CN110818545B - 一种酮芳基化制备取代芳基酮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种酮芳基化制备取代芳基酮的方法，在碱性条件下，采用饱和氮杂环卡宾结构的氮杂环卡宾催化剂，在含氧气氛中，催化芳基卤化物或类卤化物和羰基α‑位的分子内或分子间的偶联反应，制备得到取代芳基酮，本发明提供的方法，采用新的催化体系，氮杂环卡宾催化剂中的金属钯配合物采用饱和氮杂环卡宾结构，具有更好的稳定性，可在极低催化剂用量以及在含有氧气气氛的条件下高效制备各种取代α‑芳基酮，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及有机化合物技术领域，尤其是涉及一种酮芳基化制备取代芳基酮的方法。
背景技术
α-芳基羰基官能团不仅是许多天然产物(Chin.J.Org.Chem.2005, 25(3):282-289)、医药中间体(Chem.-Eur.J.2017,23(16):3832-3836)、合成中间体(Angew.Chem.Int.Ed.2001,40(18):3284-3308)和发光聚合物前体(Acc. Chem.Res.2003,36(4):234-245；)的重要组成部分，含有α-芳基羰基官能团双芳基烷酮及其衍生富烯也是合成茂金属催化剂重要的配体原料之一。
利用酮α-芳基化反应制备α-芳基羰基化合物是最为高效的方法，即在碱性条件下，采用过渡金属催化芳基卤化物或类卤化物和羰基α-位的分子内或分子间的偶联反应。虽然过渡金属钯制备取代芳基酮的方法已经取得了一些成就 (US.Patent20060287544A1；CN.Patent 201310370437.X)，例如：将常用的过渡金属膦配体改为氮杂环卡宾配体(NHCs)，降低了反应体系对水和氧的敏感程度 (J.Org.Chem.2005,690,5832-5840；)，通过增加催化剂的用量可以促使惰性氯代底物参与反应(Chem.-Eur.J.2015,21(10):3906-3909；)，但是工业化生产所面临的贵金属钯用量大，反应条件苛刻的问题一直没有解决。目前只有Nolan报道出一个用量<1％的氮杂环卡宾钯化合物在无惰性氛围保护下催化合成了一个 2-(2-甲氧基苯基)-1-苯丙-1-酮(Chem.-Eur.J.2014,20(52):17272-17276；)产物。虽然上述报道的催化剂能在底用量下催化芳基化反应，但是催化剂溶液的配置和碱的称量只能在无水无氧的条件下操作。
由上述文献报道可以看出，大幅降低制备取代芳基酮所需催化剂的用量和避免苛刻反应操作条件，开发出一种适合工业化生产取代芳基酮的方法具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术无法提供完全在含氧氛围中实现低催化用量的酮芳基化反应的问题，而提供一种酮芳基化制备取代芳基酮的方法，该方法可以在极低催化剂用量以及在含有氧气气氛的条件下高效制备各种取代α-芳基酮。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
本发明提供一种酮芳基化制备取代芳基酮的方法，使用式(A)所示氮杂环卡宾催化剂，在含氧气氛中通过以下反应过程，得到取代芳基酮(D)：
上述反应式中：R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分别独立地代表氢、烷基、杂烷基、烯基或芳基，且相邻的两个基团可以组成环状基团，上述基团也可以和苯环进一步稠合成多元芳环；X为氟、氯、溴或碘；气氛的含氧量水平为1-40％(体积比)；
其中式(A)所示氮杂环卡宾催化剂具有以下结构特征：
上述结构中R9、R10、R11分别独立地代表烷基、杂烷基、烯基或芳基；R12、 R13、R14、R15、R16分别独立地代表氢、烷基、杂烷基、烯基或芳基，且相邻的两个基团可以组成环状基团，上述基团也可以和苯环进一步稠合成多元芳环；Y选自氟、氯、溴、碘或乙酰氧基，M为过渡金属。
优选地，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R12、R13、R14、R15、R16分别独立地代表氢、C1-C15烷基、C1-C15烷氧基、硅烷基、C1-C15杂烷基、C1-C15烯基或C1-C18芳基，R9、R10、R11分别独立地代表C1-C15烷基、C1-C15烷氧基、硅烷基、C1-C15杂烷基、C1-C15烯基或C1-C40芳基，分别独立地代表氢、C1-C15烷基、C1-C15烷氧基、硅烷基、C1-C15杂烷基、C1-C15烯基或C1-C28芳基，其中相邻的两个基团可以组成环状基团，上述基团也可以和苯环进一步稠合成多元芳环，M选自铬、铁、镍、铜、锌、银、钯、铑、钌、铱、铂。
优选地，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R12、R13、R14、R15、R16分别独立地选自H、甲基、甲氧基、乙基、乙氧基、丙基、异丙基、丙氧基、丁基、异丁基、丁氧基、戊基、异戊基、环戊基、戊氧基、己基、己氧基、环己基、苯基、苯氧基、庚基、庚氧基、甲基苯基、甲基苯氧基、辛基、辛氧基、二甲基苯基、乙基苯基、二甲基苯氧基、乙基苯氧基、壬基、壬氧基、三甲基苯基、甲基乙基苯基、丙基苯基、三甲基苯氧基、甲基乙基苯氧基、丙基苯氧基、癸基、癸氧基、四甲基苯基、二甲基乙基苯基、甲基丙基苯基、二乙基苯基、丁基苯基、四甲基苯氧基、二甲基乙基苯氧基、甲基丙基苯氧基、二乙基苯氧基、丁基苯氧基、萘基、萘氧基、甲基萘基、甲基萘氧基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、异丁烯基、戊烯基、异戊烯基、己烯基、氮二甲基、氮二乙基、三甲基硅基、三甲基硅氧基、三乙基硅基、三乙基硅氧基、叔丁基二甲基硅基、三苯基硅基、三苯基硅氧基，其中相邻的两个基团可以组成环状基团。
优选地，R9、R10、R11分别独立地选自甲基、甲氧基、乙基、乙氧基、丙基、异丙基、丙氧基、丁基、异丁基、丁氧基、戊基、异戊基、环戊基、戊氧基、己基、己氧基、环己基、苯基、苯氧基、庚基、庚氧基、甲基苯基、甲基苯氧基、辛基、辛氧基、二甲基苯基、乙基苯基、二甲基苯氧基、乙基苯氧基、壬基、壬氧基、三甲基苯基、甲基乙基苯基、丙基苯基、二丙基苯基、三甲基苯氧基、甲基乙基苯氧基、丙基苯氧基、癸基、癸氧基、四甲基苯基、二甲基乙基苯基、甲基丙基苯基、二乙基苯基、丁基苯基、四甲基苯氧基、二甲基乙基苯氧基、甲基丙基苯氧基、二乙基苯氧基、丁基苯氧基、萘基、萘氧基、甲基萘基、甲基萘氧基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、异丁烯基、戊烯基、异戊烯基、己烯基、氮二甲基、氮二乙基、三甲基硅基、三甲基硅氧基、三乙基硅基、三乙基硅氧基、叔丁基二甲基硅基、三苯基硅基、三苯基硅氧基、二戊基苯基、二苯基甲基苯基。
优选地，反应所用的溶剂选自水、烷烃、芳烃或者醇醚类有机溶剂中的一种或多种的混合物，优选自水、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷、正庚烷、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、四氢呋喃、吡咯烷、甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、环己醇、二氧六环、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙醚、异丙醚、甲基叔丁基醚、甲基环戊醚、乙二醇二甲醚中的一种或最多三种的混合物。
优选地，反应所用的碱为有机碱或无机碱，优选自碱金属、碱土金属的有机碱或无机碱，甲醇钠、甲醇钾，乙醇钠、乙醇钾、氢化钠、氢化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、叔丁醇钠、叔丁醇钾、碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、磷酸钾、硫酸氢钾、过硫酸钠、乙氧基镁、丁基镁、丁基氯化镁、丁基溴化镁、甲基丁基镁中的一种或两种。
优选地，反应温度为-80℃-150℃，进一步优选-20℃-150℃；反应物(B)和 (C)的摩尔比为0.01～99，进一步优选为0.1-10。
优选地，气氛的含氧量水平在5％-25％(体积比)。
优选地，Y为氯、溴或乙酰氧基中的一种，M为镍、钯、铂中的一种。
优选地，R9、R10、R11分别独立地选自三甲基苯基、二丙基苯基、二戊基苯基、二苯基甲基苯基。
本发明提供的一种酮芳基化制备取代芳基酮的方法，采用新的催化体系，氮杂环卡宾催化剂中的金属钯配合物采用饱和氮杂环卡宾结构，通过将不饱和双键还原成饱和单键，增加碳碳键长，有利于减少五元氮杂环张力，因而使得配体的配位能力有所增加，较低刚性的氮杂环卡宾配体能在催化循环过程中更好地与金属原子配位，使其比非饱和的氮杂环卡宾具有更好的稳定性。
本发明方法反应操作条件简单，利用该催化体系可实现在含氧气气氛条件进行反应，大大简化操作步骤，节约设备成本，有利于工业化实施。
本发明催化活性高，针对副反应较多且复杂的酮芳基化反应，能够以最低 0.1％mol催化剂用量实现最高99％的产率，本发明具有明显的技术先进性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，但绝不是对本发明的限制。
实施例1：
1,3-双(2，6-二异丙基苯基)氯化咪唑钯催化剂(A1)的合成
在反应器中加入2,6-二异丙基苯胺177.3g(1mol)，二氯甲烷400mL，再加入乙二醛43g(0.5mol)，室温搅拌3小时，将反应液过滤，同时用20mL无水乙醇洗涤滤饼，然后将滤饼真空干燥至衡重，即得淡黄色固体N,N'-双(2,6- 二异丙基苯基)乙烷二亚胺346.4g，产率92％。
在反应器中加入N,N'-双(2,6-二异丙基苯基)乙烷二亚胺101.6g(0.27mol)，甲醇250mL，四氢呋喃250mL，然后将温度降0℃以下分批加入102g(2.7mol) 硼氢化钠，室温搅拌3小时。然后加入将配置好的饱和氯化铵溶液至无白色絮状物出现为止。然后用二氯甲烷萃取旋蒸得粗产品，再用50mL甲醇洗涤滤饼干燥至衡重，即可得到目标产物1,3-双(2，6-二异丙基苯基)氯化咪唑翁。产品为灰白色固体，65g，产率80％。
在惰性氛围下，向反应器中加入1,3-双(2，6-二异丙基苯基)氯化咪唑翁 32.0g(76.8mmol)，氯化钯16.3g(76.8mmol)，(E)-N,1-二苯基-1-亚胺15.0g(76.8 mmol)，碳酸钾1.08g(76.8mol)，无水四氢呋喃400mL，加热至80℃，搅拌反应24h，将反应液过滤，用100mL乙酸乙酯洗涤，合并滤液后出去溶剂并干燥即得亮黄色固体1,3-双(2，6-二异丙基苯基)氯化咪唑钯催化剂25g，产率48％。重复上述步骤，制备足够多的1,3-双(2，6-二异丙基苯基)氯化咪唑钯催化剂。 H NMR(500MHz,CDCl3,δ)7.74(dd,J＝7.8,1.7Hz,0H),7.62–7.49(m,1H), 7.39–7.28(m,1H),7.20–7.10(m,1H),3.97–3.82(m,1H),3.17(hept,J＝6.5, 1.0Hz,1H),3.03(s,0H),1.25(dd,J＝25.0,6.5Hz,5H)。
实施例2：
1,3-双(2,6-二(戊-3-基)苯基)氯化咪唑钯催化剂(A2)的合成
将实施例1中的2,6-二异丙基苯胺177.3g(1mol)，改为2,6-二(戊-3-基)苯胺233.4g(1mol)，其他条件不变，经反应后可得(1E，2E)-N,N'-双(2,6-二 (戊基-3基)苯基)乙烷-1,2-二亚胺195g，产率80％。重复上述步骤，制备足够多的(1E，2E)-N,N'-双(2,6-二(戊基-3基)苯基)乙烷-1,2-二亚胺。
将实施例1中的N,N'-双(2,6-二异丙基苯基)乙烷二亚胺101.6g(0.27mol)，甲醇200mL，四氢呋喃200mL，改为(1E，2E)-N,N'-双(2,6-二(戊基-3基) 苯基)乙烷-1,2-二亚胺131.9g(0.27mol)，其他条件不变，经反应后可得1,3- 双(2，6-二戊基苯基)氯化咪唑盐40.7g，产率30％。重复上述步骤，制备足够多的1,3-双(2，6-二戊基苯基)氯化咪唑盐。
将实施例1中的1,3-双(2，6-二异丙基苯基)氯化咪唑翁32.0g(76.8mmol) 改为加入1,3-双(2，6-二戊基苯基)氯化咪唑盐53.7g(100mmol)，其余条件不变，经反应后得到产品为亮黄色固体，50.4g，产率60％。H NMR(500MHz, CDCl3,δ)7.78–7.71(m,1H),7.64–7.49(m,4H),7.37(dd,J＝7.9,1.6Hz,1H), 7.30–7.23(m,2H),7.17(tt,J＝7.5,1.5Hz,1H),7.04–6.91(m,6H),4.00–3.77 (m,4H),3.01(s,3H),2.60(pd,J＝5.8,1.1Hz,4H),1.77–1.58(m,16H),0.89(t, J＝7.3Hz,24H)。
实施例3：
1,3-双(2，4，6-三甲基苯基)氯化咪唑钯催化剂(A3)的合成
将实施例1中的2,6-二异丙基苯胺177.3g(1mol)，改为2,4,6-三甲基苯胺 135.2g(1mol)，其他条件不变，经反应后可得(1E，2E)-N,N'-二甲基乙烷-1,2- 二亚胺102.3g，产率70％。重复上述步骤，制备足够多的(1E，2E)-N,N'- 双(2,6-二(戊基-3基)苯基)乙烷-1,2-二亚胺。
将实施例1中的N,N'-双(2,6-二异丙基苯基)乙烷二亚胺101.6g(0.27mol)，甲醇200mL，四氢呋喃200mL，改为(1E，2E)-N,N'-二甲基乙烷-1,2-二亚胺78.9g(0.27mol)，其他条件不变，经反应后可得1,3-双(2，4，6-三甲基苯基)氯化咪唑盐50g，产率60％。重复上述步骤，制备足够多的1,3-双(2，4， 6-三甲基苯基)氯化咪唑盐。
将实施例1中的1,3-双(2，6-二异丙基苯基)氯化咪唑翁32.0g(76.8mmol) 改为加入1,3-双(2，4，6-三甲基苯基)氯化咪唑盐34.1g(100mmol)，其余条件不变，经反应后得到产品为亮黄色固体，50.2g，产率78％。H NMR(500MHz, CDCl3,δ)7.76(dd,J＝7.8,1.5Hz,1H),7.60–7.48(m,3H),7.45–7.35(m,2H), 7.34–7.25(m,2H),7.17(tt,J＝7.5,1.5Hz,1H),6.82(s,4H),3.97–3.79(m,4H), 3.01(s,3H),2.27(s,6H),2.13(s,12H)。
实施例4：
1,3-双(2,6-二苯基甲基)氯化咪唑钯催化剂(A4)的合成
将实施例1中的2,6-二异丙基苯胺177.3g(1mol)，改为2,6-二苯基甲基苯胺273.38g(1mol)，其他条件不变，经反应后可得(1E，2E)-N,N'-双(2,6- 二苄基苯基)乙烷-1,2-二亚胺256.0g，产率90％。重复上述步骤，制备足够多的(1E，2E)-N,N'-双(2,6-二苄基苯基)乙烷-1,2-二亚胺。
将实施例1中的N,N'-双(2,6-二异丙基苯基)乙烷二亚胺101.6g(0.27mol)，改为(1E，2E)-N,N'-双(2,6-二苄基苯基)乙烷-1,2-二亚胺153.5g(0.27mol)，其他条件不变，经反应后可得1,3-双(2,6-二苄基苯基)氯化咪唑盐133.5g，产率80％。重复上述步骤，制备足够多的1,3-双(2,6-二苄基苯基)氯化咪唑盐。
将实施例1中的1,3-双(2，6-二异丙基苯基)氯化咪唑翁32.0g(76.8mmol) 改为加入1,3-双(2,6-二苄基苯基)氯化咪唑盐61.8g(100mmol)，其余条件不变，经反应后得到产品为亮黄色固体，36.7g，产率40％。H NMR(500MHz, CDCl3,δ)7.77–7.71(m,1H),7.63–7.49(m,4H),7.37(dd,J＝7.8,1.6Hz,1H), 7.29–7.21(m,10H),7.20–7.12(m,13H),6.92–6.80(m,6H),3.97–3.78(m, 12H),3.01(s,3H)。
实施例5：
1,3-双(1-胺丁烷)氯化咪唑钯催化剂(A5)的合成
将实施例1中的2,6-二异丙基苯胺177.3g(1mol)，改为正丁胺73.4g(1 mol)，其他条件不变，经反应后可得N,N'-二丁基丁烷-2,3-二亚胺78g，产率 80％。重复上述步骤，制备足够多的N,N'-二丁基丁烷-2,3-二亚胺。
将实施例1中的N,N'-双(2,6-二异丙基苯基)乙烷二亚胺101.6g(0.27mol)，甲醇200mL，四氢呋喃200mL，改为N,N'-二丁基丁烷-2,3-二亚胺196.3g(1 mol)，其他条件不变，经反应后可得1,3-二丁基-4,5-二甲基-4,5-二氢-1H-咪唑盐35.0g，产率60％。
在惰性氛围下，将实施例1中的1,3-双(2，6-二异丙基苯基)氯化咪唑翁 32.0g(76.8mmol)改为加入1,3-二丁基-4,5-二甲基-4,5-二氢-1H-咪唑盐21.1 g(100mmol)，其余条件不变，经反应后得到产品为亮黄色固体，28g，产率57％。 H NMR(500MHz,CDCl3,δ)9.63(s,1H),7.71(dd,J＝7.7,1.6Hz,1H),7.58(d, J＝1.3Hz,1H),7.57–7.48(m,2H),7.40(td,J＝7.7,1.6Hz,1H),7.31(ddd,J＝ 17.9,7.9,1.5Hz,3H),7.17(tt,J＝7.4,1.5Hz,1H),6.42(s,1H),3.01(s,3H),2.61 –2.51(m,2H),2.48–2.32(m,4H),1.49(p,J＝6.6Hz,4H),1.40–1.27(m,10H), 0.93(t,J＝7.6Hz,6H)。
实施例6：
在空气条件下，向反应器中加入13.9g苯乙酮(115.6mmol)，10.9g氯苯(96.7mmol)，11.1g叔丁醇钠(115.6mmol)和0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1以及70mL1,4-二氧六环溶剂。然后在100℃条件下剧烈搅拌4小时后停止反应。除去反应液的溶剂后得到粗产品再通过柱层析纯化，得到目标产物15.6 g，分离产率79％。
将实施例6中的0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1换为0.40g A2、0.49 g A3、0.59g A4、0.40g A5，分离产率依次为81％、79％、83％、85％。
1H NMR(500MHz,CDCl3,δ)8.02(dd,J＝8.4,1.3Hz,2H),7.56(t,J＝7.5 Hz,1H),7.46(t,J＝7.5Hz,2H),7.33(t,J＝7.5Hz,2H),7.29–7.22(m,3H),4.29 (s,2H)。
对比例：
将实施例6中的0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1换为如下结构饱和催化剂0.40g，分离产率仅为70％。
实施例7：
将实施例6中所加入的10.9g氯苯(96.7mmol)改为12.2g邻氯甲苯(96.7 mmol)，其他条件都不变，得到目标产物19.1g，分离产率94％。
将实施例6中的0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1换为0.40g A2、0.49 g A3、0.59g A4、0.40g A5，分离产率依次为89％、97％、93％、85％。
1H NMR(500MHz,CDCl3,δ)8.03(dd,J＝8.3,1.2Hz,2H),7.59(t,J＝7.5 Hz,1H),7.49(t,J＝7.7Hz,2H),7.24–7.10(m,4H),4.32(s,2H),2.27(s,3H)。
实施例8：
将实施例6中所加入的10.9g氯苯(96.7mmol)改为13.6g邻氯甲苯(96.7 mmol)，其他条件都不变，得到目标产物21.0g，分离产率97％。
将实施例6中的0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1换为0.40g A2、0.49 g A3、0.59g A4、0.40g A5，分离产率依次为93％、90％、93％、89％。
1H NMR(500MHz,CDCl3,δ)8.09(d,J＝8.0Hz,2H),7.61(t,J＝7.5Hz, 1H),7.52(t,J＝7.7Hz,2H),7.14–7.03(m,3H),4.38(s,2H),2.22(s,6H)。
实施例9：
将实施例6中所加入的13.9g苯乙酮(115.6mmol)，10.9g氯苯(96.7mmol)， 11.1g叔丁醇钠(115.6mmol)和0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂改为12.2g 对甲氧基苯乙酮(81.4mmol)，9.7g邻甲氧基氯苯(67.8mmol)，7.8g叔丁醇钠 (81.4mmol)和0.24g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂，其他条件都不变，得到目标产物16.0g，分离产率92％。
将实施例6中的0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1换为0.28g A2、0.34 g A3、0.41g A4、0.29g A5，分离产率依次为91％、92％、95％、91％。
1H NMR(500MHz,CDCl3,δ)8.03(d,J＝8.8Hz,2H),7.24(d,J＝8.1Hz, 1H),7.17(d,J＝7.4Hz,1H),6.87–6.93(m,4H),4.23(s,2H),3.87(s,3H),3.79 (s,3H)。
实施例10：
将实施例6中所加入的9.7g邻甲氧基氯苯(67.8mmol)改为8.5g邻氯甲苯(67.8mmol)，其他条件都不变，得到目标产物14.3g，分离产率88％。
将实施例6中的0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1换为0.28g A2、0.34 g A3、0.41g A4、0.29g A5，分离产率依次为90％、89％、93％、90％。
1H NMR(500MHz,CDCl3,δ)8.01(d,J＝9.1Hz,2H),7.09–7.24(m,4H), 6.95(d,J＝8.8Hz,2H),4.26(s,2H),3.88(s,3H),2.27(s,3H)。
实施例11：
将实施例6中所加入的9.7g邻甲氧基氯苯(67.8mmol)改为8.5g间氯甲苯(67.8mmol)，其他条件都不变，得到目标产物16.1g，分离产率99％。
将实施例6中的0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1换为0.28g A2、0.34 g A3、0.41g A4、0.29g A5，分离产率依次为92％、93％、95％、93％。
1H NMR(500MHz,CDCl3,δ)8.05–7.92(m,2H),7.19(t,J＝7.5Hz,1H), 7.05(dd,J＝13.6,6.6Hz,3H),6.97–6.86(m,2H),4.18(s,2H),3.85(s,3H),2.31 (s,3H)。
实施例12：
将实施例6中所加入的9.7g邻甲氧基氯苯(67.8mmol)改为8.5g对氯甲苯(67.8mmol)，其他条件都不变，得到目标产物16.2g，分离产率100％。
1H NMR(500MHz,CDCl3,δ)8.05–7.93(m,2H),7.14(q,J＝8.1Hz,4H), 6.99–6.87(m,2H),4.19(s,2H),3.86(s,3H),2.31(s,3H)。
将实施例6中的0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1换为0.28g A2、0.34 g A3、0.41g A4、0.29g A5，分离产率依次为94％、97％、94％、94％。
实施例13：
将实施例6中所加入的13.9g苯乙酮(115.6mmol)，10.9g氯苯(96.7mmol)， 11.1g叔丁醇钠(115.6mmol)和0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂改为12.1g 对甲氧基苯丙酮(73.7mmol)，7.8g邻氯甲苯(61.4mmol)，7.1g叔丁醇钠(73.7 mmol)和0.22g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂，其他条件都不变，得到目标产物 15.0g，分离产率96％。
将实施例6中的0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1换为0.26g A2、0.32 g A3、0.38g A4、0.26g A5，分离产率依次为95％、92％、95％、95％。
1H NMR(500MHz,CDCl3,δ)7.82(dd,J＝9.0,2.0Hz,2H),7.20(d,J＝7.1 Hz,1H),7.09(p,J＝7.3Hz,2H),7.03(d,J＝7.1Hz,1H),6.88–6.76(m,2H), 4.71(q,J＝6.7Hz,1H),3.81(d,J＝2.0Hz,3H),2.50(s,3H),1.46(dd,J＝6.8, 1.9Hz,3H)。
实施例14：
将实施例6中所加入的13.9g苯乙酮(115.6mmol)，10.9g氯苯(96.7mmol)， 11.1g叔丁醇钠(115.6mmol)和0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂改为12.1g 对甲氧基苯丙酮(73.7mmol)，7.8g间氯甲苯(61.4mmol)，7.1g叔丁醇钠(73.7 mmol)和0.22g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂，其他条件都不变，得到目标产物 14.1g，分离产率90％。
将实施例6中的0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1换为0.26g A2、0.32 g A3、0.38g A4、0.26g A5，分离产率依次为89％、97％、93％、85％。
1H NMR(500MHz,CDCl3,δ)7.99–7.92(m,2H),7.22–7.14(m,1H),7.13 –7.07(m,2H),7.01(d,J＝7.5Hz,1H),6.86(m,2H),4.61(q,J＝6.8Hz,1H), 3.81(s,3H),2.31(s,3H),1.51(d,J＝6.9Hz,3H)。
实施例15：
将实施例6中所加入的13.9g苯乙酮(115.6mmol)，10.9g氯苯(96.7mmol)， 11.1g叔丁醇钠(115.6mmol)和0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂改为12.1g 对甲氧基苯丙酮(73.7mmol)，7.8g对氯甲苯(61.4mmol)，7.1g叔丁醇钠(73.7 mmol)和0.22g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂，其他条件都不变，得到目标产物 15.0g，分离产率96％。
将实施例6中的0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1换为0.26g A2、0.32 g A3、0.38g A4、0.26g A5，分离产率依次为98％、93％、98％、98％。
1H NMR(500MHz,CDCl3,δ)7.94(d,J＝8.5Hz,2H),7.17(d,J＝7.5Hz, 2H),7.09(d,J＝7.5Hz,2H),6.84(d,J＝8.5Hz,2H),4.60(q,J＝7.0Hz,1H), 3.79(s,3H),2.27(s,3H),1.49(d,J＝7.0Hz,3H)。
实施例16：
将实施例6中所加入的13.9g苯乙酮(115.6mmol)，10.9g氯苯(96.7mmol)， 11.1g叔丁醇钠(115.6mmol)和0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂改为11.4g 2,5-二甲氧基苯丙酮(60.0mmol)，6.2g邻氯甲苯(49.1mmol)，5.8g叔丁醇钠(60 mmol)和0.18g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂以及60mL1,4-二氧六环溶剂，其他条件都不变，得到目标产物13.0g，分离产率93％。
将实施例6中的0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1换为0.20g A2、0.25 g A3、0.30g A4、0.20g A5，分离产率依次为90％、90％、93％、95％。
1H NMR(500MHz,CDCl3,δ)7.21(d,J＝2.6Hz,1H),7.20–7.14(m,3H), 7.14–7.09(m,1H),7.06(dd,J＝8.4,2.6Hz,1H),7.00(d,J＝8.4Hz,1H),4.74(q, J＝6.8Hz,1H),3.89(s,3H),3.78(s,3H),2.33(d,J＝0.7Hz,3H),1.47(d,J＝6.8 Hz,3H)。
实施例17：
将实施例6中所加入的13.9g苯乙酮(115.6mmol)，10.9g氯苯(96.7mmol)， 11.1g叔丁醇钠(115.6mmol)和0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂改为11.4g 2,5-二甲氧基苯丙酮(60.0mmol)，6.2g间氯甲苯(49.1mmol)，5.8g叔丁醇钠(60 mmol)和0.18g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂以及60mL1,4-二氧六环溶剂，其他条件都不变，得到目标产物13.2g，分离产率95％。
将实施例6中的0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1换为0.20g A2、0.25 g A3、0.30g A4、0.20g A5，分离产率依次为97％、95％、95％、95％。
1H NMR(500MHz,CDCl3,δ)7.36(d,J＝2.6Hz,1H),7.31–7.21(m,3H), 7.12–7.03(m,2H),6.97(d,J＝8.4Hz,1H),4.47(q,J＝7.0Hz,1H),3.88(s,3H), 3.78(s,3H),2.33(d,J＝0.9Hz,3H),1.48(d,J＝6.8Hz,3H)。
实施例18：
将实施例6中所加入的13.9g苯乙酮(115.6mmol)，10.9g氯苯(96.7mmol)， 11.1g叔丁醇钠(115.6mmol)和0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂改为11.4g 2,5-二甲氧基苯丙酮(60.0mmol)，6.2g对氯甲苯(49.1mmol)，5.8g叔丁醇钠(60 mmol)和0.18g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂以及60mL1,4-二氧六环溶剂，其他条件都不变，得到目标产物12.5g，分离产率90％。
将实施例6中的0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1换为0.20g A2、0.25 g A3、0.30g A4、0.20g A5，分离产率依次为94％、94％、90％、95％。
1H NMR(500MHz,CDCl3,δ)7.38(d,J＝2.7Hz,1H),7.29–7.23(m,2H), 7.13–7.03(m,3H),6.98(d,J＝8.4Hz,1H),4.50(q,J＝6.8Hz,1H),3.89(s,3H), 3.78(s,3H),2.34(d,J＝0.9Hz,3H),1.47(d,J＝6.8Hz,3H)。
实施例19：
将实施例6中所加入的13.9g苯乙酮(115.6mmol)，10.9g氯苯(96.7mmol)， 11.1g叔丁醇钠(115.6mmol)和0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂改为11.4g 2,5-二甲氧基苯丙酮(60.0mmol)，6.9g 2,6-二甲基氯苯(49.1mmol)，5.8g叔丁醇钠(60mmol)和0.18g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂以及60mL1,4-二氧六环溶剂，其他条件都不变，得到目标产物13.6g，分离产率93％。
将实施例6中的0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1换为0.20g A2、0.25 g A3、0.30g A4、0.20g A5，分离产率依次为90％、96％、93％、95％。
1H NMR(500MHz,CDCl3,δ)7.43(d,J＝2.4Hz,1H),7.15(dd,J＝8.3,7.4 Hz,1H),7.07–6.98(m,4H),4.84(q,J＝7.0Hz,1H),3.89(s,3H),3.78(s,3H), 2.30(s,6H),1.50(d,J＝6.9Hz,3H)。
实施例20：
将实施例6中所加入的13.9g苯乙酮(115.6mmol)，10.9g氯苯(96.7mmol)， 11.1g叔丁醇钠(115.6mmol)和0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂改为10.0g 邻硝基苯丙酮(60.3mmol)，7.2g邻甲氧基氯苯(50.2mmol)，4.8g叔丁醇钠(60 mmol)和0.18g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂以及60mL1,4-二氧六环溶剂，其他条件都不变，得到目标产物12.0g，分离产率88％。
将实施例6中的0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1换为0.21g A2、0.26 g A3、0.30g A4、0.21g A5，分离产率依次为96％、97％、93％、96％。
1H NMR(500MHz,CDCl3,δ)8.12(ddd,J＝18.8,7.8,1.5Hz,2H),7.72(td, J＝7.5,1.5Hz,1H),7.64(td,J＝7.6,1.4Hz,1H),7.37(ddt,J＝7.9,2.7,1.0Hz, 1H),7.20(td,J＝7.3,2.6Hz,1H),6.97(td,J＝7.5,1.3Hz,1H),6.87(dd,J＝7.5, 1.3Hz,1H),4.30(d,J＝0.9Hz,2H),3.79(s,3H)。
实施例21：
将实施例6中所加入的13.9g苯乙酮(115.6mmol)，10.9g氯苯(96.7mmol)， 11.1g叔丁醇钠(115.6mmol)和0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂改为10.0g 邻硝基苯丙酮(60.3mmol)，7.2g间甲氧基氯苯(50.2mmol)，4.8g叔丁醇钠(60 mmol)和0.18g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂以及60mL1,4-二氧六环溶剂，其他条件都不变，得到目标产物12.2g，分离产率90％。
将实施例6中的0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1换为0.20g A2、0.25 g A3、0.30g A4、0.20g A5，分离产率依次为89％、97％、93％、85％。
1H NMR(500MHz,CDCl3,δ)8.20(dd,J＝7.7,1.4Hz,1H),8.09(dd,J＝ 7.8,1.6Hz,1H),7.73(td,J＝7.5,1.5Hz,1H),7.67(td,J＝7.6,1.5Hz,1H),7.26 (t,J＝7.7Hz,1H),7.15(ddq,J＝7.9,2.1,1.0Hz,1H),6.91(tt,J＝2.0,1.1Hz, 1H),6.87–6.82(m,1H),4.04(t,J＝1.0Hz,2H),3.81(s,3H)。
实施例22：
将实施例6中所加入的13.9g苯乙酮(115.6mmol)，10.9g氯苯(96.7mmol)，11.1g叔丁醇钠(115.6mmol)和0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂改为10.0g 邻硝基苯丙酮(60.3mmol)，7.2g对甲氧基氯苯(50.2mmol)，4.8g叔丁醇钠(60 mmol)和0.18g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂以及60mL1,4-二氧六环溶剂，其他条件都不变，得到目标产物12.7g，分离产率93％。
将实施例6中的0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1换为0.20g A2、0.25 g A3、0.30g A4、0.20g A5，分离产率依次为91％、90％、93％、89％。
1H NMR(500MHz,CDCl3,δ)8.28(dd,J＝7.7,1.4Hz,1H),8.02(dd,J＝ 7.8,1.6Hz,1H),7.73(td,J＝7.6,1.6Hz,1H),7.66(td,J＝7.5,1.4Hz,1H),7.27 (dt,J＝8.4,1.1Hz,2H),6.94–6.86(m,2H),4.15(t,J＝1.0Hz,2H),3.77(s,3H)。
实施例23：
将实施例6中所加入的13.9g苯乙酮(115.6mmol)，10.9g氯苯(96.7mmol)， 11.1g叔丁醇钠(115.6mmol)和0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂改为9.8g 对氰基苯乙酮(67.3mmol)，8.0g邻甲氧基氯苯(56.1mmol)，6.5g叔丁醇钠(60 mmol)和0.2g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂以及60mL1,4-二氧六环溶剂，其他条件都不变，得到目标产物14.0g，分离产率94％。
将实施例6中的0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1换为0.24g A2、0.29 g A3、0.34g A4、0.24g A5，分离产率依次为90％、95％、92％、90％。
1H NMR(500MHz,CDCl3,δ)8.17–8.11(m,2H),7.98–7.91(m,2H),7.26 (ddt,J＝7.8,2.7,1.0Hz,1H),7.19(td,J＝7.5,2.7Hz,1H),7.00(td,J＝7.6,1.3 Hz,1H),6.86(dd,J＝7.5,1.3Hz,1H),3.84(d,J＝1.1Hz,2H),3.77(s,3H).
实施例24：
将实施例6中所加入的13.9g苯乙酮(115.6mmol)，10.9g氯苯(96.7mmol)， 11.1g叔丁醇钠(115.6mmol)和0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂改为9.8g 对氰基苯乙酮(67.3mmol)，8.0g对甲氧基氯苯(56.1mmol)，6.5g叔丁醇钠(60 mmol)和0.2g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂以及60mL1,4-二氧六环溶剂，其他条件都不变，得到目标产物14.0g，分离产率89％。
将实施例6中的0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1换为0.24g A2、0.29 g A3、0.34g A4、0.24g A5，分离产率依次为89％、93％、93％、95％。
1H NMR(500MHz,CDCl3,δ)8.17–8.10(m,2H),7.99–7.90(m,2H),7.26 (ddt,J＝7.8,1.9,1.0Hz,1H),7.19(td,J＝7.6,1.7Hz,1H),7.00(td,J＝7.7,1.0 Hz,1H),6.86(dd,J＝7.5,1.0Hz,1H),3.84(d,J＝1.1Hz,2H),3.77(s,3H).
实施例25：
将实施例6中所加入的13.9g苯乙酮(115.6mmol)，10.9g氯苯(96.7mmol)， 11.1g叔丁醇钠(115.6mmol)和0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂改为9.8g 对氰基苯乙酮(67.3mmol)，9.6g 2，6-二甲氧基氯苯(56.1mmol)，6.5g叔丁醇钠(60mmol)和0.2g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂以及60mL1,4-二氧六环溶剂，其他条件都不变，得到目标产物14.0g，分离产率89％。
将实施例6中的0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1换为0.24g A2、0.29 g A3、0.34g A4、0.24g A5，分离产率依次为98％、96％、90％、90％。
1H NMR(500MHz,CDCl3,δ)8.13–8.06(m,2H),7.98–7.92(m,2H),7.13 (t,J＝7.9Hz,1H),6.68(d,J＝7.9Hz,2H),4.29(s,2H),3.83(s,6H).
实施例26：
将实施例6中所加入的13.9g苯乙酮(115.6mmol)，10.9g氯苯(96.7mmol)， 11.1g叔丁醇钠(115.6mmol)和0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂改为9.8g 对氰基苯乙酮(67.3mmol)，9.6g 3，5-二甲氧基氯苯(56.1mmol)，6.5g叔丁醇钠(60mmol)和0.2g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂以及60mL1,4-二氧六环溶剂，其他条件都不变，得到目标产物14.5g，分离产率92％。
将实施例6中的0.35g氮杂环卡宾亚胺类钯催化剂A1换为0.24g A2、0.29 g A3、0.34g A4、0.24g A5，分离产率依次为92％、92％、99％、95％。
1H NMR(500MHz,CDCl3,δ)8.18–8.02(m,2H),7.99–7.87(m,2H),6.61 (dt,J＝2.2,1.0Hz,2H),6.42(t,J＝2.4Hz,1H),4.07(t,J＝1.0Hz,2H),3.79(s, 6H).
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种酮芳基化制备取代芳基酮的方法，其特征在于，使用式（A）所示氮杂环卡宾催化剂，在含氧气氛，且在碱和溶剂的环境中，通过以下反应制备得到取代芳基酮（D）：
上述反应式中：
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分别独立地代表氢、烷基、杂烷基、烯基或芳基，且相邻的两个基团可以组成环状基团，上述基团也可以和苯环进一步稠合成多元芳环；
X为氟、氯、溴或碘；
其中，式（A）所示氮杂环卡宾催化剂具有以下结构特征：
(A)
上述结构中：
R9、R10、R11分别独立地代表烷基、杂烷基、烯基或芳基；
R12、R13、R14、R15、R16分别独立地代表氢、烷基、杂烷基、烯基或芳基，且相邻的两个基团可以组成环状基团，上述基团也可以和苯环进一步稠合成多元芳环；
Y选自氟、氯、溴、碘或乙酰氧基；
M为镍、钯、铂中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种酮芳基化制备取代芳基酮的方法，其特征在于，
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R12、R13、R14、R15、R16分别独立地代表氢、C1-C15烷基、C1-C15烷氧基、硅烷基、C1-C15杂烷基、C1-C15烯基或C1-C28芳基，其中相邻的两个基团可以组成环状基团，上述基团也可以和苯环进一步稠合成多元芳环；
R9、R10、R11分别独立地代表C1-C15烷基、C1-C15烷氧基、硅烷基、C1-C15杂烷基、C1-C15烯基或C1-C40芳基。
3.根据权利要求1所述的一种酮芳基化制备取代芳基酮的方法，其特征在于，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R12、R13、R14、R15、R16分别独立地选自H、甲基、甲氧基、乙基、乙氧基、丙基、异丙基、丙氧基、丁基、异丁基、丁氧基、戊基、异戊基、环戊基、戊氧基、己基、己氧基、环己基、苯基、苯氧基、庚基、庚氧基、甲基苯基、甲基苯氧基、辛基、辛氧基、二甲基苯基、乙基苯基、二甲基苯氧基、乙基苯氧基、壬基、壬氧基、三甲基苯基、甲基乙基苯基、丙基苯基、三甲基苯氧基、甲基乙基苯氧基、丙基苯氧基、癸基、癸氧基、四甲基苯基、二甲基乙基苯基、甲基丙基苯基、二乙基苯基、丁基苯基、四甲基苯氧基、二甲基乙基苯氧基、甲基丙基苯氧基、二乙基苯氧基、丁基苯氧基、萘基、萘氧基、甲基萘基、甲基萘氧基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、异丁烯基、戊烯基、异戊烯基、己烯基、氮二甲基、氮二乙基、三甲基硅基、三甲基硅氧基、三乙基硅基、三乙基硅氧基、叔丁基二甲基硅基、三苯基硅基、三苯基硅氧基，其中相邻的两个基团可以组成环状基团。
4.根据权利要求1所述的一种酮芳基化制备取代芳基酮的方法，其特征在于，R9、R10、R11分别独立地选自甲基、甲氧基、乙基、乙氧基、丙基、异丙基、丙氧基、丁基、异丁基、丁氧基、戊基、异戊基、环戊基、戊氧基、己基、己氧基、环己基、苯基、苯氧基、庚基、庚氧基、甲基苯基、甲基苯氧基、辛基、辛氧基、二甲基苯基、乙基苯基、二甲基苯氧基、乙基苯氧基、壬基、壬氧基、三甲基苯基、甲基乙基苯基、丙基苯基、二丙基苯基、三甲基苯氧基、甲基乙基苯氧基、丙基苯氧基、癸基、癸氧基、四甲基苯基、二甲基乙基苯基、甲基丙基苯基、二乙基苯基、丁基苯基、四甲基苯氧基、二甲基乙基苯氧基、甲基丙基苯氧基、二乙基苯氧基、丁基苯氧基、萘基、萘氧基、甲基萘基、甲基萘氧基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、异丁烯基、戊烯基、异戊烯基、己烯基、氮二甲基、氮二乙基、三甲基硅基、三甲基硅氧基、三乙基硅基、三乙基硅氧基、叔丁基二甲基硅基、三苯基硅基、三苯基硅氧基、二戊基苯基、二苯基甲基苯基。
5.根据权利要求1所述的一种酮芳基化制备取代芳基酮的方法，其特征在于，反应所用的溶剂选自水、烷烃、芳烃或者醇醚类有机溶剂中的一种或多种的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种酮芳基化制备取代芳基酮的方法，其特征在于，反应所用的碱为有机碱或无机碱，选自碱金属、碱土金属的有机碱或无机碱，甲醇钠、甲醇钾，乙醇钠、乙醇钾、氢化钠、氢化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、叔丁醇钠、叔丁醇钾、碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、磷酸钾、硫酸氢钾、过硫酸钠、乙氧基镁、丁基镁、丁基氯化镁、丁基溴化镁、甲基丁基镁中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的一种酮芳基化制备取代芳基酮的方法，其特征在于，反应温度为-80℃-150℃，反应物(B)和(C)的摩尔比为0.01~99。
8.根据权利要求1所述的一种酮芳基化制备取代芳基酮的方法，其特征在于，含氧气氛的含氧量在1%-40%（体积比）。
9.根据权利要求1所述的一种酮芳基化制备取代芳基酮的方法，其特征在于，Y为氯、溴或乙酰氧基中的一种。
10.根据权利要求1所述的一种酮芳基化制备取代芳基酮的方法，其特征在于，R9、R10、R11分别独立地选自三甲基苯基、二丙基苯基、二戊基苯基、二苯基甲基苯基。
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