CN1919827A - 1,3,5－三取代苯衍生物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种1，3，5一三取代苯衍生物的制备方法，包括如下步骤：在高压反应釜中，加入摩尔量的份数为200～600份的甲醇，3～6份的钯盐和100份含有吸电子基团的末端烯烃，充入0.2～2MPa氧气和2～15MPa二氧化碳气体，在30～200℃下搅拌反应2～48h；反应完毕后分离出催化剂和1，3，5－三取代苯衍生物。本发明使用的溶剂和氧化剂环境友好，原料廉价易得，反应选择性好，催化剂可回收重复使用，实验操作简便，充分实现了整个反应工艺的绿色化。
Description
技术领域
本发明涉及一种以含有吸电子基团末端烯烃为原料高选择性地得到1，3，5-三取代苯衍生物的新合成方法。
背景技术
芳环是许多有机分子的重要结构单元，而多取代苯衍生物则是一类重要的芳环化合物。许多多取代苯衍生物是具有生理特性的分子或具有药理活性的分子或聚合分子的重要组成部分，同时也是重要的合成中间体。因而无论在工业生产还是实验室工作中，多取代苯衍生物都具有广泛的用途。
目前文献报道芳环化合物的合成方法主要是以炔烃为原料通过环三聚反应实现。许多过渡金属都可以用来催化炔烃的环三聚反应，如Pd(0)(Pena，D.；Perez，D.；Guitian，E.；Castedo，L.，Org.Lett.1999，1555.，Synthesis ofHexabenzotriphenylene and Other Strained Polycyclic Aromatic Hydrocarbons byPalladium-Catalyzed Cyclotrimerization of Arynes)；Pd(II)(Li，J.；Jiang，H.；Chen，M..CuCl2-Induced Regiospecifical Synthesis of Benzene Derivatives in thePalladium-Catalyzed Cyclotrimerization of Alkynes，J.Org.Chem.2001，66，3627.)；Ti(Oleg，V.O.；Folami，T.L.；Brian，O.P.，Highly Regioselective AlkyneCyclotrimerization Catalyzed by Titanium Complexes Supported by ProximallyBridged p-tert-Butylcalix[4]arene Ligands，J.Am.Chem.Soc.1999，121，7941.)；Co(Matthew，S.S.；Anson，W.F.；Bruce，E.E.，Cobalt-Catalyzed Cyclotrimerizationof Alkynes in Aqueous Solution，J.Am.Chem.Soc.1998，120，5130.)；Zr(Van derLinden，A.J.；Schaverien，C.J.；Meijboom，N.；Ganten，C.；Orpen，A.G.，Polymerization of.alpha.-Olefins and Butadiene and Catalytic Cyclotrimerizationof 1-Alkynes by a New Class of Group IV Catalysts.Control of Molecular Weightand Polymer Microstructure via Ligand Tuning in Sterically Hindered ChelatingPhenoxide Titanium and Zirconium Species，J.Am.Chem.Soc.1995，117，3008.)；Rh(Bernhard，W.；Thomas，S.，Rhodium(I)-Catalyzed[2+2+2]Cycloadditionswith N-Functionalized 1-Alkynylamides：A Conceptually New Strategy for theRegiospecific Synthesis of Substituted Indolines，Angew.Chem.，Int.Ed.1999，38，2426.)；Nb(Kakeya，Masaki；Fujihara，Takashi；Kasaya，Takashi；Nagasawa，Akira.，Dinuclear Niobium(III)Complexes[{NbCl2(L)}2(m-Cl)2(m-L)](L＝tetrahydrothiophene，dimethyl sulfide)：Preparation，Molecular Structures，and theCatalytic Activity for the Regioselective Cyclotrimerization of Alkynes.，Organometallics 2006，25，4131.)；Ta(Smith，D.P.；Stricker，J.R.；Gray，S.D.；Bruck，M.A.；Holmes，R.S.；Wigley，D.E.，Early-transition-metal-mediated[2+2+2]cycloadditions：formation and fragmentation of a reactivemetallacyclopentadiene and its direct conversion to.eta.6-arene and.eta.2-pyridinecomplexes of tantalum，Organometallics 1992，11，1275.)和Ir(Bianchini，C.；Caulton，K.G.；Chardon，C.；Doublet，M.L.；Eisenstein，O.；Jackson，T.J.；Meil，A.；Peruzzini，M.；Streib，W.E.；Vacca，A.；Vizza，F.，The Mechanism ofAcetylene Cyclotrimerization Catalyzed by the fac-IrP3+Fragment：TheRelationship between Fluxionality and Catalysis，Organomettallics 1994，13，2010.)等。这显示出炔烃芳构化反应已渐趋成熟，高效的催化体系、良好的化学及区域选择性、最优化的反应条件等促进了该反应的蓬勃发展。但是，以炔烃作为反应原料，价格相对昂贵，来源有限，在一定程度上限制了炔烃芳构化反应的产业化发展。因此，本发明利用含有吸电子基团末端烯烃作为原料，在过渡金属钯催化作用下进行芳构化反应，高选择性得到1，3，5-三取代苯衍生物。这一方法由于原料廉价易得，方法简便，选择性好而具有潜在的实用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种绿色合成1，3，5-三取代苯衍生物的新方法，本发明的原料丰富、价格低廉，反应条件易于控制，对环境友好，整个操作过程简单易行，而且催化剂可以反复使用多次。
本发明的1，3，5-三取代苯衍生物的制备方法，包括如下步骤：
(1)在高压反应釜中，加入摩尔量份数为200～600份的甲醇，3～6份的钯盐和100份含有吸电子基团的末端烯烃，充入0.2～2MPa氧气和2～15MPa二氧化碳气体，在30～200℃下搅拌反应2～48h；反应完毕后分离出催化剂和1，3，5-三取代苯衍生物。
为了提高收率，反应完毕后，将高压反应釜体系降温至-30℃，体系缓慢放气，分离出催化剂和1，3，5-三取代苯衍生物。
所述含有吸电子基团的末端烯烃优选丙烯酸酯、丙烯酰胺、丙烯腈或甲基乙烯基酮。
所述钯盐优选氯化钯、醋酸钯或硝酸钯。
为了提高产物纯度，对得到的1，3，5-三取代苯衍生物采用柱层析进行分离纯化，所用柱层析采用体积比为11∶1的石油醚和乙酸乙酯。
本发明所用的钯催化剂解析出来后可重复利用4次以上，在第四次使用仍然可以催化反应得到68％以上的收率。具体的回收办法是：在上一次实验完成后，将有机液萃取解析出来的棕黄色固体钯盐，直接重复利用。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：使用的溶剂和氧化剂环境友好，原料廉价易得，反应选择性好，催化剂可回收重复使用，实验操作简便，充分实现了整个反应工艺的绿色化，具备良好的工业化前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式和适应的底物不限于此。
实施例1
在高压反应釜中，加入摩尔份数为500份的甲醇，4份的氯化钯和100份的丙烯酸甲酯(投料为物质的量之比)；充入1.2MPa氧气和6MPa二氧化碳气体；120℃下搅拌反应38h，反应完毕后，将高压反应釜体系降温至-30℃，体系缓慢放气；萃取分离反应物，得到棕黄色固体PdCl2(可回收利用)和有机萃取液体，萃取液去除溶剂得白色固体，收率达85％。可采用柱层析进一步分离纯化，得到纯度在99％以上的产品，所用柱层析条件为体积比为11∶1的石油醚∶乙酸乙酯。
实施例2
在高压反应釜中，加入摩尔份数为200份的甲醇，3份的氯化钯和100份的丙烯酸甲酯(投料为物质的量之比)；充入0.6MPa氧气和7MPa二氧化碳气体；120℃下搅拌反应38h，反应完毕后，将高压反应釜体系降温至-30℃，体系缓慢放气；萃取分离反应物，得到棕黄色固体PdCl2(可回收利用)和有机萃取液体，萃取液去除溶剂得白色固体，收率达47％。可采用柱层析进一步分离纯化，得到纯度在99％以上的产品，所用柱层析条件为体积比为11∶1的石油醚∶乙酸乙酯。
实施例3
在高压反应釜中，加入摩尔份数为400份的甲醇，6份的醋酸钯2和100份的丙烯酸甲酯(投料为物质的量之比)；充入0.5MPa氧气和2MPa二氧化碳气体；200℃下搅拌反应48h，反应完毕后，将高压反应釜体系降温至-30℃，体系缓慢放气；萃取分离反应物，得到棕黄色固体PdCl2(可回收利用)和有机萃取液体，萃取液去除溶剂得白色固体，收率可达52％。可采用柱层析进一步分离纯化，得到纯度在99％以上的产品，所用柱层析条件为体积比为11∶1的石油醚∶乙酸乙酯。
实施例4
在高压反应釜中，加入摩尔份数为600份的甲醇，5份的硝酸钯和100份的丙烯酸甲酯(投料为物质的量之比)；充入0.2MPa氧气和15MPa二氧化碳气体；30℃下搅拌反应2h，反应完毕后，将高压反应釜体系降温至-30℃，体系缓慢放气；萃取分离反应物，得到棕黄色固体PdCl2(可回收利用)和有机萃取液体，萃取液去除溶剂得白色固体，收率可达9％。可采用柱层析进一步分离纯化，得到纯度在99％以上的产品，所用柱层析条件为体积比为11∶1的石油醚∶乙酸乙酯。
实施例5
在高压反应釜中，加入300份的甲醇，4份的氯化钯和100份的丙烯酸甲酯(投料为物质的量之比)；充入2.0MPa氧气和15MPa二氧化碳气体。30℃下搅拌反应48h，反应完毕后，将高压反应釜体系降温至-30℃，体系缓慢放气。萃取分离反应物，得到棕黄色固体PdCl2(可回收利用)和有机萃取液体，萃取液去除溶剂得白色固体，收率可达12％。可采用柱层析进一步分离纯化，得到纯度在99％以上的产品，所用柱层析条件为体积比为11∶1的石油醚∶乙酸乙酯。
分析实施例1～5得到的白色固体化合物的结构，并与文献(Matthew S.Sigman，Anson W.Fatland，and Bruce E.Eaton.；Cobalt-CatalyzedCyclotrimerization of Alkynes in Aqueous Solution；J.Am.Chem.Soc.1998，120，5130-5131)对照，结果证实该白色化合物是1，3，5-苯三甲酸三甲酯(结构式如下)。
分析数据如下：
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ：3.9532(s，9H)，8.8352(s，3H)ppm；
13C NMR(400MHz，CDCl3)δ：52.6，131.2，134.6，165.4ppm；
MS m/z 252，221，193，147，75，29。
Claims (5)
1、一种1，3，5-三取代苯衍生物的制备方法，包括如下步骤：
(1)在高压反应釜中，加入摩尔量份数为200～600份的甲醇，3～6份的钯盐和100份含有吸电子基团的末端烯烃，充入0.2～2MPa氧气和2～15MPa二氧化碳气体，在30～200℃下搅拌反应2～48h；反应完毕后分离出催化剂和1，3，5-三取代苯衍生物。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于反应完毕后，将高压反应釜体系降温至-30℃，体系缓慢放气，分离出催化剂和1，3，5-三取代苯衍生物。
3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述含有吸电子基团的末端烯烃为丙烯酸酯、丙烯酰胺、丙烯腈或甲基乙烯基酮。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述钯盐为氯化钯、醋酸钯或硝酸钯。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于对得到的1，3，5-三取代苯衍生物采用柱层析进行分离纯化，所用柱层析采用体积比为11∶1的石油醚和乙酸乙酯。
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