CN115677637B - 一种1-溴二苯并呋喃的简易制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种1‑溴二苯并呋喃的简易制备方法，所述的1‑溴二苯并呋喃以多种邻二卤代物为起始原料经3步反应制得1‑溴二苯并呋喃，邻二卤代物价格较低，与1,3‑环己二酮经分子间和分子内的乌尔曼反应得到3,4‑二氢二苯并[b,d]呋喃‑1(2H)‑酮，再经DDQ氧化为二苯并[b,d]呋喃‑1‑醇。最后，该化合物与三溴化磷反应生成目标产物1‑溴二苯并呋喃。该合成路线简短，操作简单，所用试剂廉价易得，避免了贵重金属催化剂的使用。
Description
技术领域
本发明涉及化学合成技术领域，特别涉及一种1-溴二苯并呋喃的简易制备方法。
背景技术
二苯并呋喃类化合物广泛应用于有机发光器件中，能够起到降低器件的驱动电压和改善器件的发光效率等作用。1-溴二苯并呋喃是二苯并呋喃衍生物，可作为重要的合成材料中间体用于有机发光材料的制备过程中，因此，其合成方法具有一定的研究价值。
目前，国内外文献报道的1-溴二苯并呋喃的制备方法主要有以下两种：
方法1：专利WO2015169412报道了以2-溴-6-氟碘苯作为起始原料的合成路线。该路线第一步反应中使用的金属催化剂为双三苯基磷二氯化钯，较为昂贵。第二步反应中使用的三溴化硼为危险化学品，对人体组织有强烈的刺激作用，其蒸气剧毒，腐蚀性较强，具有较大的安全隐患。在加水后处理的过程中，三溴化硼生成硼酸和溴化氢，对设备有一定的损害。该路线的总收率较高，为72％，但反应过程中产生的废气和废液难处理，反应的危险性较高。
方法2：专利CN201910287861.5报道了以间氟溴苯为起始原料经四步反应制得1-溴二苯并呋喃的方法。间氟溴苯需在-78℃、氮气保护的条件下进行锂化反应，反应温度过低，不便于工业化生产。该路线的总收率为47％，相较于其他路线总收率较低，反应步骤繁琐。
目前，文献报道的合成方法存在危险性较高、污染严重以及工艺复杂等问题，因此，开发一种1-溴二苯并呋喃的简易制备方法具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种1-溴二苯并呋喃的简易制备方法，具有合成路线简短、操作简单且成本较低的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种1-溴二苯并呋喃的简易制备方法，包括以下步骤：
步骤(1)：在1,3-环己二酮、碳酸盐、L-脯氨酸和碘化亚铜的固体混合物中加入乙腈，再加入邻二卤代物，在90-110℃下反应24-36h，制得反应液，将反应液进行萃取，之后在进行浓缩，通过柱层析法提纯，制得3,4-二氢二苯并[b,d]呋喃-1(2H)-酮；
步骤(2)：在氮气条件下，向3,4-二氢二苯并[b,d]呋喃-1(2H)-酮和2,3-二氯-5,6-二氰基苯醌(DDQ)的混合物中加入1,4-二氧六环，将其置于100-110℃下进行加热回流，并搅拌3-5h，之后进行萃取和浓缩，通过柱层析法提纯，制得二苯并[b,d]呋喃-1-醇；
步骤(3)：在二苯并[b,d]呋喃-1-醇中加入N,N-二甲基甲酰胺和甲苯，再加入三溴化磷，将其置于100-110℃下反应1-3h，之后进行萃取和浓缩，通过柱层析法提纯，制得1-溴二苯并呋喃。
作为优选，所述步骤(1)中的邻二卤代物为邻溴碘苯、邻二溴苯或邻二碘苯。
作为优选，所述步骤1中邻二卤代物在乙腈中的浓度为0.1mol/L-0.3mol/L。
作为优选，所述步骤(1)中的碳酸盐为碳酸钾或碳酸铯。
作为优选，所述步骤(1)中碘化亚铜、L-脯氨酸、邻二卤代物、1,3-环己二酮与碳酸盐的用量摩尔比为1:(1.5-3):(5-10):(15-30):(20-40)。
作为优选，所述步骤(2)中3,4-二氢二苯并[b,d]呋喃-1(2H)-酮与2,3-二氯-5,6-二氰基苯醌的用量摩尔比为1:(1-1.5)。
作为优选，所述步骤(2)中3,4-二氢二苯并[b,d]呋喃-1(2H)-酮在1,4-二氧六环中的浓度为0.1mol/L-0.2mol/L。
作为优选，所述步骤(3)中二苯并[b,d]呋喃-1-醇、三溴化磷与N,N-二甲基甲酰胺的用量摩尔比为1:(1-2):(5-10)。
作为优选，所述步骤(3)中二苯并[b,d]呋喃-1-醇在甲苯中的浓度为0.1mol/L-0.2mol/L。
本发明的有益效果为：本发明提供的一种1-溴二苯并呋喃的简易制备方法以商购可得的多种邻二卤代物为起始原料，与1,3-环己二酮经分子间和分子内的乌尔曼反应得到3,4-二氢二苯并[b,d]呋喃-1(2H)-酮，再经DDQ氧化为二苯并[b,d]呋喃-1-醇。最后，该化合物与三溴化磷反应生成目标产物1-溴二苯并呋喃。该合成路线简短，操作简单，所用试剂廉价易得，避免了贵重金属催化剂的使用。此外，本发明为其他二苯并呋喃类化合物的制备提供了新思路。
附图说明
图1为实施例制作产品的流程图；
图2为实施例1步骤1所得产物的核磁共振氢谱图；
图3为实施例1步骤2所得产物的核磁共振氢谱图；
图4为实施例1步骤3所得产物的核磁共振氢谱图。
附图标记：1、伸缩式支撑滑轨；2、接料滑槽；3、导料板；4、管型滑套；5、加强钢箍；6、螺杆；7、螺帽；8、弹簧；9、网槽；10、螺栓；11、螺母。
具体实施方式
以下所述仅是本发明的优选实施方式，保护范围并不仅局限于该实施例，凡属于本发明思路下的技术方案应当属于本发明的保护范围。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底部”和“顶部”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
实施例1
1)在1,3-环己二酮3.36g(30mmol)、碳酸铯13.03g(40mmol)、L-脯氨酸0.35g(3mmol)和碘化亚铜0.38g(2mmol)的固体混合物中加入乙腈200mL，再加入邻溴碘苯5.66g(20mmol)，反应混合物在100℃下反应28h，通过TLC监测反应进程，判断反应是否反应完全，或者某一反应物已经全部反应，停止反应。用饱和碳酸氢钠水溶液和乙酸乙酯萃取反应液，再将有机相用无水硫酸钠干燥，加入硅胶粉旋干乙酸乙酯。然后，以石油醚：乙酸乙酯＝8：1为洗脱剂，通过柱层析法提纯产物，再次旋干溶剂抽真空得到3,4-二氢二苯并[b,d]呋喃-1(2H)-酮2.91g，产率78％。取10mg步骤1所得提纯后的产品溶解在0.10mL的CDCl3中，做核磁共振氢谱。图1为步骤1所得产物核磁共振氢谱图；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.06(d,J＝8.3Hz,1H),7.47(d,J＝9.0Hz,1H),7.36–7.29(m,2H),3.04(t,J＝6.3Hz,2H),2.61(t,J＝6.5Hz,2H),2.28(t,J＝6.5Hz,2H).
2)氮气条件下，在3,4-二氢二苯并[b,d]呋喃-1(2H)-酮2.79g(15mmol)和2,3-二氯-5,6-二氰基苯醌4.09g(18mmol)的混合物中加入1,4-二氧六环150mL，反应混合物在105℃下加热回流，搅拌4h，通过TLC监测反应进程，判断反应是否反应完全，或者某一反应物已经全部反应，停止反应。用饱和碳酸氢钠水溶液和乙酸乙酯萃取反应液，再将有机相用无水硫酸钠干燥，加入硅胶粉旋干乙酸乙酯。然后，以石油醚：乙酸乙酯＝3：1为洗脱剂，通过柱层析法提纯产物，再次旋干溶剂抽真空得到二苯并[b,d]呋喃-1-醇1.99g，产率72％。取10mg步骤2所得提纯后的产品溶解在0.10mL的CDCl3中，做核磁共振氢谱。图2为步骤2所得产物核磁共振氢谱图；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.11(d,J＝7.8Hz,1H),7.54(d,J＝8.2Hz,1H),7.43(td,J＝8.2,7.8,1.4Hz,1H),7.34(td,J＝7.4,1.1Hz,1H),7.28(t,J＝8.1Hz,1H),7.17(d,J＝8.1Hz,1H),6.69(d,J＝7.9Hz,1H),5.48(s,1H).
3)在二苯并[b,d]呋喃-1-醇1.84g(10mmol)中加入N,N-二甲基甲酰胺3.65g(50mmol)和甲苯100mL，再加入三溴化磷3.25g(12mmol)，在100℃下反应2h，通过TLC监测反应进程，判断反应是否反应完全，或者某一反应物已经全部反应，停止反应。用饱和碳酸氢钠水溶液和乙酸乙酯萃取反应液，再将有机相用无水硫酸钠干燥，加入硅胶粉旋干乙酸乙酯。然后，以石油醚：乙酸乙酯＝15：1为洗脱剂，通过柱层析法提纯产物，再次旋干溶剂抽真空得到1-溴二苯并呋喃2.05g，产率83％。取10mg步骤3所得提纯后的产品溶解在0.10mL的CDCl3中，做核磁共振氢谱。图3为步骤3所得产物核磁共振氢谱图；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.46(d,J＝7.1Hz,1H),7.54(d,J＝8.3Hz,1H),7.51–7.44(m,3H),7.40–7.35(m,1H),7.26(t,J＝8.0Hz,1H).
实施例2
1)在1,3-环己二酮4.48g(40mmol)、碳酸铯13.03g(40mmol)、L-脯氨酸0.35g(3mmol)和碘化亚铜0.38g(2mmol)的固体混合物中加入乙腈150mL，再加入邻二碘苯6.60g(20mmol)，反应混合物在100℃下反应24h，通过TLC监测反应进程，判断反应是否反应完全，或者某一反应物已经全部反应，停止反应。用饱和碳酸氢钠水溶液和乙酸乙酯萃取反应液，再将有机相用无水硫酸钠干燥，加入硅胶粉旋干乙酸乙酯。然后，以石油醚：乙酸乙酯＝8：1为洗脱剂，通过柱层析法提纯产物，再次旋干溶剂抽真空得到3,4-二氢二苯并[b,d]呋喃-1(2H)-酮3.02g，产率81％。
2)氮气条件下，在3,4-二氢二苯并[b,d]呋喃-1(2H)-酮2.79g(15mmol)和2,3-二氯-5,6-二氰基苯醌4.54g(20mmol)的混合物中加入1,4-二氧六环125mL，反应混合物在110℃下加热回流，搅拌4h，通过TLC监测反应进程，判断反应是否反应完全，或者某一反应物已经全部反应，停止反应。用饱和碳酸氢钠水溶液和乙酸乙酯萃取反应液，再将有机相用无水硫酸钠干燥，加入硅胶粉旋干乙酸乙酯。然后，以石油醚：乙酸乙酯＝3：1为洗脱剂，通过柱层析法提纯产物，再次旋干溶剂抽真空得到二苯并[b,d]呋喃-1-醇2.05g，产率74％。
3)在二苯并[b,d]呋喃-1-醇1.84g(10mmol)中加入N,N-二甲基甲酰胺5.11g(70mmol)和甲苯100mL，再加入三溴化磷3.25g(12mmol)，在105℃下反应2h，通过TLC监测反应进程，判断反应是否反应完全，或者某一反应物已经全部反应，停止反应。用饱和碳酸氢钠水溶液和乙酸乙酯萃取反应液，再将有机相用无水硫酸钠干燥，加入硅胶粉旋干乙酸乙酯。然后，以石油醚：乙酸乙酯＝15：1为洗脱剂，通过柱层析法提纯产物，再次旋干溶剂抽真空得到1-溴二苯并呋喃2.03g，产率82％。
实施例3
1)在1,3-环己二酮4.48g(40mmol)、碳酸铯16.29g(50mmol)、L-脯氨酸0.46g(4mmol)和碘化亚铜0.38g(2mmol)的固体混合物中加入乙腈150mL，再加入邻二溴苯4.72g(20mmol)，反应混合物在95℃下反应32h，通过TLC监测反应进程，判断反应是否反应完全，或者某一反应物已经全部反应，停止反应。用饱和碳酸氢钠水溶液和乙酸乙酯萃取反应液，再将有机相用无水硫酸钠干燥，加入硅胶粉旋干乙酸乙酯。然后，以石油醚：乙酸乙酯＝8：1为洗脱剂，通过柱层析法提纯产物，再次旋干溶剂抽真空得到3,4-二氢二苯并[b,d]呋喃-1(2H)-酮2.64g，产率71％。
2)氮气条件下，在3,4-二氢二苯并[b,d]呋喃-1(2H)-酮2.23g(12mmol)和2,3-二氯-5,6-二氰基苯醌4.09g(18mmol)的混合物中加入1,4-二氧六环100mL，反应混合物在110℃下加热回流，搅拌3h，通过TLC监测反应进程，判断反应是否反应完全，或者某一反应物已经全部反应，停止反应。用饱和碳酸氢钠水溶液和乙酸乙酯萃取反应液，再将有机相用无水硫酸钠干燥，加入硅胶粉旋干乙酸乙酯。然后，以石油醚：乙酸乙酯＝3：1为洗脱剂，通过柱层析法提纯产物，再次旋干溶剂抽真空得到二苯并[b,d]呋喃-1-醇1.61g，产率73％。
3)在二苯并[b,d]呋喃-1-醇1.47g(8mmol)中加入N,N-二甲基甲酰胺3.65g(50mmol)和甲苯80mL，再加入三溴化磷2.70g(10mmol)，在100℃下反应1h，通过TLC监测反应进程，判断反应是否反应完全，或者某一反应物已经全部反应，停止反应。用饱和碳酸氢钠水溶液和乙酸乙酯萃取反应液，再将有机相用无水硫酸钠干燥，加入硅胶粉旋干乙酸乙酯。然后，以石油醚：乙酸乙酯＝15：1为洗脱剂，通过柱层析法提纯产物，再次旋干溶剂抽真空得到1-溴二苯并呋喃1.11g，产率56％。
实施例4
1)在1,3-环己二酮6.74g(60mmol)、碳酸钾8.29g(60mmol)、L-脯氨酸0.46g(4mmol)和碘化亚铜0.38g(2mmol)的固体混合物中加入乙腈200mL，再加入邻溴碘苯5.66g(20mmol)，反应混合物在100℃下反应36h，通过TLC监测反应进程，判断反应是否反应完全，或者某一反应物已经全部反应，停止反应。用饱和碳酸氢钠水溶液和乙酸乙酯萃取反应液，再将有机相用无水硫酸钠干燥，加入硅胶粉旋干乙酸乙酯。然后，以石油醚：乙酸乙酯＝8：1为洗脱剂，通过柱层析法提纯产物，再次旋干溶剂抽真空得到3,4-二氢二苯并[b,d]呋喃-1(2H)-酮2.57g，产率69％。
2)氮气条件下，在3,4-二氢二苯并[b,d]呋喃-1(2H)-酮2.23g(12mmol)和2,3-二氯-5,6-二氰基苯醌3.64g(16mmol)的混合物中加入1,4-二氧六环100mL，反应混合物在105℃下加热回流，搅拌5h，通过TLC监测反应进程，判断反应是否反应完全，或者某一反应物已经全部反应，停止反应。用饱和碳酸氢钠水溶液和乙酸乙酯萃取反应液，再将有机相用无水硫酸钠干燥，加入硅胶粉旋干乙酸乙酯。然后，以石油醚：乙酸乙酯＝3：1为洗脱剂，通过柱层析法提纯产物，再次旋干溶剂抽真空得到二苯并[b,d]呋喃-1-醇1.66g，产率75％。
3)在二苯并[b,d]呋喃-1-醇1.47g(8mmol)中加入N,N-二甲基甲酰胺5.85g(80mmol)和甲苯60mL，再加入三溴化磷4.06g(15mmol)，在110℃下反应3h，通过TLC监测反应进程，判断反应是否反应完全，或者某一反应物已经全部反应，停止反应。用饱和碳酸氢钠水溶液和乙酸乙酯萃取反应液，再将有机相用无水硫酸钠干燥，加入硅胶粉旋干乙酸乙酯。然后，以石油醚：乙酸乙酯＝15：1为洗脱剂，通过柱层析法提纯产物，再次旋干溶剂抽真空得到1-溴二苯并呋喃1.50g，产率76％。
通过以上实施案例的总结，我们发现：以商购可得的多种邻二卤代苯为起始原料，以经典的化学反应方法为指导，经乌尔曼反应、氧化反应以及溴化反应成功制得1-溴二苯并呋喃。该发明提供的反应体系中所用试剂廉价易得，操作过程简单，每一步反应的产率可观，其总产率为47％。
本发明的创新性在于：1.反应步骤简短，以多种邻二卤代苯为原料经三步反应即可制得目标产物1-溴二苯并呋喃，且总产率良好，生产周期较短，为其他二苯并呋喃类化合物的合成提供了一定的参考价值；2.所用试剂廉价，降低了1-溴二苯并呋喃的制备成本；3.操作简便，每步反应中使用的试剂种类较少，后处理简单。
本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种1-溴二苯并呋喃的简易制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：在1,3-环己二酮、碳酸盐、L-脯氨酸和碘化亚铜的固体混合物中加入乙腈，再加入邻二卤代物，在90-110℃下反应24-36h，制得反应液，将反应液进行萃取，之后在进行浓缩，通过柱层析法提纯，制得3,4-二氢二苯并[b,d]呋喃-1(2H)-酮；
步骤(2)：在氮气条件下，向3,4-二氢二苯并[b,d]呋喃-1(2H)-酮和2,3-二氯-5,6-二氰基苯醌(DDQ)的混合物中加入1,4-二氧六环，将其置于100-110℃下进行加热回流，并搅拌3-5h，之后进行萃取和浓缩，通过柱层析法提纯，制得二苯并[b,d]呋喃-1-醇；
步骤(3)：在二苯并[b,d]呋喃-1-醇中加入N,N-二甲基甲酰胺和甲苯，再加入三溴化磷，将其置于100-110℃下反应1-3h，之后进行萃取和浓缩，通过柱层析法提纯，制得1-溴二苯并呋喃。
2.根据权利要求1所述的一种1-溴二苯并呋喃的简易制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的邻二卤代物为邻溴碘苯、邻二溴苯或邻二碘苯。
3.根据权利要求2所述的一种1-溴二苯并呋喃的简易制备方法，其特征在于，所述步骤1中邻二卤代物在乙腈中的浓度为0.1mol/L-0.3mol/L。
4.根据权利要求3所述的一种1-溴二苯并呋喃的简易制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的碳酸盐为碳酸钾或碳酸铯。
5.根据权利要求4所述的一种1-溴二苯并呋喃的简易制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中碘化亚铜、L-脯氨酸、邻二卤代物、1,3-环己二酮与碳酸盐的用量摩尔比为1:(1.5-3):(5-10):(15-30):(20-40)。
6.根据权利要求5所述的一种1-溴二苯并呋喃的简易制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中3,4-二氢二苯并[b,d]呋喃-1(2H)-酮与2,3-二氯-5,6-二氰基苯醌的用量摩尔比为1:(1-1.5)。
7.根据权利要求6所述的一种1-溴二苯并呋喃的简易制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中3,4-二氢二苯并[b,d]呋喃-1(2H)-酮在1,4-二氧六环中的浓度为0.1mol/L-0.2mol/L。
8.根据权利要求7所述的一种1-溴二苯并呋喃的简易制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中二苯并[b,d]呋喃-1-醇、三溴化磷与N,N-二甲基甲酰胺的用量摩尔比为1:(1-2):(5-10)。
9.根据权利要求8所述的一种1-溴二苯并呋喃的简易制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中二苯并[b,d]呋喃-1-醇在甲苯中的浓度为0.1mol/L-0.2mol/L。
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