CN112299937B - 一种高效的对称二芳基乙烯化合物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于精细化学品及相关化学技术领域，提供了一种高效的对称二芳基乙烯化合物的制备方法，以含卤甲基芳烃及其衍生物为原料，在催化剂存在的情况下，在碱、添加剂存在的情况下，在无水有机溶剂条件下，在100℃下反应12小时，即可得到相应的具有对称性的二芳基乙烯化合物。本发明的有益效果是无过渡金属反应、反应条件温和、操作简便、有实现工业化的可能性，并且以较高收率得到二芳基乙烯化合物；利用该方法所合成的二芳基乙烯化合物可以进一步官能化得到各类化合物，应用于天然产物、功能材料及精细化学品的开发与研究。

Description

一种高效的对称二芳基乙烯化合物的制备方法
技术领域
本发明属于精细化学品及相关化学技术领域，提供了一种高效的对称二芳基乙烯化合物的制备方法。
背景技术
二芳基乙烯化合物在有机化学中是一类极其重要的结构单元，其在医药、农药、染料、香料和功能材料等领域，都有着很重要的应用价值，特别在光电材料领域对称的二芳基乙烯类化合物有着重要的用处。
已经报道的合成二芳基乙烯的合成方法按照底物的种类分成了两种，一种是以羰基为底物，最为常见的有Wittig反应(Shi.and Xu.2002)、McMurry反应 (Feast,
Figure BDA0002725735010000011
et al.2001)、Julia反应(Alonso,Fuensanta et al.2006)等，而另一种则以卤代物为底物，例如Heck反应(Lee,Su et al.2019)以及用硫催化(Zhang,Jia et al.2014)的反应。
Wittig反应，由卤代化合物在碱性条件下与膦类化合物生成叶立德，然后跟羰基反应，获得烯烃类化合物。但是其条件苛刻，副产物分离困难，且所得产物构型的选择性不高，通常为顺反构型的混合物。
McMurry反应，是常见的偶联成烯合成方法之一，在金属Ti催化下，两分子羰基化合物进行偶联。不过由于McMurry反应获得的产物没有立体选择性，顺反产物皆有，因此不利于应用于药物开发、材料制备等领域。
Julia反应，是常见的制备烯烃的反应之一，通过苯基砜对醛进行亲核加成，接着酰化保护生成β-酰氧基二苯砜中间体，最后羰基化合物被还原转化成烯烃的反应。但是Julia反应的烯产物由于其立体选择性难以被控制，所以在医药领域并没有被广泛应用。
Heck反应，由卤代烃与活化不饱和烃在钯催化下，生成反式产物的反应。但是由于金属钯催化剂过于昂贵，难以用于工业化生产中。
近期，研究人员发现以亚砜为催化剂，然后与苯苄亚砜在碱性条件下跟苄基卤代物反应能够获得二苯基乙烯。但是这类反应所需的亚砜类催化剂需要提前制备。
近年来，无金属催化的反应被越来越多的人所看好，因为其具有污染小，价格低廉，能够投入工业化生产等优点。而如今以膦类化合物作为催化剂直接获得二芳基乙烯类化合物的合成方法还未见报道。
发明内容
本发明提供了一种对称二芳基乙烯化合物的新颖制备方法，该合成方法无过渡金属反应、反应条件温和、操作简便、收率高。
本发明的技术方案：
一种高效的对称二芳基乙烯化合物的制备方法，其特征在于，以含卤甲基芳烃及其衍生物为原料，在膦催化剂存在的情况下，在碱、添加剂存在的情况下，在无水有机溶剂条件下，在100℃下反应12小时，即可得到相应的具有对称性的二芳基乙烯化合物，合成路线如下：
Figure BDA0002725735010000021
R1选自氢、烷基、酯基、卤素、芳基、甲氧基、硝基、氰基；
R1位于卤甲基芳烃的邻位、间位或对位；
X选自氯、溴；
含卤甲基芳烃及其衍生物与催化剂的摩尔比为1:0.1～1:0.2；
含卤甲基芳烃及其衍生物与碱的摩尔比为1:0.5～1:3；
含卤甲基芳烃及其衍生物与添加剂的摩尔比为1:0.5～1:3；
含卤甲基芳烃及其衍生物在体系中的摩尔浓度为0.3mmol/mL。
所述的无水有机溶剂为乙醚、甲基叔丁基醚、甲苯、乙腈、1,4-二氧六环、甲基环戊基醚、二氯甲烷、四氢呋喃、1,2-二氯乙烷中的一种或两种以上混合，优选1,4-二氧六环、四氢呋喃、甲基叔丁基醚。
所述的膦催化剂为三苯基膦、三甲基膦、三正丁基膦、叔丁基二苯基膦、三环己基膦、三叔丁基膦、三(2-呋喃基)膦、二苯基甲基膦中的一种或两种以上混合。优选为三环己基膦、三苯基膦、三甲基膦；
所述的碱为叔丁醇钠、叔丁醇钾、叔丁醇锂、氢化钠、氟化铯、乙酸钠、碳酸钾、碳酸钠、磷酸钾。优选为氢化钠、氟化铯、叔丁醇钠中的一种或两种以上混合。
所述的添加剂为硼酸三异丙酯、硼酸三苯酯、硼酸三乙酯、均三甲氧基苯、三乙二醇二甲醚、2-甲氧基甲苯、对甲硫醚甲苯、18-冠-6、15-冠-5、对硝基苯甲醚、3,4,5-三甲氧基甲苯中的一种或两种以上混合。优选为硼酸三乙酯、硼酸三苯酯、硼酸三异丙酯、均三甲氧基苯；
分离方法包括重结晶、柱层析等。
重结晶方法使用的溶剂包括石油醚、乙酸乙酯、乙醚、丙酮、氯仿、正己烷、二氯甲烷。
用柱层析方法进行产物分离时，可以使用硅胶或者中性氧化铝作为固定相，展开剂一般为极性与非极性的混合溶剂，如乙酸乙酯-石油醚、乙酸乙酯-正己烷、二氯甲烷-石油醚、甲醇-石油醚。
本发明的有益效果是该合成方法无过渡金属反应、反应条件温和、操作简便、收率高；利用该方法所合成的对称二芳基乙烯化合物可以进一步官能化得到各类化合物，应用于天然产物、功能材料及精细化学品的开发与研究。
附图说明
图1是实施例1中反-二苯基乙烯的1H核磁谱图。
图2是实施例1中反-二苯基乙烯的13C核磁谱图。
图3是实施例2中反-4,4'-二甲基-1,2-二苯乙烯的1H核磁谱图。
图4是实施例2中反-4,4'-二甲基-1,2-二苯乙烯的13C核磁谱图。
图5是实施例3中反-4,4'-二氯-1,2-二苯乙烯的1H核磁谱图。
图6是实施例3中反-4,4'-二氯-1,2-二苯乙烯的13C核磁谱图。
图7是实施例4中反-4,4'-二甲酸二甲酯-1,2-二苯乙烯的1H核磁谱图。
图8是实施例4中反-4,4'-二甲酸二甲酯-1,2-二苯乙烯的13C核磁谱图。
图9是实施例5中反-3,3'-二甲氧基-1,2-二苯乙烯的1H核磁谱图。
图10是实施例5中反-3,3'-二甲氧基-1,2-二苯乙烯的13C核磁谱图。
图11是实施例6中反-4,4'-二三氟甲基-1,2-二苯乙烯的1H核磁谱图。
图12是实施例6中反-4,4'-二三氟甲基-1,2-二苯乙烯的13C核磁谱图。
图13是实施例7中反-3,3'-二氟-1,2-二苯乙烯的1H核磁谱图。
图14是实施例7中反-3,3'-二氟-1,2-二苯乙烯的13C核磁谱图。
图15是实施例8中1,1'-反-1,2-乙烯基二萘的1H核磁谱图。
图16是实施例8中1,1'-反-1,2-乙烯基二萘的13C核磁谱图。
具体实施方式
本发明所述的对称二芳基乙烯化合物的制备方法，具有原料价格低廉、反应无过渡金属参与、反应步骤少、反应条件温和、便于操作和反应收率高等优点。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。在本领域内的技术人员对本发明所做的简单替换或改进均属于本发明所保护的技术方案之内。
实施例1：反-二苯基乙烯的合成
在25mL反应器中，加入苄氯(0.076g,0.6mmol)，氟化铯(0.273g,1.8 mmol)，三苯基膦(0.033g,0.12mmol)，硼酸三苯酯(0.261mg,0.9mmol)，加入无水四氢呋喃5mL，100℃、氮气条件下搅拌12h。柱层析分离(硅胶， 200-300目；展开剂，石油醚)得到反-二苯基乙烯0.038g，产率70％。
Figure BDA0002725735010000051
反-二苯基乙烯白色固体；1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.49(d,J＝7.7Hz,4H),7.33(t,J＝7.5Hz,4H),7.24(t,J＝7.3Hz,2H),7.09(s,2H)；13C NMR (151MHz,CDCl3):δ137.41,128.77,127.71,126.61.
实施例2：反-4,4'-二甲基-1,2-二苯乙烯的合成
在25mL反应器中，加入4-甲基苄氯(0.084g,0.6mmol)，氟化铯(0.273 g,1.8mmol)，三环己基膦(0.034g,0.12mmol)，硼酸三异丙酯(0.170g,0.9 mmol)，加入无水四氢呋喃5mL，100℃、氮气条件下搅拌12h。柱层析分离 (硅胶，200-300目；展开剂，石油醚)，得到反-4,4'-二甲基-1,2-二苯乙烯0.054 g，产率86％。
Figure BDA0002725735010000052
反-4,4'-二甲基-1,2-二苯乙烯白色固体；1H NMR(600MHz,CDCl3):δ7.39(d,J＝7.9Hz,4H),7.15(d,J＝7.8 Hz,4H),7.03(s,2H),2.35(s,6H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)：δ137.29,134.77, 129.40,127.67,126.34,21.27.
实施例3：反-4,4'-二氯-1,2-二苯乙烯的合成
操作同实施例1，由4-氯苄氯得到反-4,4'-二氯-1,2-二苯乙烯0.056g，产率75％。
Figure BDA0002725735010000061
反-4,4'-二氯-1,2-二苯乙烯白色固体；1H NMR(400MHz,CDCl3)：δ7.41(d,J＝7.9Hz,4H),7.32(d,J＝7.8 Hz,4H),7.00(s,2H)；13C NMR(151MHz,CDCl3)：δ135.51,133.46,128.93,127.99, 127.71.
实施例4：反-4,4'-二甲酸二甲酯-1,2-二苯乙烯的合成
操作同实施例2，由4-甲酸甲酯苄氯得到反-4,4'-二甲酸二甲酯-1,2-二苯乙烯0.060g，产率67％。
Figure BDA0002725735010000062
反-4,4'-二甲酸二甲酯-1,2-二苯乙烯白色固体；1H NMR(400MHz,CDCl3)：δ8.07(d,J＝8.4Hz,4H),7.61(d,J＝8.4 Hz,4H),7.25(s,2H),3.95(s,6H)；13C NMR(151MHz,CDCl3)：δ166.79,141.18, 130.11,130.05,129.50,126.62,52.16.
实施例5：反-3,3'-二甲氧基-1,2-二苯乙烯的合成
在25mL反应器中，加入3-甲氧基苄氯(0.086g,0.6mmol)，氢化钠(0.044 g,1.8mmol)，三苯基膦(0.033g,0.12mmol)，硼酸三乙酯(0.131g,0.9mmol)，加入无水1,4-二氧六环5mL，100℃、氮气条件下搅拌12h。柱层析分离(硅胶，200-300目；展开剂，石油醚)，得到反-3,3'-二甲氧基-1,2-二苯乙烯0.069g，产率96％。
Figure BDA0002725735010000071
反-3,3'-二甲氧基-1,2-二苯乙烯白色固体；1H NMR(400MHz,CDCl3)：δ7.27(t,J＝7.9Hz,2H),7.11(d,J＝7.7 Hz,2H),7.07(s,2H),7.06–7.03(m,2H),6.82(dd,J＝8.2,1.9Hz,2H),3.84(s, 6H)；13C NMR(151MHz,CDCl3)：δ159.92,138.71,129.67,128.93,119.31, 113.41,111.79,55.28.
实施例6：反-4,4'-二三氟甲基-1,2-二苯乙烯的合成
操作同实施例5，由4-基苄氯反应得到反-4,4'-二三氟甲基-1,2-二苯乙烯的合成0.078g，产率82％。
Figure BDA0002725735010000072
反-4,4'-二三氟甲基-1,2-二苯乙烯白色固体；1H NMR(400MHz,CDCl3)：δ7.63(s,8H),7.20(s,2H)；13C NMR(151 MHz,CDCl3)：δ140.08,130.03,129.82,129.61,126.88,125.79,125.75.
实施例7：反-3,3'-二氟-1,2-二苯乙烯的合成
操作同实施例5，由3-氟苄氯反应得到反-3,3'-二氟-1,2-二苯乙烯的合成0.055g，产率84％。
Figure BDA0002725735010000073
反-3,3'-二氟-1,2-二苯乙烯白色固体；1H NMR(600MHz,CDCl3)：δ7.32(q,J＝7.2Hz,2H),7.26(d,J＝7.9 Hz,2H),7.21(d,J＝9.5Hz,2H),7.05(d,J＝4.6Hz,2H),6.97(t,J＝7.5Hz, 2H)；13C NMR(151MHz,CDCl3)：δ164.01,162.39,139.24,139.18,130.22, 130.17,128.82,122.63,114.87,114.73,113.01,112.86.
实施例8：1,1'-反-1,2-乙烯基二萘的合成
在25mL反应器中，加入1-氯甲基萘(0.106g,0.6mmol)，叔丁醇钠(0.173 g,1.8mmol)，三苯基膦(0.033g,0.12mmol)，硼酸三乙酯(0.131g,0.9mmol)，加入无水甲基叔丁基醚5mL，100℃、氮气条件下搅拌12h。柱层析分离(硅胶，200-300目；展开剂，石油醚)，得到1,1'-反-1,2-乙烯基二萘0.074g，产率 88％。
Figure BDA0002725735010000081
反-4,4'-二三氟甲基-1,2-二苯乙烯白色固体；1H NMR(600MHz,CDCl3)：δ8.26(d,J＝8.1Hz,2H),7.92(s,2H),7.90 (d,J＝7.7Hz,2H),7.86(dd,J＝10.3,7.9Hz,4H),7.54(q,J＝7.9Hz,6H)；13C NMR (101MHz,CDCl3)：δ135.40,133.83,131.53,129.07,128.69,128.27,126.24, 125.95,125.78,123.99,123.93。

Claims (1)

1.一种高效的对称二芳基乙烯化合物的制备方法，其特征在于，以含卤甲基芳烃及其衍生物为原料，在膦催化剂、碱和添加剂存在的情况下，在无水有机溶剂条件下，温度为100℃下反应12小时，即得到相应的具有对称性的二芳基乙烯化合物，合成路线如下：
Figure FDA0003171304450000011
R1选自氢、烷基、酯基、卤素、芳基、甲氧基、硝基、氰基；
R1位于卤甲基芳烃的邻位、间位或对位；
X选自氯、溴；
含卤甲基芳烃及其衍生物与膦催化剂的摩尔比为1:0.1～1:0.2；
含卤甲基芳烃及其衍生物与碱的摩尔比为1:0.5～1:3；
含卤甲基芳烃及其衍生物与添加剂的摩尔比为1:0.5～1:3；
含卤甲基芳烃及其衍生物在体系中的摩尔浓度为0.3mmol/mL；
所述的添加剂为硼酸三异丙酯、硼酸三苯酯、硼酸三乙酯中的一种或两种以上混合；
所述的碱为叔丁醇钠、叔丁醇钾、叔丁醇锂、氢化钠、氟化铯、乙酸钠、碳酸钾、碳酸钠、磷酸钾中的一种或两种以上混合；
所述的无水有机溶剂为乙醚、甲基叔丁基醚、甲苯、乙腈、1,4-二氧六环、甲基环戊基醚、二氯甲烷、四氢呋喃、1,2-二氯乙烷中的一种或两种以上混合；
所述的膦催化剂为三苯基膦、三甲基膦、三正丁基膦、叔丁基二苯基膦、三环己基膦、三叔丁基膦、三(2-呋喃基)膦、二苯基甲基膦中的一种或两种以上混合。
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