟，并且接着过滤。通过旋转蒸发并且接着在真空烘箱(50℃下<1mmHg)中浓缩滤液获得呈米色固体状的3,5-二乙炔基苯甲酸(11.56g，65.42mmol，88％产率)。通过1H和13C NMR光谱法确认产物3,5-二乙炔基苯甲酸。基于使用吡嗪作为内标的定量13C NMR分光镜分析，测得3,5-二乙炔基苯甲酸的纯度为96.3重量％。

Claims (12)

1.一种形成多炔基-芳烃化合物的方法，其包含：
(a)使多羟基取代的芳香族化合物与氟磺化剂反应形成多(氟磺酸酯)取代的芳香族化合物；以及
(b)使所述多(氟磺酸酯)取代的芳香族化合物与炔烃在催化剂存在下在使所述炔烃与所述多(氟磺酸酯)取代的芳香族化合物有效偶合的条件下反应并且形成多炔基取代的芳烃化合物；
其中所述催化剂包含一个或多个第10族原子或铜络合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应混合物进一步包含配位体和碱。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述配位体包括以下中的一个或多个：膦配位体、碳烯配位体、基于胺的配位体以及基于氨基膦的配位体。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述碱为碳酸盐、磷酸盐、乙酸盐或羧酸盐。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述芳香族化合物具有1到8个芳香族环。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述芳香族化合物具有源自以下的芳基部分：苯、联苯、三联苯、三苯基苯、六苯基苯、吡啶、联吡啶、嘧啶、哒嗪、吡咯、咪唑、三嗪、三唑、呋喃、噁唑、噻唑、噻吩、芴、9,9-二苯基芴、9,9-二萘基芴、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩、萘、联萘、苯并蒽、蒽、芘、吲哚、异吲哚、苯并菲、并四苯、四苯、并五苯、苝、六苯并苯、喹啉、异喹啉、邻苯二甲酸酐、苯均四酸二酐、苯并咪唑、苯并三唑、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并噁唑以及苯并噻唑。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述芳香族化合物为杂芳香族。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述芳香族化合物具有一个或多个选自以下的取代基：羧酸、羧酸酐、C1-20酯、经取代的C1-20酯、C1-12烷氧基、C1-12烷基、C1-12杂烷基、经取代的C1-12烷基、C2-12烯基、氰基、硝基、羟基、经保护的羟基、卤基、酰胺基、氨基、巯基、硫离子基、硅烷基、膦基以及膦酰基。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述催化剂为钯催化剂或镍催化剂或铜络合物中的一个或多个。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述炔烃为伯炔烃。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述催化剂包含一个或多个第10族原子和铜络合物。
12.一种形成多炔基-芳烃化合物的方法，其包含：
(a)提供多(氟磺酸酯)取代的芳香族化合物；以及
(b)使所述多(氟磺酸酯)取代的芳香族化合物与炔烃在催化剂存在下在使所述炔烃与所述多(氟磺酸酯)取代的芳香族化合物有效偶合的条件下反应并且形成多炔基取代的芳烃化合物；
其中所述催化剂包含一个或多个第10族原子或铜络合物。
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