CN108046979B - 一种高效制备碘化苄及其衍生物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效制备碘化苄及其衍生物的方法。是以苯甲醛类化合物为起始原料，经络合反应、主反应和后反应步骤制备得到，具体包括以下步骤：将铑金属和膦配体置于反应容器中，加入有机溶剂搅拌络合得到反应体系a，加入碘单质，室温搅拌，加入起始原料苯甲醛类化合物继续搅拌反应得到反应液b，移入高压反应釜中，置换气体后，充入氢气，保持正压，室温反应4~48h得到反应液c，经减压浓缩、柱层析纯化得到目标物碘化苄及其衍生物。本发明所述的高效制备碘化苄及其衍生物的方法使用底物廉价、操作简便、反应操作安全性好、环境友好、产率较高并且碘化苄及其衍生物的纯度较高，且易于规模化生产，实现了工业化生产以满足社会医疗的需求。

Description

一种高效制备碘化苄及其衍生物的方法
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种高效制备碘化苄及其衍生物的方法。
背景技术
众所周知，在有机合成中，碘化苄是制备有机金属化合物的重要前体，能发生诸如取代反应，偶联反应，自由基反应等多种有机反应，从而被广泛应用为有机合成或药物合成中间体。因此，引入碘原子常常是改变分子性能、合成新化合物的起始步骤，在有机合成中起着重要的桥梁作用。目前关于碘化苄的合成方法已有多篇文献对其进行报道[(a)J. Org. Chem., Vol. 43, No. 19, 1978,(b)Tetrahedron.,Vol.48. No. 38, pp. 8329- 8336.1992,(c)TetrahedronLetters,Vol.25,No.10,pp. 1103-1104,1984,(d) Tetrahedron Letters 43 (2002) 7139–7141]。其合成方法大致可分为直接碘代法和间接碘代法。间接碘代法该方法面临的主要缺点在于其较高的原料成本和繁琐的多步反应过程，不易控制操作等特点。而相比间接碘代法来说，直接碘代法又具有成本低廉，效率高的特点。目前碘化苄及其衍生物的制备方法都还存在不能实现工业化生产的技术难题，不能满足社会医疗的需求，因此，开发一种能实现工业化生产的制备方法是非常必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效制备碘化苄及其衍生物的方法。
本发明的目的是这样实现的，是以苯甲醛类化合物为起始原料，经络合反应、主反应和后反应步骤制备得到，具体包括以下步骤：
A、络合反应：将铑金属和膦配体置于反应容器中，加入有机溶剂后于室温搅拌络合20~40min得到反应体系a；
B、主反应：在反应体系a中加入碘单质，室温搅拌 5~15min，然后加入起始原料苯甲醛类化合物继续搅拌反应5~15min得到反应液b；
C、后反应：将反应液b移入高压反应釜中，置换气体后，充入氢气，保持正压，室温反应4~48h得到反应液c，将反应液c经减压浓缩、柱层析纯化得到目标物碘化苄及其衍生物。
本发明所述的高效制备碘化苄及其衍生物的方法使用底物廉价、操作简便、反应操作安全性好、环境友好、产率较高并且碘化苄及其衍生物的纯度较高，且易于规模化生产，实现了工业化生产以满足社会医疗的需求。本发明的化学原理是：在铑金属和配体形成的催化剂的催化下，苯甲醛类化合物被氢化成苯甲醇类化合物，苯甲醇类化合物再与原位生成的无水碘化氢发生取代反应生成碘化苄或其衍生物。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
本发明所述的高效制备碘化苄及其衍生物的方法，是以苯甲醛类化合物为起始原料，经络合反应、主反应和后反应步骤制备得到，具体包括以下步骤：
A、络合反应：将铑金属和膦配体置于反应容器中，加入有机溶剂后于室温搅拌络合20~40min得到反应体系a；
B、主反应：在反应体系a中加入碘单质，室温搅拌 5~15min，然后加入起始原料苯甲醛类化合物继续搅拌反应5~15min得到反应液b；
C、后反应：将反应液b移入高压反应釜中，置换气体后，充入氢气，保持正压，室温反应4~48h得到反应液c，将反应液c经减压浓缩、柱层析纯化得到目标物碘化苄及其衍生物。
碘和苯甲醛类化合物的摩尔比为（0.5~1.5）: （0.5~1.5）。
苯甲醛类化合物、铑金属和膦配体的摩尔比为（0.5~1.5）:（0.04~0.06）:（0.05~0.07）。
所述的苯甲醛类化合物为苯甲醛、2-氯苯甲醛、3-氯苯甲醛、4-氯苯甲醛、4-甲基苯甲醛、4-溴苯甲醛或4-甲氧基苯甲醛。
A步骤中所述的有机溶剂为二氯乙烷、二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯或二甲苯。
所述的铑金属为Rh(COD)2BF4、Rh(CO)2(C5H7O2)、[Rh(COD)Cl]2、Rh(COD)2SbF6或Rh(COD)2OTf，中文通用名依次为：二(1,5-环辛二烯)四氟硼酸铑、二羰基乙酰丙酮铑、(1,5-环辛二烯)氯铑二聚体、二(1,5-环辛二烯)六氟铋酸铑、二(1,5-环辛二烯)三氟甲磺酸铑）。
所述的膦配体为PPh3、Binap、DPPE、DPPB、DPPF或Tricyclohexylphosphine。（各膦配体催化剂的通用中文名称依次为：三苯基膦、2,2'-双-(二苯膦基)-1,1'-联萘、1,2-双(二苯基膦)乙烷、1,4-双(二苯基膦)丁烷、1,1'-双(二苯基膦)二茂铁、三环己基膦）。
C步骤中所述的正压为2~4MPa。
C步骤中反应的温度为-40~ 120℃。
下面以具体实施案例对本发明做进一步说明：
实施例1
4-氯碘化苄的合成：
将[Rh(COD)Cl]2(0.01mmol,4.9mg)和配体PPh3(0.012mmol,3.2mg)装入到有搅拌子的反应管中，加入1ml DCE后并室温中搅拌络合30分钟。然后在上述体系中加入碘单质(0.2mmol,25mg)并继续搅拌10分钟，再加入4-氯苯甲醛(0.2mmol,28.1mg)继续搅拌10分钟，之后加入1mlDCE溶剂。将上述反应液迅速移至高压反应釜当中，置换气体后，充入压力为3Mpa的氢气，室温反应6h，停止反应，将反应溶剂减压浓缩，柱层析纯化，得到4-氯碘化苄(yield:94%)。1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ 4.33(s，2H)，7.16-7.24(m, 4H).
实施例2
4-甲基碘化苄的合成：
将[Rh(COD)Cl]2(0.01mmol,4.9mg)和配体PPh3(0.012mmol,3.2mg)加入到有搅拌子的反应管中，加入1ml DCE后在室温下搅拌络合30分钟。然后在上述体系中加入碘单质(0.2mmol,25mg)并继续搅拌10分钟，再加入4-甲基苯甲醛(0.2mmol,24mg)继续搅拌10分钟，之后加入1mlDCE溶剂。将上述反应液迅速移至高压反应釜当中，置换气体后，充入压力为3Mpa的氢气，室温反应48h，停止反应，将反应溶剂减压浓缩，柱层析纯化，得到4-甲基碘化苄(yield:75%)。1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ 4.17(s，2H)，7.11-7.23(m, 4H)，2.13(s，3H).
实施例3
碘化苄的合成
将[Rh(COD)Cl]2(0.01mmol,4.9mg)和配体PPh3(0.012mmol,3.2mg)加入到有搅拌子的反应管中，加入1ml DCE后在室温下搅拌络合30分钟。然后在上述体系中加入碘单质(0.2mmol,25mg)并继续搅拌10分钟，再加入苯甲醛（2mmol,22mg)继续搅拌10分钟，之后加入1mlDCE溶剂。将上述反应液迅速移至高压反应釜当中，置换气体后，充入压力为3Mpa的氢气，室温反应48h，停止反应，将反应溶剂减压浓缩，柱层析纯化，得到碘化苄(yield:51%)。1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ 7.30-7.28 (d, J = 7.4 Hz, 2H), 7.22-7.13 (m, 3H), 4.37(s, 2H).
实施例4
4-溴碘化苄的合成：
将[Rh(COD)Cl]2(0.01mmol,4.9mg)和配体PPh3(0.012mmol,3.2mg)加入到有搅拌子的反应管中，加入1ml DCE后在室温下搅拌络合30分钟。然后在上述体系中加入碘单质(0.2mmol,25mg)并继续搅拌10分钟，再加入4-溴苯甲醛(0.2mmol,37mg)继续搅拌10分钟，之后加入1mlDCE溶剂。将上述反应液迅速移至高压反应釜当中，置换气体后，充入压力为3Mpa的氢气，室温反应48h，停止反应，将反应溶剂减压浓缩，柱层析纯化，得到4-溴碘化苄(yield:68%)。1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ7.72-7.69 (m, 2H), 7.54-7.52 (m, 2H), 4.68(s, 2H).
实施例5
4-甲氧基碘化苄的合成：
将[Rh(COD)Cl]2(0.01mmol,4.9mg)和配体PPh3(0.012mmol,3.2mg)加入到有搅拌子的反应管中，加入1ml DCE后在室温下搅拌络合30分钟。然后在上述体系中加入碘单质(0.2mmol,25mg)并继续搅拌10分钟，再加入4-甲氧基苯甲醛(0.2mmol,27mg)继续搅拌10分钟，之后加入1mlDCE溶剂。将上述反应液迅速移至高压反应釜当中，置换气体后，充入压力为3Mpa的氢气，室温反应48h，停止反应，将反应溶剂减压浓缩，柱层析纯化，得到4-甲氧基碘化苄(yield:82%)。1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ7.25-7.21 (m, 2H), 6.75-6.72 (m, 2H),4.39 (s, 2H), 3.70 (s, 3H)。

Claims (6)

1.一种制备碘化苄及其衍生物的方法，其特征在于是以苯甲醛类化合物为起始原料，经络合反应、主反应和后反应步骤制备得到，具体包括以下步骤：
A、络合反应：将铑金属和膦配体置于反应容器中，加入有机溶剂后于室温搅拌络合20~40min得到反应体系a；铑金属为Rh(COD)2Otf、膦配体为PPh3；
B、主反应：在反应体系a中加入碘单质，室温搅拌 5~15min，然后加入起始原料苯甲醛类化合物继续搅拌反应5~15min得到反应液b；
C、后反应：将反应液b移入高压反应釜中，置换气体后，充入氢气，保持正压，室温反应4~48h得到反应液c，将反应液c经减压浓缩、柱层析纯化得到目标物碘化苄及其衍生物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于碘和苯甲醛类化合物的摩尔比为（0.5~1.5）:（0.5~1.5）。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于苯甲醛类化合物、铑金属和膦配体的摩尔比为（0.5~1.5）:（0.04~0.06）:（0.05~0.07）。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的苯甲醛类化合物为苯甲醛、2-氯苯甲醛、3-氯苯甲醛、4-氯苯甲醛、4-甲基苯甲醛、4-溴苯甲醛或4-甲氧基苯甲醛。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于A步骤中所述有机溶剂为二氯乙烷、二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯或二甲苯。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于C步骤中所述的正压为2~4MPa。
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