TWI586843B - 具有不同氧化電位之兩種酚類的電化學偶合反應 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種用於偶合具有不同氧化電位之兩種酚類的電化學方法。本發明另外關於例如藉由電化學偶合反應製備的新穎聯苯酚類。
術語「酚類」於本申請案中係用作通用術語,因此亦包括經取代之酚類。因此,具有不同氧化電位之兩種酚類亦必須具有不同取代。
迄今只描述藉由電化學途徑達成兩種不同酚類之直接偶合:Sartori等人,J.Org.Chem.1993,58,7271-7273。此處使用氧化劑(諸如FeCl3、VOCl3、對-苯醌、CuBr2或2,3-二氯-5,6-二氰-1,4-苯醌(DDQ))並添加AICl3來進行該偶合。
Sartori等人所述之方法的缺點係需要乾燥溶劑及需要排除空氣。此外,使用大量氧化劑,其中一些氧化劑有毒性(例如DDQ)。在反應期間,產生有毒副產物,必須以複雜方式從所希望之產物分離該有毒副產物,且以昂貴方式
處置。
迄今,已成功地進行藉由電化學途徑僅偶合相同酚類,且係描述於:Kirste等人,Chem.Eur.J.2011,17,14164-14169;Kirste等人,Org.Lett.,Vol.13,No.12,2011;Kirste等人,Chem.Eur.J.2009,15,2273-2277。
不同分子之電化學偶合反應中發生的問題係共反應物通常具有不同氧化電位EOx。此結果係具有較低氧化電位之分子比具有較高氧化電位的分子具有較高之釋放電子(e-)至陽極及釋放H+離子至例如溶劑的傾向。氧化電位EOx可經由Nernst方程式計算:E Ox =E°+(0.059/n)*Ig([Ox]/[Red])
EOx:氧化反應之電極電位(氧化電位)
E°:標準電極電位
n:轉移之電子數
[Ox]:經氧化形式之濃度
[Red]:經還原形式之濃度
若上述文獻中所引用之方法應用於兩種不同酚類,其結果會是主要形成具有較低氧化電位之分子的自由基,然後彼等與自身反應。到目前為止,所獲得之佔優勢主要產物因而為從兩種相同酚類所形成的聯苯酚。
此問題在相同分子之偶合中不會發生。
該問題係藉由下述之本發明而克服,本發明係提供一種電化學方法,其中具有不同氧化電位之酚類可彼此偶合,且由兩種不同酚類所形成之聯苯酚的產率高於藉由從文獻已知之電化學方法可獲致的產率,即,高於從兩種不同酚類酚類所形成之聯苯酚的產率。
此外,欲合成新穎聯苯酚類。
該問題係藉由根據申請專利範圍第8項之方法解決。
一種具有通式(I)至(III)中之一者的化合物:
其中R2、R3、R4、R5、R6、R7、R10、R11、R12、R13、R14、R16、R18、R19、R20、R21、R24係選自:-H、-
烷基、-O-烷基、-O-aryl、-S-烷基、-S-芳基;R8、R15、R17為-烷基;R1、R9、R22、R23係選自:-H、-烷基;且若R3為-Me,R1及R2不同時為-H。
烷基為具有1至10個碳原子之非分支或分支脂族碳鏈。該碳鏈較佳具有1至6個碳原子,更佳為1至4個碳原子。
芳基代表芳族(經)基,較佳具有至高達14個碳原子,例如苯基-(C6H5-)、萘基-(C10H7-)、蒽基-(C14H9-),較佳為苯基。
本發明一實施態樣中,R2、R3、R4、R5、R6、R7、R10、R11、R12、R13、R14、R16、R18、R19、R20、R21、R24係選自:-H、-烷基、-O-烷基、-O-芳基。
本發明一實施態樣中,R2、R3、R4、R5、R6、R7、R10、R11、R12、R13、R14、R16、R18、R19、R20、R21、R24係選自:-H、-烷基。
本發明一實施態樣中,R4及R5為-H。
本發明一實施態樣中,R3及R6為-烷基。
本發明一實施態樣中,R11為-O-烷基。
本發明一實施態樣中,R13為-烷基。
本發明一實施態樣中,R19為-烷基。
以及該等化合物,亦主張可藉由例如製備上述化合物之方法。
一種用於製備聯苯酚類之電化學方法,其包括以下處
理步驟:a)將溶劑或溶劑混合物及導電鹽引入反應容器,b)將具有氧化電位|EOx1|之第一酚加入該反應容器,c)將具有氧化電位|EOx2|之第二酚加入該反應容器,其中:|EOx2|>|EOx1|且|EOx2|-|EOx1|=|△E|。
該第二酚係相對於該第一酚過量添加,且該溶劑或溶劑混合物係經選擇以使△E在10mV至450mV之範圍內,d)將兩個電極引入該反應溶液,e)對該等電極施加電壓,f)將該第一酚偶合至該第二酚以提供聯苯酚。
此處,處理步驟a)至d)可以任何順序進行。
本發明一態樣係可經由兩種酚類之氧化電位的差(|△E|)來控制反應的產率。
本發明方法解決本文開始所提及的問題。為了有效率進行該反應,有兩個反應條件是必要的:- 具有較高氧化電位之酚(第二酚)必須過量添加,及- 兩個氧化電位的差(|△E|)必須在特定範圍內。
若第一條件未符合,所形成之主要產物為經由偶合兩個第一酚的分子而形成之聯苯酚。
若|△E|太小,經由偶合第二酚的兩個分子而形成之聯苯酚副產物太多。
反之,若|△E|太大,會需要相當高過量第二酚,此會造成該反應不經濟。
就本發明方法而言,知道這兩種酚類之絕對氧化電位並非絕對必要。當已知這兩個氧化電位彼此的差時即足矣。
本發明另一態樣係,可經由所使用之溶劑或溶劑混合物影響兩個氧化電位的差(|△E|)。
例如,兩個氧化電位的差(|△E|)可藉由適當選擇該溶劑/溶劑混合物而移至所希望範圍內。
從作為基底溶劑之1,1,1,3,3,3-六氟異丙醇(HFIP)開始,例如藉由添加醇可提高太小之|△E|。反之,藉由添加水可降低太大之|△E|。
進行之反應順序係示於以下反應式:
首先:具有較低氧化電位之化合物A釋放電子至陽極。由於該正電荷之故,化合物A變為非常強之強酸,同
時釋放質子。如此形成之基團然後與以相對於該化合物A過量存在於溶液中之化合物B反應。由該偶合所形成之聯苯酚AB基釋放電子至該陽極及釋放質子至該溶劑。
若酚B非過量添加,酚A基會與第二酚A基反應而產生對應之聯苯酚AA。
藉由本發明方法之助,首次可在良好產率下電化學偶合具有不同氧化電位之酚類。
在本方法之一變化中,導電鹽係選自以下之群組:鹼金屬、鹼土金屬、四(C1-C6-烷基)銨、1,3-二(C1-C6-烷基)咪唑鎓及四(C1-C6-烷基)鏻鹽。
在本方法之一變化中,導電鹽之相對離子係選自以下之群組:硫酸根、硫酸氫根、烷基硫酸根、芳基硫酸根、烷基磺酸根、芳基磺酸根、鹵離子、磷酸根、碳酸根、烷基磷酸根、烷基碳酸根、硝酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、六氟矽酸根、氟離子及過氯酸根。
在本方法之一變化中,導電鹽係選自四(C1-C6-烷基)銨鹽,及相對離子係選自硫酸根、烷基硫酸根、芳基硫酸根。
在本方法之一變化中,第二酚相對於第一酚係以至少兩倍之量使用。
在本方法之一變化中,第一酚對第二酚的比係在1:2至1:4之範圍內。
在本方法之一變化中,第一酚或第二酚具有-O-烷基。
在本方法之一變化中,溶劑或溶劑混合物係經選擇以使|△E|在20mV至400mV之範圍內,較佳係在30mV至350mV之範圍內。
在本方法之一變化中,反應溶液不含氟化化合物。
在本方法之一變化中,反應溶液不含過渡金屬。
在本方法之一變化中,反應溶液不含具有氫原子以外之出發官能基(departing functionalities)的基材。
在所主張之方法中,可免除氫原子以外之在偶合位點的脫離基。
在本方法之一變化中,反應溶液不含有機氧化劑。
在本方法之一變化中,第一酚及第二酚係選自:Ia、Ib、IIa、IIb、IIIa、IIIb:
其中R2、R3、R4、R5、R6、R7、R10、R11、R12、R13、R14、R16、R18、R19、R20、R21、R24係選自:-H、-烷基、-O-烷基;R8、R15、R17為-烷基;R1、R9、R22、R23係選自:-H、-烷基,及以下組合於此處亦可行:第一酚 Ia Ib IIa IIb IIIa IIIb
第二酚 Ib Ia IIb IIa IIIb IIIa
烷基為具有1至10個碳原子之非分支或分支脂族碳鏈。該碳鏈較佳具有1至6個碳原子,更佳為1至4個碳原子。
芳基代表芳族(烴)基,較佳具有至高達14個碳原子,例如苯基-(C6H5-)、萘基-(C10H7-)、蒽基-(C14H9-),較佳為苯基。
在本方法之一變化中,若R3為-Me,R1及R2不同時為-H。
1‧‧‧鎳陰極
2‧‧‧特夫綸塞
3‧‧‧冷卻夾套
4、2’‧‧‧螺夾
5‧‧‧矽
6‧‧‧密封件
1’‧‧‧玻璃鞘
3’‧‧‧電極
4’‧‧‧磁性攪拌棒
5’‧‧‧玻璃凸緣
7‧‧‧磁性攪拌棒
本發明於下文中係以操作實例及圖式詳細說明。
圖1顯示可於其中進行上述偶合反應之反應裝置。該裝置包含鎳陰極(1)及由在矽(5)上之摻雜硼的金鋼石(BDD)所構成的陽極。該裝置可藉由冷卻夾套(3)之助予以冷卻。此處之箭頭表示冷卻水的流動方向。由特夫綸(Teflon)塞(2)封閉反應空間。該反應混合物係藉由磁性攪
拌棒(7)混合。在該陽極側,該裝置係由螺夾(4)及密封件(6)封閉。
圖2顯示可於其中以較大規模進行上述偶合反應之反應裝置。該裝置包含兩個玻璃凸緣(5’),其係用於經由螺夾(2’)及密封件施加壓力至由塗覆摻雜硼之金鋼石(BDD)的載體材料或熟悉本技術之人士已知的其他電極材料所構成的電極(3’)。可經由玻璃鞘(1’)對反應空間提供回流冷凝器。反應混合物係藉由磁性攪拌棒(4’)之助攪拌。
圖3中,繪示對位取代基的氧化電位對所添加之甲醇量的相依性△EOx。
圖4中,繪示間位取代基的氧化電位對所添加之甲醇量的相依性△EOx。
圖5中,繪示經2,4-二取代之酚類的氧化電位對所添加之甲醇量的相依性△EOx。
圖6中,繪示經3,4-二取代之酚類的氧化電位對所添加之甲醇量的相依性△EOx。
經由「急速層析」之預備液相層析分離係採用1.6巴之最大壓力在得自Macherey-Nagel GmbH & Co(Düren)之60M矽膠(0.040-0.063mm)上進行。未加壓分離係在得自Merck KGaA(Darmstadt)之Geduran Si 60矽膠(0.063-0.200
mm)上進行。用作洗提液之溶劑(乙酸乙酯(工業級)、環己烷(工業級))係藉由在旋轉蒸發器上蒸餾事先純化。
就薄層層析(TLC)而言,使用即用型PSC板、得自Merck KGaA(Darmstadt)之矽膠60F254。根據所使用之洗提液混合物報告Rf值。使用鈰-鉬磷酸(molybdatophosphoric acid)溶液作為浸漬試劑來污染TLC板,該鈰-鉬磷酸溶液為:於200ml水中之5.6g之鉬磷酸、2.2g之硫酸鈰(IV)四水合物及13.3g之濃硫酸。
產物混合物及純物質之氣相層析分析(GC)係藉由得自Shimadzu(日本)的GC-2010氣相層析儀之助來進行。測量係在得自Agilent Technologies(美國)之HP-5石英毛細管(長度:30m;內徑:0.25mm;共價結合之固定相的膜厚度:0.25μm;載體氣體:氫;注射器溫度:250℃;偵測器溫度:310℃;程式:「硬」方法:起始溫度50℃為時1分鐘,加熱速率:15℃/分鐘,最終溫度290℃為時8分鐘)。產物混合物及純物質之氣相層析質譜(GCMS)係藉由GC-2010氣相層析並結合得自Shimadzu(日本)的GCMS-QP2010質量偵測器之助來記錄。測量係在得自Agilent Technologies(美國)之HP-1石英毛細管(長度:30m;內徑:0.25mm;共價結合之固定相的膜厚度:0.25μm;載體氣體:氫;注射器溫度:250℃;偵測器溫度:310℃;程式:「硬」方法:起始溫度50℃為時1分鐘,加熱速
率:15℃/分鐘,最終溫度290℃為時8分鐘;GCMS:鐵源溫度:200℃)。
熔點係藉由得自HW5(Mainz)之SG 2000熔點測量儀之助來測量,並且未經校正。
元素分析係在Johannes Gutenberg University of Mainz之有機化學系的分析部門(the Analytical Division of the Department of Organic Chemistry)中於得自Foss-Heraeus(Hanau)之Vario EL Cube上進行。
所有電灑離子化分析(ESI+)係在得自Waters Micromasses(Milford,Massachussetts)之QTof Ultima 3上進行。EI質譜及高解析度EI譜係在得自ThermoFinnigan(Bremen)之MAT 95 XL扇形場儀器型的儀器上測量。
NMR譜法研究係在得自Bruker(Analytische Messtechnik,Karlsruhe)之AC 300或AV II 400型多核共振譜儀上進行。所使用之溶劑為CDCl3。1H及13C譜係根據得自Cambridge Isotopes Laboratories(美國)之NMR
Solvent Data Chart根據未經氘化之溶劑的殘留含量來校正。1H及13C信號其中一些係藉由H,H COSY、H,H NOESY、H,C HSQC及H,C HMBC譜之助分派。化學偏移係以ppm計之δ值報告。就NMR信號之多重性而言,使用以下縮寫:s(單譜線)、bs(寬單譜線)、d(雙重線)、t(三重線)、q(四重線)、m(四重線)、dd(多條雙重線之雙重線)、dt(多條三重線之雙重線)、tq(多條四重線之三重線)。所有偶合常數係以赫茲(Hz)涵蓋之鍵數報告。信號分派中所報告之數目對應於反應式中所給定之編號,其不需要對應於IUPAC命名法。
偶合反應係於如圖1所示之裝置中進行。
將5mmol之具有氧化電位EOx1的第一酚連同具有氧化電位EOx2之第二酚(數量如下表1所指定)一起溶解於1,1,1,3,3,3-六氟異丙醇(HFIP)及MeOH或甲酸及MeOH中。在電流恆定條件下進行電解。電解池之外夾套係藉利用恆溫器保持在約10℃之溫度下,同時攪拌該反應混合物並藉由砂浴之助加熱至50℃。在電解結束後,將該池之內容物與甲苯轉移至一50ml圓底燒瓶,且在旋轉蒸發器上於50℃減壓(200-70mbar)下移除該溶劑。未轉化之反應物係利用短徑蒸餾(100℃,10-3mbar)來回收。
陽極:在矽上之摻雜硼的金鋼石(BDD)
陽極:Ni網
電解條件:溫度[T]:50℃
電流[J]:15mA
電流密度[j]:2.8mA/cm2
電荷數量[Q]:2F/mol之不足組分
終端電壓[Umax]:3-5V
聯苯酚類之合成係根據上述一般製程且在如圖1所示之反應裝置中進行。
2,2'-二羥基-4',5-二甲基-5'-(甲基乙基)-3-甲氧基聯苯
將0.69g(5mmol,1.0當量)之4-甲基癒創木酚及2.28g(15mmol,3.0當量)之3-甲基-4-(甲基乙基)酚溶解於33ml之HFIP,添加0.68g之MTES,且將該電解質轉移至電解池。在電解之後於減壓下移除該溶劑及未轉化量之反應物,藉由急速層析在矽膠60上以9:1之洗提液(環
己烷:乙酸乙酯)純化粗製產物,並獲得無色固體之產物。
產率:716mg(50%,2.5mmol)
GC(硬方法,HP-5):tR=14.87分鐘
Rf(CH:EA=4:1)=0.43
mp=126.8℃(從CH再結晶)
1H NMR(600MHz,DMSO)δ=1.17-1.12(m,6H,13-H),2.24(m,6H,9-H/12-H),3.01(dt,1H,11-H),3.79(s,3H,8-H),6.55(s,1H,6-H),6.66(d,1H,6'-H),6.73(d,1H,4-H),6.96(s,1H,3'-H),8.16(s,1H,7-H),8.84(s,1H,10-H);偶合:4J4-H,6-H=2.2Hz,4J6'-H,11-H=2.9Hz,3J11-H,13-H=6.8Hz;13C NMR(151MHz,DMSO)δ=18.73,20.80(C-9/C-12),23.54(C-13),28.10(C-11),55.78(C-8),111.23(C-4),117.34(C-6'),123.42(C-1'),123.49(C-6),126.43(C-1),127.36(C-5),127.49(C-3'),134.40(C-5'),136.62(C-4'),141.12(C-2),147.65(C-3),151.69(C-2')。
C18H22O3之HRMS(ESI+)[M+Na+]:計算值:309.1467,實際值:309.1457
MS(EI,GCMS):m/z(%):286(50)[M]+,271(100)[M-CH3]+,244(22)[M-C3H6]+。
C18H22O3之元素分析:計算值:C:75.50%,H:7.74%,實際值:C:75.01%,H:7.70%。
2,2'-二羥基-5,5'-二甲基-3-甲氧基聯苯
將1.66g(12mmol,1.0當量)之4-甲基癒創木酚及3.91g(36mmol,3.0當量)之4-甲酚溶解於65ml之HFIP及14ml之MeOH中,添加1.63g之MTES,且將該電解質轉移至電解池。在電解之後於減壓下移除該溶劑及未轉化量之反應物,藉由急速層析在矽膠60上以4:1之洗提液(環己烷:乙酸乙酯)純化粗製產物,並獲得無色固體之產物。
產率:440mg(36%,1.8mmol)
GC(硬方法,HP-5):tR=13.56分鐘
Rf(CH:EA=4:1)=0.38
mp=162.0℃(從CH再結晶)
1H NMR(400MHz,DMSO)δ=2.18(s,3H,9-H/11-H),2.21(s,3H,9-H/11-H),3.76(s,3H,8-H),6.53(s,1H,6-H),6.71(s,1H,4-H),6.75(d,1H,3'-H),6.86-6.94(m,2H,4'-H/6'-H),8.53(bs,1H,7-H/12-H);
偶合:3J3'-H,4'-H=8.4Hz;13C NMR(101MHz,DMSO)δ=20.21,20.77(C-9/C-11),55.79(C-8),111.36(C-4),115.69(C-3'),123.50(C-6),125.72(C-1'),126.16(C-1),127.20(C-5),127.30(C-5'),128.50(C-6'),131.83(C-4'),141.20(C-2),147.61(C-3),152.11(C-2')。
C15H16O3之HRMS(ESI+)[M+Na+]:計算值:267.0997,實際值:267.0999
MS(EI,GCMS):m/z(%):244(100)[M]+,229(64)[M-CH3]+。
C15H16O3之元素分析:計算值:C:73.75%,H:6.60%,實際值:C:73.81%,H:6.54%。
2,5'-二羥基-4',5-甲氧基-2'-甲聯苯
將1.66g(12mmol,1.0當量)之4-甲基癒創木酚及4.49g(36mmol,3.0當量)之4-甲氧酚溶解於80ml之HFIP,添加1.63g之MTES,且將該電解質轉移至電解池。在電解之後於減壓下移除該溶劑及未轉化量之反應物,藉由急速層析在矽膠60上以4:1之洗提液(環己烷:乙酸乙酯)純化粗製產物,並獲得無色固體之產物。
產率:2.05g(66%,7.9mmol)
GC(硬方法,HP-5):tR=14.03分鐘
Rf(CH:EA=4:1)=0.33
mp=118.7℃(從DCM/CH再結晶)
1H NMR(600MHz,DMSO)δ=2.01(s,3H,9-H),3.66(s,3H,8-H),3.77(s,3H,10-H),6.53(d,1H,6-H),6.55(s,1H,6'-H),6.72(dd,1H,4-H),6.77(s,1H,3'-H),6.79(d,1H,3-H),8.73(s,1H,11-H),8.75(s,1H,7-H);偶合:3J3-H,4-H=8.7Hz;4J4-H,6-H=3.0Hz
13C NMR(151MHz,DMSO)δ=19.33(C-9),55.32(C-8),55.73(C-10),113.24(C-4),113.75(C-3'),115.99(C-3),116.07(C-6),117.40(C-6'),126.56(C-2'),129.06(C-1),130.95(C-1'),143.80(C-5'),146.52(C-4'),148.29(C-2),151.81(C-5)。
C15H16O4之HRMS(ESI+)[M+Na+]:計算值:283.0946,實際值:283.0942
MS(EI,GCMS):m/z(%):260(100)[M]+,245(12)[M-CH3]+。
C15H16O4之元素分析:計算值:C:69.22%,H:6.20%,實際值:C:69.02%,H:6.34%。
2,2'-二羥基-3-甲氧基-3',5,5'-三甲聯苯
將0.70g(6mmol,1.0當量)之4-甲基癒創木酚及2.08g(17mmol,3.0當量)之2,4-二甲酚溶解於27ml之HFIP及6ml之MeOH,添加0.68g之MTES,且將該電解質轉移至電解池。在電解之後於減壓下移除該溶劑及未轉化量之反應物,藉由急速層析在矽膠60上以9:1之洗提液(環己烷:乙酸乙酯)純化粗製產物,並獲得淺黃色固體之產物。
產率:663mg(45%,2.5mmol)
GC(硬方法,HP-5):tR=13.97分鐘
Rf(CH:EA=4:1)=0.29
mp=119.7℃(從DCM/CH再結晶)
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ=2.34(s,3H,10-H),2.35(s,3H,11-H),2.38(s,3H,9-H),3.94(s,3H,8-H),6.16(s,1H,12-H),6.20(s,1H,7-H),6.76(d,1H,4-H),6.78(d,1H,6-H),6.98(d,1H,6'-H),7.03(d,1H,4'-H);偶合:4J4-H,6-H=1.7Hz,4J4'-H,6'-H=2.1Hz;13C NMR(101MHz,CDCl3)δ=16.51(C-9),20.54(C-10),21.20(C-11),56.12(C-8),110.92(C-4),123.95
(C-6),124.13(C-1),124.64(C-1'),126.18(C-3'),128.82(C-6'),129.59(C-5'),130.40(C-5),131.40(C-4'),139.46(C-2),146.35(C-3),149.42(C-2')。
C18H16O3之HRMS(ESI+)[M+Na+]:計算值:281.1154,實際值:281.1152
MS(EI,GCMS):m/z(%):242(100)[M]+,227(38)[M-CH3]+。
C16H18O3之元素分析:計算值:C:68.31%,H:6.45%,實際值:C:68.29%,H:6.40%。
2,2'-二羥基-3-甲氧基-5-甲基-4'-(二甲基乙基)聯苯
將0.69g(5mmol,1.0當量)之4-甲基癒創木酚及2.25g(15mmol,3.0當量)之3-三級丁酚溶解於33ml之HFIP,添加0.68g之MTES,且將該電解質轉移至電解池。在電解之後於減壓下移除該溶劑及未轉化量之反應物,藉由急速層析在矽膠60上以4:1之洗提液(環己烷:乙酸乙酯)純化粗製產物,並獲得無色固體之產物。
產率:808mg(63%,3.1mmol)
GC(硬方法,HP-5):tR=13.97分鐘
Rf(CH:EA=4:1)=0.29
mp=160.3℃(從DCM/CH再結晶)
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ=1.37(s,9H,12-H),2.36(s,3H,9-H),3.94(s,3H,8-H),6.25(s,1H,7-H),6.48(s,1H,10-H),6.75(d,1H,6-H),6.79(d,1H,4-H),7.08(dd,1H,5'-H),7.12(d,1H,3'-H),7.27(d,1H,6'-H);偶合:4J4-H,6-H=1.7Hz;3J5'-H,6'-H=8.0Hz,4J3'-H,5'-H=1.7Hz;13C NMR(101MHz,CDCl3)δ=21.24(C-9),31.31(C-12),34.58(C-11),56.15(C-8),110.79(C-4),114.94(C-3'),118.30(C-5'),122.37(C-1'),123.88(C-1),123.94(C-6),130.45(C-6'),130.53(C-4'),139.24(C-5),146.32(C-3),152.91(C-2'),153.13(C-2)。
C15H16O4之HRMS(ESI+)[M+Na+]:計算值:309.1467,實際值:309.1466
MS(EI,GCMS):m/z(%):242(100)[M]+,227(38)[M-CH3]+。
C18H22O3之元素分析:計算值:C:75.50%,H:7.74%,實際值:C:75.41%,H:7.72%。
2,2'-二羥基-4',5-二甲基-3-甲氧基聯苯及2,4'-二羥基-2',5-二甲基-3-甲氧基聯苯
將0.70g(5mmol,1.0當量)之4-甲基癒創木酚及
1.65g(15mmol,3.0當量)之3-甲酚溶解於33ml之HFIP,添加0.68g之MTES,且將該電解質轉移至電解池。在電解之後於減壓下移除該溶劑及未轉化量之反應物,藉由急速層析在矽膠60上以4:1之洗提液(環己烷:乙酸乙酯)純化粗製產物,並獲得兩種無色固體之交叉偶合(cross-coupling)產物。
2,2'-二羥基-4',5-二甲基-3-甲氧基聯苯(副產物)
產率:266mg(21%,1.1mmol)
GC(硬方法,HP-5):tR=13.72分鐘
Rf(CH:EA=4:1)=0.25
mp=136.2℃(從DCM/CH再結晶)
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ=2.35(s,3H,9-H/11-H),2.37(s,3H,9-H/11-H),3.94(s,3H,8-H),6.17(s,1H,10-H),6.35(s,1H,2-H),6.74(d,1H,4-H),6.76(s,1H,6-H),6.88-6.83(m,1H,5'-H),6.90(d,1H,3'-H),7.21(d,1H,6'-H);偶合:4J4-H,6-H=1.8Hz,3J5'-H,6'-H=7.7Hz,4J3'-H,5'-H=1.5Hz;13C NMR(101MHz,CDCl3)δ=21.11,21.20(C-9/C-
11),56.13(C-8),110.81(C-4),118.25(C-3'),121.97(C-5'),122.39(C-1),123.77(C-1'),123.85(C-6),130.50(C-5),130.68(C-6'),139.30(C-4'),139.54(C-2),146.31(C-3),153.33(C-2')。
C15H16O3之HRMS(ESI+)[M+Na+]:計算值:267.0997,實際值:267.1006
MS(EI,GCMS):m/z(%):244(100)[M]+,229(18)[M-CH3]+。
C15H16O3之元素分析:計算值:C:73.75%,H:6.60%,實際值:C:73.70%,H:6.68%。
2,4'-二羥基-2',5-二甲基-3-甲氧基聯苯(主要產物)
產率:285mg(23%,1.2mmol)
GC(硬方法,HP-5):tR=13.81分鐘
Rf(CH:EA=4:1)=0.19
mp=61.9℃(從DCM/CH再結晶)
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ=2.17(s,3H,10-H),2.32(s,3H,9-H),3.92(s,3H,8-H),4.77(s,1H,11-H),5.45(s,1H,7-H),6.59-6.53(m,1H,6-H),6.74-6.68(m,2H,4-H/5'-H),6.76(d,1H,3'-H),7.09(d,1H,6'-H);
偶合:3J5'-H,6'-H=8.2Hz,4J3'-H,5'-H=2.7Hz;13C NMR(101MHz,CDCl3)δ=20.04(C-10),21.09(C-9),55.97(C-8),110.51(C-4),112.53(C-5'),116.62(C-3'),123.47(C-6),127.28(C-1),128.74(C-5),130.02(C-1'),131.17(C-6'),138.56(C-2'),140.49(C-2),146.24(C-3),154.84(C-4')。
C15H16O3之HRMS(ESI+)[M+Na+]:計算值:267.0997,實際值:267.0995
MS(EI,GCMS):m/z(%):244(100)[M]+,229(18)[M-CH3]+。
C15H16O3之元素分析:計算值:C:73.75%,H:6.60%,實際值:C:73.70%,H:6.70%。
2,2'-二羥基-3-甲氧基-4'-5,5'-三甲聯苯
將0.69g(5mmol,1.0當量)之4-甲基癒創木酚及1.83g(15mmol,3.0當量)之3,4-二甲酚溶解於27ml之HFIP及6ml之MeOH,添加0.68g之MTES,且將該電解質轉移至電解池。在電解之後於減壓下移除該溶劑及未轉化量之反應物,藉由急速層析在矽膠60上以9:1之洗提液(環己烷:乙酸乙酯)純化粗製產物,並獲得無色固體
之產物。
產率:688mg(52%,2.6mmol)
GC(硬方法,HP-5):tR=14.52分鐘
Rf(CH:EA=4:1)=0.29
mp=152.3℃(從DCM/CH再結晶)
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ=12.25(s,3H,11-H),2.28(s,3H,12-H),2.36(s,3H,9-H),3.93(s,3H,8-H),6.19(s,1H,7-H),6.25(s,1H,10-H),6.73(d,1H,4-H),6.76(s,1H,6-H),6.88(s,1H,3'-H),7.08(s,1H,6'-H);偶合:4J4-H,6-H=1.7Hz;13C NMR(101MHz,CDCl3)δ=18.89(C-11),19.60(C-12),21.24(C-9),56.14(C-8),110.74(C-4),118.93(C-3'),122.54(C-1),123.82(C-6),123.97(C-1'),129.03(C-5),130.46(C-4'),131.69(C-6'),137.94(C-5'),139.26(C-2),146.31(C-3),151.36(C-2')。
C16H18O3之HRMS(ESI+)[M+Na+]:計算值:281.1154,實際值:281.1157
MS(EI,GCMS):m/z(%):258(100)[M]+,243(10)[M-CH3]+。
C16H18O3之元素分析:計算值:C:74.39%,H:7.02%,實際值:C:74.32%,H:7.20%。
2,2'-二羥基-5'-異丙基-3-甲氧基-5-甲聯苯
將0.69g(5mmol,1.0當量)之4-甲基癒創木酚及2.05g(15mmol,3.0當量)之4-異丙酚溶解於27ml之HFIP及6ml之MeOH中,添加0.68g之MTES,且將該電解質轉移至電解池。在電解之後於減壓下移除該溶劑及未轉化量之反應物,藉由急速層析在矽膠60上以4:1之洗提液(環己烷:乙酸乙酯)純化粗製產物,並獲得偏棕色油之產物。
產率:0.53g(39%,1.9mmol)
GC(硬方法,HP-5):tR=14.23分鐘
Rf(CH:EA=4:1)=0.30
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ=1.27(m,6H),2.36(s,3H),2.91(dt,J=13.8,6.9,6.9Hz,1H),3.94(s,3H),6.13-6.27(m,2H),6.82-6.65(m,1H),6.25(m,2H),6.75(s,1H),6.77(s,1H),6.99(d,J=8.1Hz,1H),7.19-7.12(m,2H);13C NMR(101MHz,CDCl3)δ=21.25,24.27,33.40,56.18,110.92,117.60,123.91,124.23,125.07,127.29,128.80,130.57,139.29,141.42,146.31,151.51。
C17H20O3之HRMS(ESI+)[M+Na+]:計算值:295.1310,實際值:295.1297
MS(EI,GCMS):m/z(%):272(80)[M]+,257(100)[M-CH3]+。
2,2'-二羥基-3-甲氧基-5-甲基-5'-三級丁基聯苯
將0.69g(5mmol,1.0當量)之4-甲基癒創木酚及2.26g(15mmol,3.0當量)之4-三級丁酚溶解於27ml之HFIP及6ml之MeOH中,添加0.68g之MTES,且將該電解質轉移至電解池。在電解之後於減壓下移除該溶劑及未轉化量之反應物,藉由急速層析在矽膠60上以4:1之洗提液(環己烷:乙酸乙酯)純化粗製產物,並獲得偏黃色油之產物。
產率:0.48g(34%,1.7mmol)
GC(硬方法,HP-5):tR=14.52分鐘
Rf(CH:EA=4:1)=0.24
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ=1.34(s,9H),2.37(s,3H),3.94(s,3H),6.17(s,1H),6.24(s,1H),6.75(s,1H),6.77(s,1H),6.99(d,J=8.4Hz,1H),7.31-7.29
(m,1H),7.33(dd,J=8.4,2.5Hz,1 H)。
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ=21.28,31.61,34.20,56.18,110.91,117.25,123.92,124.41,124.63,126.38,127.78,130.58,139.32,143.70,146.32,151.22。
C18H22O3之HRMS(ESI+)[M+Na+]:計算值:309.1467,實際值:309.1476
MS(EI,GCMS):m/z(%):286(28)[M]+,271(100)[M-CH3]+。
2,2'-二羥基-3',5'-二-三級丁基-5-甲基-3-甲氧基聯苯
將0.69g(5mmol,1.0當量)之4-甲基癒創木酚及3.12g(15mmol,3.0當量)之2,4-二-三級丁酚溶解於27ml之HFIP及6ml之MeOH,添加0.68g之MTES,且將該電解質轉移至電解池。在電解之後於減壓下移除該溶劑及未轉化量之反應物,藉由急速層析在矽膠60上以9:1之洗提液(環己烷:乙酸乙酯)純化粗製產物,並獲得無色固體之產物。
產率:0.41g(24%,1.2mmol)
GC(硬方法,HP-5):tR=15.15分鐘
Rf(CH:EA=9:1)=0.35
mp=120.2℃(於正戊烷中再結晶)
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ=1.36(s,9H),1.50(s,9H),2.38(s,3H),3.96(s,3H),6.00(s,1H),6.05(s,1H),6.77(s,1H),7.16(d,J=2.5Hz,1H),7.39(d,J=2.5Hz,1H)。
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ=21.23,29.88,31.69,34.40,35.23,56.17,111.03,123.96,124.17,125.09,125.50,130.42,136.73,139.72,142.36,146.45,149.82。
MS(EI,GCMS):m/z(%):342(22)[M]+,327(100)[M-CH3]+。
2,2'-二羥基-3',5-二甲基-3-甲氧基-5'-三級丁基聯苯
將0.69g(5mmol,1.0當量)之4-甲基癒創木酚及2.47g(15mol,3.0當量)之2-甲基-4-三級丁酚溶解於27ml之HFIP及6ml之MeOH中,添加0.68g之MTES,且將該電解質轉移至電解池。在電解之後於減壓下移除該溶劑及未轉化量之反應物,藉由急速層析在矽膠60上以
4:1之洗提液(環己烷:乙酸乙酯)純化粗製產物,並獲得偏黃色油之產物。
產率:0.69g(46%,2.3mmol)
GC(硬方法,HP-5):tR=14.79分鐘
Rf(CH:EA=4:1)=0.33
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ=1.37(s,9H),2.39(d,J=2.4Hz,6H),3.94(s,3H),6.15(s,1H),6.17(s,1H),6.77(s,1H),6.79(s,1H),7.17(d,J=2.5Hz,1H),7.24(d,J=2.4Hz,1H);13C NMR(101MHz,CDCl3)δ=16.90,21.28,31.67,34.12,56.16,110.94,124.02,124.17,124.59,125.41,125.65,127.86,130.47,139.50,143.07,146.40,149.41。
MS(EI,GCMS):m/z(%):300(18)[M]+,285(100)[M-CH3]+。
2,2'-二羥基-3-甲氧基-5-甲基-5'-(1-甲基乙基)聯苯
將MTES添加至0.69g(5mmol,1.0當量)之4-甲基癒創木酚及2.05g(15mmol,3.0當量)之4-異丙酚,以及於27ml之HFIP+6ml之MeOH中之0.68g之MTES,
且將該電解質轉移至電解池。在電解之後於減壓下移除該溶劑及未轉化量之反應物,藉由急速層析在矽膠60上以4:1之洗提液(環己烷:乙酸乙酯)純化粗製產物,並獲得偏棕色油之產物。
產率:39%,527mg,1.9mmol。
Rf(環己烷:乙酸乙酯=4:1)=0.30;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ=1.27(m,6H),2.36(s,3H),2.91(sept,J=6.9Hz,1H),3.94(s,3H),6.13-6.27(m,2H),6.65-6.82(m,2H),6.99(d,J=8.1Hz,1H),7.12-7.19(m,2H);13C NMR(101MHz,CDCl3)δ=21.37,24.39,33.53,56.31,111.04,117.73,124.04,124.36,125.20,127.42,128.93,130.70,139.42,141.55,146.44,151.64。C17H20O3之HRMS(ESI+)[M+Na+]:計算值:295.1310,實際值:295.1297;MS(EI,GCMS):m/z(%):272(80)[M]+,257(100)[M-CH3]+。
2,2'-二羥基-3-甲氧基-5-甲基-4'-(甲基乙基)聯苯
將0.69g(5mmol,1.0當量)之4-甲基癒創木酚及2.065g(15mmol,3.0當量)之3-異丙酚,以及0.68g之MTES溶解於33ml之HFIP中,且將該電解質轉移至電解池。在電解之後於減壓下移除該溶劑及未轉化量之反應
物,藉由急速層析在矽膠60上以4:1之洗提液(環己烷:乙酸乙酯)純化粗製產物,並獲得偏棕色油之產物(產率:52%,705mg,2.6mmol)。
Rf(環己烷:乙酸乙酯=4:1)=0.29;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ=1.27(s,3H),1.29(s,3H),2.34(s,3H),2.91(sept,J=7.0Hz,1H),3.94(s,3H),6.15(s,1H),6.35(s,1H),6.73(d,J=1.8Hz,1H),6.75-6.77(m,1H),6.90(dd,J=7.9Hz,1.8Hz,1H),6.94(d,J=1.7Hz,1H),7.23(d,J=7.8Hz,1H)。13C NMR(101MHz,CDCl3)δ=21.36,24.02,33.92,56.30,77.16,110.91,115.77,119.56,122.81,124.00,124.08,130.65,130.84,139.38,146.43,150.72,153.54。C17H20O3之HRMS(ESI+)[M+Na+]:計算值:295.1310,實際值:295.1305;MS(EI,GCMS):m/z(%):272(100)[M]+,257(50)[M-CH3]+。C17H20O3之元素分析:計算值:C:74.97%,H:7.40%,實際值:C:75.05%,H:7.36%。
2,2'-二羥基-4',5-二甲基-3-甲氧基聯苯及2,4'-二羥基-2',5-二甲基-3-甲氧基聯苯
將0.28g(2mmol,1.0當量)之4-甲基癒創木酚、1.22g(6mmol,3.0當量)之3-異丙酚,以及0.77g之MTBS溶解於25ml之HFIP中,且將該電解質轉移至燒杯型電解池。在電解之後於減壓下移除該溶劑及未轉化量之反應
物,藉由急速層析在矽膠60上以4:1之洗提液(環己烷:乙酸乙酯)純化粗製產物,並形成兩種無色及黏稠油之交叉偶合產物。
2,2'-二羥基-4',5-二甲基-3-甲氧基聯苯(副產物)
產率:21%,266mg,1.1mmol;Rf(環己烷:乙酸乙酯=4:1)=0.25;mp=136.2℃(從二氯甲烷再結晶/環己烷);1H NMR(400MHz,CDCl3)δ=2.35(s,3H),2.37(s,3H),3.94(s,3H),6.17(s,1H),6.35(s,1H),6.74(d,J=1.8Hz,1H),6.76(s,1H),6.88-6.83(m,1H),6.90(d,1H,J=1.5Hz),7.21(d,1H,J=7.7Hz);13C NMR(101MHz,CDCl3)δ=21.11,21.2056.13,110.81,118.25,121.97,122.39,123.77,123.85,130.50,130.68,139.30,139.54,146.31,153.33。C15H16O3之HRMS(ESI+)[M+Na+]:計算值:267.0997,實際值:267.1006;MS(EI,GCMS):m/z(%):244(100)[M]+;229(18)[M-CH3]+。C15H16O3之元素分析:計算值:C:73.75%,H:6.60%,實際值:C:73.70%,H:6.68%。
2,4'-二羥基-2',5-二甲基-3-甲氧基聯苯(主要產物)
產率:23%,285mg,1.2mmol;Rf(環己烷:乙酸乙酯=4:1)=0.19mp=61.9℃(從二氯甲烷再結晶/環己烷);1H NMR(400MHz,CDCl3)δ=2.17(s,3H),2.32(s,3H),3.92(s,3H),4.77(s,1H),5.45(s,1H),6.59-6.53(m,1H),6.74-6.68(m,2H),6.76(d,1H,J=2.7Hz),7.09(d,1H,J=8.2Hz);13C NMR(101MHz,CDCl3)δ=20.04,21.09,55.97,110.51,112.53,116.62,123.47,127.28,128.74,130.02,131.17,138.56,140.49,146.24,154.84。C15H16O3之HRMS(ESI+)[M+Na+]:計算值:267.0997,實際值:267.0995;MS(EI,GCMS):m/z(%):244(100)[M]+,229(18)[M-CH3]+。C15H16O3之元素分析:計算值:C:73.75%,H:6.60%,實際值:C:73.70%,H:6.70%。
2,2'-二羥基-5,5'-二甲基-3'-(1,1-二甲基)-3-甲氧基聯苯
將0.69g(5mmol,1.0當量)之4-甲基癒創木酚、2.47g(15mmol,3.0當量)之4-甲基-2-三級丁酚,以及0.68g
之MTES溶解於27ml之HFIP+6ml之MeOH中,且將該電解質轉移至電解池。在電解之後於減壓下移除該溶劑及未轉化量之反應物,藉由急速層析在矽膠60上以4:1之洗提液(環己烷:乙酸乙酯)純化粗製產物,並獲得黃色油之產物(產率:36%,545mg,1.8mmol)。
Rf(環己烷:乙酸乙酯=9:1)=0.36;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ=1.46(s,9H),2.34(m,6H),3.93(s,3H),5.99(s,1H),6.01(s,1H),6.74(s,2H),6.96(d,J=1.9Hz,1H),7.14(d,J=1.9Hz,1H);13C NMR(101MHz,CDCl3)δ=21.05,21.32,29.96,35.05,56.30,77.16,111.21,124.18,124.24,125.92,127.67,129.15,129.22,130.51,137.57,139.87,146.57,150.10。C22H30O3之HRMS(ESI+)[M+Na+]:計算值:323.1623,實際值:323.1618;MS(EI,GCMS):m/z(%):300(100)[M]+,285(100)[M-CH3]+。
表1列出產率及選擇性:
a:根據n(第一酚)之經分離產率;b:經由GC測定。AB:交叉偶合產物,BB:自身偶合(homo-coupling)產物。HFIP:1,1,1,3,3,3-六氟異丙醇
表1顯示大範圍結構不同之酚類可藉由上述方法直接交叉偶合。
在本發明條件下進行之第一實驗系列(ES1)中,一般製程的修改之處係溶解0.757mmol的具有氧化電位EOx1之第二酚及2.271mmol的具有氧化電位EOx2之第二酚。
作為對照實驗,進行第二實驗系列(ES2)。此處,一般製程的修改之處係溶解0.757mmol的具有氧化電位
EOx1之第二酚及0.757mmol的具有氧化電位EOx2之第二酚。在該對照實驗中,這兩種酚類因而以相等部分存在。
電解參數:n(酚1)=0.757mmol,導電鹽:MTES,c(MTES)=0.09M,V(溶劑)=5ml,陽極:BDD/Si,陰極:BDD/Si,j=2.8mA/cm2,T=50℃,Q=2 F*n(酚1)。在電流恆定條件下進行電解。
a:根據n(第一酚)之經分離產率。
b:經由GC測定。AB:交叉偶合產物,BB:自身偶合產物。
從表2可清楚推斷,在非本發明條件下,即,在第二實驗系列(ES2)中所獲係之產率遠比在本發明實驗條件下的第一實驗系統(ES1)所獲致的產率差。
第一酚:
第二酚:
所顯示之兩種酚類各者的氧化電位係在測量系統中測定。
此處,該測定係在1,1,1,3,3,3-六氟異丙醇(HFIP)及甲醇(MeOH)中進行,其中甲醇(MeOH)之量改變(該等數字為體積%)。
工作電極:玻璃狀碳,相對電極:玻璃狀碳,參考電極:Ag/AgCl,v=10mV/s,氧化基準:I=0.1mA/cm2,c(酚)=0.152M,
導電鹽:MTES,c(MTES)=0.09M。
溶劑:HFIP及MeOH
該實驗系列清楚顯示添加甲醇可顯著提高兩個氧化電位之差(△E)。
氧化電位差(△EOx)對於產率及選擇性之影響
所使用之基材上的循環伏安法測量顯示兩個個別氧化電位差(△EOx)與該等電化學交叉偶合酚類的選擇性及產率相關。較大之電位差造成較佳產率及經改良之選擇性。
工作電極:玻璃狀碳,相對電極:玻璃狀碳,參考電極:Ag/AgCl於飽和LiCl/EtOH中之,v=10mV/s,氧化基準:I=0.05mA/cm2,c(酚)=0.152M,導電鹽:MTES,c(MTES)=0.09M。溶劑:HFIP。△EOx=E(ox.pot.coupling partner-ox.pot.table entry)。BP:副產物;GC:產物比之氣相層析積分。
圖3中,繪示對位取代基的氧化電位對所添加之甲醇量的相依性△EOx。隨著HFIP中之甲醇濃度提高,幾乎所有對位經取代之酚類的氧化電位(EOx)降低相當明顯。只有超過15%之異丙基衍生物顯示稍微上升約50mV。
表4顯示最大可能△EOx於此處是有利的。條目1顯示在HFIP/MeOH系統中之△EOx比在純HFIP中大10mV,此造成用於形成交叉偶合產物的優異選擇性。諸如自身偶合產物之副產物亦為條目2中之結果:此處,△EOx=-0.22V顯得太小而無法避免自身偶合。副反應亦嚴重降低產率,如條目3所示。此處只有-0.05V之HFIP/MeOH中的△EOx造成所形成之交叉偶合產物的量崩
潰。
工作電極:玻璃狀碳,相對電極:玻璃狀碳,參考電
極:Ag/AgCl於飽和LiCl/EtOH中之,v=10mV/s,氧化基準:I=0.05mA/cm2,c(酚)=0.152M,導電鹽:MTES,c(MTES)=0.09M。溶劑:HFIP。△EOx:ox.pot.coupling partner-ox.pot.table entry。BP:副產物;產物比之氣相層析積分。
圖4中,繪示間位取代基的氧化電位對所添加之甲醇量的相依性△EOx。就對應之偏位經取代衍生物而言,其表現與3-甲基-及3-甲氧基酚相似。在諸如異丙基及三級丁基之較大基團的實例中,EOx的剖線更複雜。在該等情況中,EOx從約13%v/v MeOH起逐漸提高。
表5顯示,於條目1中,在純HFIP中或使用18% MeOH含量均未發現最佳△EOx範圍。在二者情況下均泩生副產物,且GC產物積分表示只有相當少量交叉偶合產物。條目2顯示,隨著△EOx提高(此處,|△E|=0.25V),產率損失。此處之最佳值出現在0.13V<|△Eoptimal|<0.25V。|△E|=0.13V係於條目3中確認。此處未發生交叉偶合產物形成,然而在純HFIP中有略大之△EOx,此處可分離出微量所希望的聯苯酚。
工作電極:玻璃狀碳,相對電極:玻璃狀碳,參考電極:Ag/AgCl於飽和LiCl/EtOH中之,v=10mV/s,氧化基準:I=0.05mA/cm2,c(酚)=0.152M,導電鹽:MTES,c(MTES)=0.09M。溶劑:HFIP。△EOx=ox.pot.coupling partner-ox.pot.table entry。BP:副產物;產物比之氣相層析積分。
表6反映出對於△EOx範圍大小之個別基材類別的相依性。從而確認△EOx大小對於反應之選擇性的重要性。
表7:2,4-二取代酚類的△EOx
圖5中,繪示經2,4-二取代之酚類的氧化電位對所添加之甲醇量的相依性△EOx。2,4-二取代之酚類顯示,在誤差邊限內,氧化電位隨著甲醇濃度提高而明顯降低。
工作電極:玻璃狀碳,相對電極:玻璃狀碳,參考電極:Ag/AgCl於飽和LiCl/EtOH中之,v=10mV/s,氧化基準:I=0.05mA/cm2,c(酚)=0.152M,導電鹽:MTES,c(MTES)=0.09M。溶劑:HFIP。△EOx=ox.pot.coupling partner-ox.pot.table entry。BP:副產物;產物比之氣相層析積分。
表7反映出△EOx範圍大小的複雜性。根據取代模
式,即使小△EOx(條目2,此處△EOx=-20mV)已造成產物形成之明顯選擇性。通常,確認△EOx大小對於反應之選擇性的重要性。用於與2,3-二甲酚偶合之條目1顯示在純HFIP中有高比例自身偶合產物。此可由這兩種共反應物之實質上相同氧化電位解釋。只有在添加MeOH之實例中確實發展-30mV之△EOx。然後,實際上只可能形成不對稱產物。若所使用之酚類的氧化電位之差降低,抑制產物形成(條目2,純HFIP)。在3-(1,1-二甲基乙基)-4-甲氧酚之情況中(條目3),因後者酚衍生物係先經氧化且不可能交叉偶合,故此完全不存在此情形。
表8:3,4-二取代酚類的△EOx
圖6中,繪示經3,4-二取代之酚類的氧化電位對所添加之甲醇量的相依性△EOx。除了3,4-二甲酚之外,此處亦觀察到所有酚類之EOx稍微降低。更缺電子之衍生物從約18%v/v甲醇起經歷電位實質上恆定降低。
工作電極:玻璃狀碳,相對電極:玻璃狀碳,參考電極:Ag/AgCl於飽和LiCl/EtOH中之,v=10mV/s,氧化基準:j=0.10mA/cm2,c(酚)=0.152M,導電鹽:MTES,c(MTES)=0.09M。溶劑:HFIP。△EOx=ox.pot.coupling partner-ox.pot.table entry。BP:副產物;產物比之氣相層析積分
若兩個電位之間的差變得太大(表8,△EOx=-330mV,純HFIP),所使用之4-甲基癒創木酚明顯電化學燃燒(electrochemical combustion)。
由所進行的實驗看出,可經由溶劑或溶劑混合物影響這兩種酚類之氧化電位之間的差(△E)。此外,已顯示這兩種酚類之氧化電位之間的差(△E)對於偶合表現/結果有明顯顯示。因此,證實這兩種具有不同氧化電位之酚類的偶合反應可經由適當選擇溶劑或溶劑混合物予以控制。
1‧‧‧鎳陰極
2‧‧‧特夫綸塞
3‧‧‧冷卻夾套
4‧‧‧螺夾
5‧‧‧矽
6‧‧‧密封件
7‧‧‧磁性攪拌棒
Claims (13)
- 一種具有通式(I)至(III)中之一者的化合物,
- 如申請專利範圍第1項之化合物,其中R2、R3、R4、R5、R6、R7、R10、R11、R12、R13、R14、R16、R18、R19、R20、R21、R24係選自:-H、-烷基。
- 如申請專利範圍第1及2項中任一項之化合物,其中R4及R5為-H。
- 如申請專利範圍第2項之化合物,其中R3及R6為-烷基。
- 如申請專利範圍第2項之化合物,其中R11為-O-烷基。
- 如申請專利範圍第2項之化合物,其中R13為-烷基。
- 如申請專利範圍第2項之化合物,其中R19為-烷基。
- 一種用於製備如申請專利範圍第1項之化合物之電化學方法,其包括以下處理步驟:a)將溶劑或溶劑混合物及導電鹽引入反應容器,b)將具有氧化電位|EOx1|之第一酚加入該反應容器,c)將具有氧化電位|EOx2|之第二酚加入該反應容器,其中:|EOx2|>|EOx1|且|EOx2|-|EOx1|=|△E|,該第二酚係相對於該第一酚過量添加,且該溶劑或溶劑混合物係經選擇以使|△E|在10mV至450mV之範圍內,d)將兩個電極引入該反應溶液,e)對該等電極施加電壓,f)將該第一酚偶合至該第二酚以提供如申請專利範圍第1項之化合物,其中該第一酚對該第二酚的莫耳比係在1:2至1:4之範圍 內,及其中該第一酚及該第二酚係選自:Ia、Ib、IIa、IIb、IIIa、IIIb:
- 如申請專利範圍第8項之方法,其中該第二酚相對於該第一酚係以至少兩倍之量使用。
- 如申請專利範圍第9項之方法,其中該第一酚或第二酚具有-O-烷基。
- 如申請專利範圍第9項之方法,其中該溶劑或溶劑混合物係經選擇以使|△E|在20mV至400mV之範圍內。
- 如申請專利範圍第9項之方法,其中該反應溶液不含有機氧化劑。
- 如申請專利範圍第8項之方法,其中若R3為-Me,R1及R2不同時為-H。
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