TWI588298B - 苯胺之電化學偶合方法 - Google Patents

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Description

苯胺之電化學偶合方法
本發明係關於偶合苯胺以獲得聯芳二胺的電化學方法。
"苯胺"一詞係以通稱方式用在本申請案中且因此涵蓋經取代之苯胺。在此可能互相偶合二個相同或二個不同之苯胺。
迄今用於製備聯芳二胺(biaryldiamine)之方法係利用二芳基肼(diarylhydrazine)之σ遷移重排的間接途徑(參見：S.-E.Suh,I.-K.Park,B.-Y.Lim,C.-G.Cho,Eur.J.Org.Chem.2011,3,455,H.-Y.Kim,W.-J.Lee,H.-M.Kang,C.-G.Cho,Org.Lett.2007,16,3185,H.-M.Kang,Y.-K.Lim,I.-J.Shin,H.-Y.Kim,C.-G.Cho,Org.Lett.2006,10,2047,Y.-K.Lim,J.-W.Jung,H.Lee,C.-G.Cho,J.Org.Chem.2004,17,5778)，以獲得聯芳基系統，因為苯胺衍生物與無機氧化劑(諸如Cu(II))之直接氧化交叉偶合有差的產率且僅已對萘基胺描述(參見：M. Smrcina,S.Vyskocil,B.Maca,M.Polasek,T.A.Claxton,A.P.Abbott,P.Kocovsky,J.Org.Chem.1994,59,2156)。
聯苯胺/半聯胺重排通常並非極具選擇性的且產生很多致癌副產物。該肼常在過渡金屬觸媒幫助下被合成，而構成另外之成本因素。
上述之苯胺-苯胺交叉偶合方法的大缺點是頻繁地需要乾溶劑及排出空氣。此外，有時使用大量氧化劑(某些具有毒性)。在該反應期間，有毒副產物常出現而必須以昂貴且不方便之方式由所要產物分離出且用大的成本處置。由於逐漸稀少的原料及提高之環境保護關聯性，此種轉換之成本正在提高。特別是在利用多階段系列之情況中，多種溶劑間之交換是需要的。再者，在此出現極毒之中間物。
藉由電化學處理，製備聯芳二胺，無需添加有機氧化劑、排除水份或觀察厭氧反應管控。
C-C偶合之直接方法開創一種不昂貴且對環境友善之方法以替代一般在有機合成中之現有的多階段合成途徑。
本發明所解決之問題是提供電化學方法，其中苯胺可互相偶合，且可免除使用金屬試劑之多階段合成。此外，以此能獲得新產物。
藉由依照申請專利範圍第1或2項之方法解決問題。
通式(I)至(IV)之一的化合物可藉由所述方法製備：
其中取代基R1至R48各自獨立選自下列群組：氫、羥基、(C1-C12)-烷基、(C1-C12)-雜烷基、(C4-C14)-芳基、(C4-C14)-芳基-(C1-C12)-烷基、(C4-C14)-芳基-O-(C1-C12)-烷基、(C3-C14)-雜芳基、(C3-C14)- 雜芳基-(C1-C12)-烷基、(C3-C12)-環烷基、(C3-C12)-環烷基-(C1-C12)-烷基、(C3-C12)-雜環烷基、(C3-C12)-雜環烷基-(C1-C12)-烷基、O-(C1-C12)-烷基、O-(C1-C12)-雜烷基、O-(C4-C14)-芳基、O-(C4-C14)-芳基-(C1-C14)-烷基、O-(C3-C14)-雜芳基、O-(C3-C14)-雜芳基-(C1-C14)-烷基、O-(C3-C12)-環烷基、O-(C3-C12)-環烷基-(C1-C12)-烷基、O-(C3-C12)-雜環烷基、O-(C3-C12)-雜環烷基-(C1-C12)-烷基、鹵素、S-(C1-C12)-烷基、S-(C1-C12)-雜烷基、S-(C4-C14)-芳基、S-(C4-C14)-芳基-(C1-C14)-烷基、S-(C3-C14)-雜芳基、S-(C3-C14)-雜芳基-(C1-C14)-烷基、S-(C3-C12)-環烷基、S-(C3-C12)-環烷基-(C1-C12)-烷基、S-(C3-C12)-雜環烷基、(C1-C12)-醯基、(C4-C14)-芳醯基、(C4-C14)-芳醯基-(C1-C14)-烷基、(C3-C14)-雜芳醯基、(C1-C14)-二烷基磷醯基、(C4-C14)-二芳基磷醯基、(C3-C12)-烷基磺醯基、(C3-C12)-環烷基磺醯基、(C4-C12)-芳基磺醯基、(C1-C12)-烷基-(C4-C12)-芳基磺醯基、(C3-C12)-雜芳基磺醯基、(C=O)O-(C1-C12)-烷基、(C=O)O-(C1-C12)-雜烷基、(C=O)O-(C4-C14)-芳基，其中所述之烷基、雜烷基、環烷基、雜環烷基、芳基及雜芳基係隨意經單或多取代。
烷基表示未分枝或分枝的脂族基團。
芳基表示芳香族(烴基)基團，其較佳具有至多14個碳原子，例如苯基(C6H5-)、萘基(C10H7-)、蒽基 (C14H9-)，較佳是苯基。
環烷基表示在環中僅含有碳原子之飽和環狀烴。
雜烷基表示未分枝或分枝之脂族基團，其可含有1至4個(較佳1或2個)選自N、O、S及經取代之N所組成之群組的雜原子。
雜芳基表示其中之1至4個(較佳1或2個)碳原子可藉由選自N、O、S及經取代之N所組成之群組的雜原子代替的芳基，其中該雜芳基也可以是較大之稠合環結構之部分。
雜環烷基表示可含有1至4個(較佳1或2個)選自N、O、S及經取代之N所組成之群組的雜原子之飽和環狀烴。
可為稠合環結構之部分的雜芳基較佳了解是指其中形成稠合的5或6員環的系統，例如苯并呋喃、異苯并呋喃、吲哚、異吲哚、苯并噻吩、苯并(c)噻吩、苯并咪唑、嘌呤、吲唑、苯并唑、喹啉、異喹啉、喹啉、喹唑啉、啉、吖啶。
所提及之經取代之N可以是經單取代的，且烷基、雜烷基、環烷基、雜環烷基、芳基及雜芳基係經選自以下所組成之群組的基團單或多取代(更佳地單、二或三取代)：氫、(C1-C14)-烷基、(C1-C14)-雜烷基、(C4-C14)-芳基、(C4-C14)-芳基-(C1-C14)-烷基、(C3-C14)-雜芳基、(C3-C14)-雜芳基-(C1-C14)-烷基、(C3-C12)-環烷基、(C3-C12)-環烷基-(C1-C14)-烷基、(C3-C12)- 雜環烷基、(C3-C12)-雜環烷基-(C1-C14)-烷基、CF3、鹵素(氟、氯、溴、碘)、(C1-C10)-鹵烷基、羥基、(C1-C14)-烷氧基、(C4-C14)-芳氧基、O-(C1-C14)-烷基-(C4-C14)-芳基、(C3-C14)-雜芳氧基、N((C1-C14)-烷基)2、N((C4-C14)-芳基)2、N((C1-C14)-烷基)((C4-C14)-芳基)，其中烷基、芳基、環烷基、雜烷基、雜芳基及雜環烷基分別如以上所定義。
在一具體例中，R1、R2、R11、R12、R13、R14、R22、R23、R25、R26、R33、R34、R38、R39、R46、R47係選自-H及/或在"Greene's Protective Groups in Organic Synthesis" by P.G.M.Wuts and T.W.Greene,4th edition,Wiley Interscience,2007,p.696-926中所述之胺基官能的保護基。
在一具體例中，R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R24、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R35、R36、R37、R40、R41、R42、R43、R44、R45、R48係選自氫、羥基、(C1-C12)-烷基、(C1-C12)-雜烷基、(C4-C14)-芳基、(C4-C14)-芳基-(C1-C12)-烷基、O-(C1-C12)-烷基、O-(C1-C12)-雜烷基、O-(C4-C14)-芳基、O-(C4-C14)-芳基-(C1-C14)-烷基、O-(C3-C14)-雜芳基、O-(C3-C14)-雜芳基-(C1-C14)-烷基、O-(C3-C12)-環烷基、O-(C3-C12)-環烷基-(C1-C12)-烷基、O-(C3-C12)-雜環烷基、O-(C3-C12)-雜環烷基-(C1-C12)-烷基、S-(C1-C12)-烷 基、S-(C4-C14)-芳基、鹵素之群組，其中所述之烷基、雜烷基、環烷基、雜環烷基、芳基及雜芳基係隨意地經單或多取代。
在一具體例中，R1、R2、R11、R12、R13、R14、R22、R23、R25、R26、R33、R34、R38、R39、R46、R47係選自：-H、(C1-C12)-醯基。
在一具體例中，R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R24、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R35、R36、R37、R40、R41、R42、R43、R44、R45、R48係選自：氫、羥基、(C1-C12)-烷基、(C4-C14)-芳基、O-(C1-C12)-烷基、O-(C1-C12)-雜烷基、O-(C4-C14)-芳基、O-(C3-C12)-環烷基、S-(C1-C12)-烷基、S-(C4-C14)-芳基、鹵素，其中所述之烷基、雜烷基、環烷基及芳基係隨意地經單或多取代。
主張一種苯胺之電化學偶合方法。
用於製備聯芳二胺的電化學方法，其包含下列方法步驟：a)將溶劑或溶劑混合物及導電鹽導入反應槽，b)將苯胺(其可以是二種不同之苯胺或只一種苯胺)添加至該反應槽，c)將二個電極導入該反應溶液中，d)將電壓施加至該電極，e)使第一苯胺互相偶合或與第二苯胺偶合以獲得聯 芳二胺。
方法步驟a)至c)在此可以任何順序進行。
該方法之進行可在不同碳電極(特別是玻璃碳、摻雜硼之鑽石、石墨、碳纖維、奈米管)、金屬氧化物電極及金屬電極。施加在1-50毫安培/平方公分範圍內之電流密度。
該聯芳二胺之分離(workup)及回收是極簡單的且是在該反應已結束後藉由普通之標準分離(separation)方法進行。首先，將該電解質溶液蒸餾1次且個別化合物以不同之部份(fraction)形式分開地被獲得。進一步之純化可藉由例如結晶、蒸餾、昇華或層析進行。
該電解係在熟習此技藝者已知之慣用的電解槽中進行。合適的電解槽對係熟習此技藝者所已知的。
依照本發明之方法解決前面所提及之問題。
以此方式，可製備經由相同苯胺之偶合所形成之聯芳二胺及/或製備經由二種不同苯胺之電化學偶合所形成之聯芳二胺。
本文中，苯胺係與相同之苯胺或與具不同氧化電位的苯胺偶合。
用於製備聯芳二胺的電化學方法，其包含下列方法步驟：a')將溶劑或溶劑混合物及導電鹽導入反應槽，b')將具有氧化電位| E Ox 1 |之第一苯胺添加至該反應槽， c')將具有氧化電位| E Ox 2 |之第二苯胺添加至該反應槽，其中：|E Ox 2|>|E Ox 1|且|E Ox 2|-|E Ox 1|=|△E| , 該第二苯胺相對該第一苯胺係過量被添加，且選擇該溶劑或溶劑混合物以使| △E |在10mV至450mV範圍內，d')將二個電極導入該反應溶液中，e')將電壓施加至該電極，f')使第一苯胺與第二苯胺偶合以獲得聯芳二胺。
在不同分子之電化學偶合中所發生之問題是：該共反應物通常具有不同的氧化電位E Ox 。結果是：例如，具有較低氧化電位之分子與具有較高氧化電位之分子相比，具有較高之驅力以將電子(e-)釋放至陽極且H+離子釋放至溶劑。可經由Nernst方程式計算該氧化電位E Ox ：E Ox =E°+(0.059/n)* Ig([Ox]/[Red])
E Ox ：氧化反應之電極電位(=氧化電位)
E°：標準電極電位
n：傳送之電子數
[Ox]：氧化型之濃度
[Red]：還原型之濃度
若以上所援引之文獻方法是要應用於二種不同之苯胺，則結果是會優先形成具有較低氧化電位之分子的基團，且然後這些會互相反應。顯然，所得之占優勢之主產物因此會是由二個相同苯胺所形成之聯芳二胺。此問題在偶合相同分子中並不發生。
若不符合第一條件。所形成之主要產物是經由單一種苯胺之二個分子偶合所形成之聯芳二胺。
為要在二種不同苯胺的偶合中有效率地管控反應，需要二種反應條件：- 具有較高氧化電位之苯胺必須被過量添加，及- 該兩氧化電位之差(△E)必須在特定範圍內。
對於依照本發明之方法，兩苯胺之絕對氧化電位的知識並不絕對需要。獲知兩氧化電位之間的差即足夠。
本發明之另一方面是：兩氧化電位之差(| △E |)可受所用之溶劑或溶劑混合物影響。
例如，兩氧化電位之差(| △E |)可藉由溶劑/溶劑混合物之合適選擇而移至所要範圍內。
由作為基本溶劑之1,1,1,3,3,3-六氟異丙醇(HFIP)開始，過小之| △E |可藉由例如添加醇而增加。相對地，過大之| △E |可藉由添加水而降低。
在依照本發明之方法的幫助下，首次可電化學地製備聯芳二胺，且免除使用金屬試劑之多階段合成。
在該方法之一變化型中，該第二苯胺以相對於該第一苯胺至少二倍之量被使用。
在該方法之一變化型中，第一苯胺對第二苯胺之比率是在1：2至1：4之範圍內。
在該方法之一變化型中，導電鹽係選自鹼金屬、鹼土金屬、四(C1-C6-烷基)銨、1,3-二(C1-C6-烷基)咪唑鎓或四(C1-C6-烷基)鏻鹽之群組。
在該方法之一變化型中，導電鹽之相對離子(counterion)係選自硫酸根、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、氟離子及過氯酸根之群組。
在該方法之一變化型中，該導電鹽係選自四(C1-C6-烷基)銨鹽，且該相對離子係選自硫酸根、烷基硫酸根、芳基硫酸根。
在該方法之一變化型中，該反應溶液不含經氟化之化合物。
在該方法之一變化型中，該反應溶液不含過渡金屬。
在該方法之一變化型中，該反應溶液不含有機氧化劑。
在該方法之一變化型中，該反應溶液不含具有非氫原子之離去官能基的基材(substrate)。
在所主張之方法中，在該偶合處可免除氫原子以外之離去基團。
在該方法之一變化型中，該第一苯胺及該第二苯胺係選自：Ia、Ib、IIa、IIb、IIIa、IIIb、IVa、IVb：
其中取代基R1至R48各自獨立選自下列群組：氫、羥基、(C1-C12)-烷基、(C1-C12)-雜烷基、(C4-C14)-芳基、(C4-C14)-芳基-(C1-C12)-烷基、(C4-C14)-芳基-O-(C1-C12)-烷基、(C3-C14)-雜芳基、(C3-C14)-雜芳基-(C1-C12)-烷基、(C3-C12)-環烷基、(C3-C12)-環烷基-(C1-C12)-烷基、(C3-C12)-雜環烷基、(C3-C12)-雜環烷基-(C1-C12)-烷基、O-(C1-C12)-烷基、O-(C1-C12)-雜烷基、O-(C4-C14)-芳基、O-(C4-C14)- 芳基-(C1-C14)-烷基、O-(C3-C14)-雜芳基、O-(C3-C14)-雜芳基-(C1-C14)-烷基、O-(C3-C12)-環烷基、O-(C3-C12)-環烷基-(C1-C12)-烷基、O-(C3-C12)-雜環烷基、O-(C3-C12)-雜環烷基-(C1-C12)-烷基、鹵素、S-(C1-C12)-烷基、S-(C1-C12)-雜烷基、S-(C4-C14)-芳基、S-(C4-C14)-芳基-(C1-C14)-烷基、S-(C3-C14)-雜芳基、S-(C3-C14)-雜芳基-(C1-C14)-烷基、S-(C3-C12)-環烷基、S-(C3-C12)-環烷基-(C1-C12)-烷基、S-(C3-C12)-雜環烷基、(C1-C12)-醯基、(C4-C14)-芳醯基、(C4-C14)-芳醯基-(C1-C14)-烷基、(C3-C14)-雜芳醯基、(C1-C14)-二烷基磷醯基、(C4-C14)-二芳基磷醯基、(C3-C12)-烷基磺醯基、(C3-C12)-環烷基磺醯基、(C4-C12)-芳基磺醯基、(C1-C12)-烷基-(C4-C12)-芳基磺醯基、(C3-C12)-雜芳基磺醯基、(C=O)O-(C1-C12)-烷基、(C=O)O-(C1-C12)-雜烷基、(C=O)O-(C4-C14)-芳基，其中所提及之烷基、雜烷基、環烷基、雜環烷基、芳基及雜芳基係隨意經單或多取代。
烷基表示未分枝或分枝的脂族基團。
芳基表示芳香族(烴基)基團，其較佳具有至多14個碳原子，例如苯基(C6H5-)、萘基(C10H7-)、蒽基(C14H9-)，較佳是苯基。
環烷基表示在環中僅含有碳原子之飽和環狀烴。
雜烷基表示未分枝或分枝之脂族基團，其可含有1至4個(較佳1或2個)選自N、O、S及經取代之N所組 成之群組的雜原子。
雜芳基表示其中之1至4個(較佳1或2個)碳原子可藉由選自N、O、S及經取代之N所組成之群組的雜原子代替的芳基，其中該雜芳基也可以是較大之稠合環結構之部分。
雜環烷基表示可含有1至4個(較佳1或2個)選自N、O、S及經取代之N所組成之群組的雜原子之飽和環狀烴。
可為稠合環結構之部分的雜芳基較佳了解是指其中形成稠合的5或6員環的系統，例如苯并呋喃、異苯并呋喃、吲哚、異吲哚、苯并噻吩、苯并(c)噻吩、苯并咪唑、嘌呤、吲唑、苯并唑、喹啉、異喹啉、喹啉、喹唑啉、啉、吖啶。
所提及之經取代之N可以是經單取代的，且烷基、雜烷基、環烷基、雜環烷基、芳基及雜芳基係經選自以下所組成之群組的基團單或多取代(更佳地單、二或三取代)：氫、(C1-C14)-烷基、(C1-C14)-雜烷基、(C4-C14)-芳基、(C4-C14)-芳基-(C1-C14)-烷基、(C3-C14)-雜芳基、(C3-C14)-雜芳基-(C1-C14)-烷基、(C3-C12)-環烷基、(C3-C12)-環烷基-(C1-C14)-烷基、(C3-C12)-雜環烷基、(C3-C12)-雜環烷基-(C1-C14)-烷基、CF3、鹵素(氟、氯、溴、碘)、(C1-C10)-鹵烷基、羥基、(C1-C14)-烷氧基、(C4-C14)-芳氧基、O-(C1-C14)-烷基-(C4-C14)-芳基、(C3-C14)-雜芳氧基、N((C1-C14)-烷 基)2、N((C4-C14)-芳基)2、N((C1-C14)-烷基)((C4-C14)-芳基)，其中烷基、芳基、環烷基、雜烷基、雜芳基及雜環烷基分別如以上所定義。
在一具體例中，R1、R2、R11、R12、R13、R14、R22、R23、R25、R26、R33、R34、R38、R39、R46、R47係選自-H及/或在"Greene's Protective Groups in Organic Synthesis"by P.G.M.Wuts and T.W.Greene,4th edition,Wiley Interscience,2007,p.696-926中所述之胺基官能的保護基。
在一具體例中，R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R24、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R35、R36、R37、R40、R41、R42、R43、R44、R45、R48係選自氫、羥基、(C1-C12)-烷基、(C1-C12)-雜烷基、(C4-C14)-芳基、(C4-C14)-芳基-(C1-C12)-烷基、O-(C1-C12)-烷基、O-(C1-C12)-雜烷基、O-(C4-C14)-芳基、O-(C4-C14)-芳基-(C1-C14)-烷基、O-(C3-C14)-雜芳基、O-(C3-C14)-雜芳基-(C1-C14)-烷基、O-(C3-C12)-環烷基、O-(C3-C12)-環烷基-(C1-C12)-烷基、O-(C3-C12)-雜環烷基、O-(C3-C12)-雜環烷基-(C1-C12)-烷基、S-(C1-C12)-烷基、S-(C4-C14)-芳基、鹵素之群組，其中所述之烷基、雜烷基、環烷基、雜環烷基、芳基及雜芳基係隨意地經單或多取代。
在一具體例中，R1、R2、R11、R12、R13、R14、 R22、R23、R25、R26、R33、R34、R38、R39、R46、R47係選自：-H、(C1-C12)-醯基。
在一具體例中，R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R24、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R35、R36、R37、R40、R41、R42、R43、R44、R45、R48係選自氫、羥基、(C1-C12)-烷基、(C4-C14)-芳基、O-(C1-C12)-烷基、O-(C1-C12)-雜烷基、O-(C4-C14)-芳基、O-(C3-C12)-環烷基、S-(C1-C12)-烷基、S-(C4-C14)-芳基、鹵素之群組，其中所述之烷基、雜烷基、環烷基及芳基係隨意地經單或多取代。
本文中，下列組合在此是可能的：
本發明在下文中藉由諸圖詳細說明。
1‧‧‧鎳陰極
2‧‧‧鐵氟龍塞子
3‧‧‧冷卻用套管
4‧‧‧螺絲夾
5‧‧‧陽極
6‧‧‧封條
7‧‧‧磁性攪拌棒
1'‧‧‧玻璃套筒
2'‧‧‧螺絲夾
3'‧‧‧電極
4'‧‧‧磁性攪拌棒
5'‧‧‧玻璃凸緣
圖1顯示一種反應設備，於其中可進行上述偶合反應。該設備包含鎳陰極(1)以及在矽或其他支撐材料上之摻雜硼的鑽石(BDD)或熟習此技藝者已知的其他電極材料的陽極(5)。該設備可在冷卻用套管(3)之輔助下被冷卻。在此之箭頭指明冷卻用水之流動方向。反應室以鐵氟 龍塞子(2)密封。反應混合物藉由磁性攪拌棒(7)混合。在陽極側，該設備係利用螺絲夾(4)和封條(6)來密封。
圖2顯示一種反應設備，於其中可大規模進行上述偶合反應。該設備包含二個玻璃凸緣(5')，通過彼等，藉由螺絲夾(2')及封條，將以摻雜硼之鑽石(BDD)塗覆的載體材料或熟習此技藝者已知之其他電極材料的電極(3')壓上。反應室可經由玻璃套筒(1')配備迴流冷凝器。反應混合物在磁性攪拌棒(4')之輔助下被混合。
實施例 一般程序 循環伏安法(CV)
使用配備μAutolab III型恆電位器之Metrohm 663 VA架(Metrohm AG,Herisau，瑞士)。WE：玻璃碳電極，直徑2毫米；AE：玻璃碳棒；RE：Ag/AgCl於飽和LiCl/EtOH中。溶劑：HFIP+0-25% v/v MeOH。氧化準則：j=0.1毫安培/平方公分，v=50毫伏特/秒，T=20℃。在測量期間混合。c(苯胺衍生物)=151mM，導電鹽：Et3NMe O3SOMe(MTES)，c(MTES)=0.09M。
層析
採取快速層析法之製備型液相層析分離係利用由 Macherey-Nagel GmbH & Co,Düren所得之60M矽膠(0.040-0.063毫米)以1.6巴之最大壓力進行。未加壓之分離係利用由Merck KGaA,Darmstadt所得之Geduran Si 60矽膠(0.063-0.200毫米)進行。作為洗提劑之溶劑((工業級)乙酸乙酯、(工業級)環己烷)已藉由旋轉蒸發器之蒸餾預先純化。
為供薄層層析(TLC)，使用得自Merck KGaA,Darmstadt之現成的PSC矽膠60 F254板。Rf值係以所用之洗提劑混合物的函數關係被報告。該TLC板之沾染係使用鈰-鉬磷酸(cerium-molybdatophosphoric acid)溶液作為浸漬試劑來實施。鈰-鉬磷酸試劑：5.6克之鉬磷酸、2.2克之硫酸鈰(IV)四水合物及13.3克之濃硫酸於200毫升之水中。
氣相層析(GC/GCMS)
在由日本之Shimadzu所得的GC-2010氣相層析儀的幫助下，進行產物混合物及純物質之氣相層析(GC)分析。利用由美國之Agilent Technologies所得的HP-5石英毛細管柱(長：30公尺；內徑：0.25毫米；共價結合之靜止相的膜厚度：0.25微米；載送氣體：氫；注射器溫度：250℃；偵測器溫度：310℃；程序："hard"方法：開始溫度50℃ 1分鐘，加熱速率：15℃/分鐘，最後溫度：290℃ 8分鐘)進行測量。產物混合物和純物質之氣相層析質譜(GCMS)在GC-2010氣相層析儀與由日本之 Shimadzu所得的GCMS-QP2010質量偵測器結合幫助下被記錄。利用由美國之Agilent Technologies所得的HP-1石英毛細管柱(長：30公尺；內徑：0.25毫米；共價結合之靜止相的膜厚度：0.25微米；載送氣體：氫；注射器溫度：250℃；偵測器溫度：310℃；程序："hard"方法：開始溫度50℃ 1分鐘，加熱速率：15℃/分鐘，最後溫度：290℃ 8分鐘；GCMS：離子源溫度：200℃)進行測量。
熔點
熔點在由美因茲(Mainz)之HW5所得的SG 2000熔點測量儀的輔助下被測量且未校正。
元素分析
在美因茲之約翰內斯古騰堡大學(Johannes Gutenberg University of Mainz)的有機化學系的分析部門中，利用由哈瑙(Hanau)之Foss-Heraeus所得的Vario EL Cube進行元素分析。
質譜法
利用由麻薩諸塞州之米爾福德之Waters Micromasses所得之QTof Ultima 3進行全部的電灑離子化分析(ESI+)。利用由不萊梅(Bremen)之Thermo Finnigan所得之MAT 95XL型扇型場儀(sector-field instrument type)測量EI質譜和高解析EI質譜。
NMR光譜法
利用由Bruker,Analytische Messtechnik,Karlsruhe所得之AC 300或AV II 400型多核共振光譜計，進行NMR光譜研究。所用溶劑是CDCl3。依照美國劍橋同位素實驗室之NMR溶劑數據圖表之未氘化溶劑之殘餘量，校正1H及13C光譜。一些1H及13C訊號在H,H COSY,H,H NOESY,H,C HSQC及H,C HMBC光譜之幫助下被辨識。化學位移係報告為δ值(單位是ppm)。對於該NMR訊號之多重性，使用以下之簡稱：s(單峯)、bs(廣單峯)、d(雙峯)、t(三峯)、q(四峯)、m(多峯)、dd(二個雙峯)、dt(二個三峯)、tq(三個四峯)。全部偶合常數J係與所涵蓋之鍵結數目被報告(單位是赫茲(Hz))。在訊號辨識(signal assignment)中所報告之數目對應於在化學式圖表中所給之數目，其無需對應於IUPAC命名法。
GM1：一般用於電化學交叉偶合的方法
2-4毫莫耳之個別短缺成分(deficiency component)與6-12毫莫耳之個別第二成分溶解在一起以在具有玻璃碳電極之未分隔之燒杯槽中所專用且轉化的大量1,1,1,3,3,3-六氟異丙醇(HFIP)及MeOH中被偶合。該電解係在恆電流條件下進行。該反應被攪拌且在水浴幫助下加熱至50℃。在該電解結束時，槽內容物與HFIP送入50 毫升圓底燒瓶中且該溶劑在減壓下利用旋轉蒸發器在50℃及200-70毫巴下移除。未轉化之反應物藉由短路程蒸餾或古加羅(Kugelrohr)蒸餾(100℃、10-3毫巴)保留。
電極材料
陽極：玻璃碳
陰極：玻璃碳
電解條件：
溫度[T]：50℃
電流[I]：25毫安培
電流密度[j]：2.8毫安培/平方公分
電荷數量[Q]：2F(每個短缺成分)
端電壓[Umax]：3-5V
N-(6-(2-乙醯胺基-4-甲氧基-5-甲基苯基)3,4-伸甲基二氧基苯基)乙醯胺
依照GM1在具有玻璃碳電極之未分隔的燒杯槽中進 行電解。為此目的，將0.68克(3.8毫莫耳，1.0Äquiv.)之N-(3,4-伸甲基二氧基苯基)乙醯胺及2.04克(11.4毫莫耳，3.0Äquiv.)之N-(3,4-二甲氧基苯基)乙醯胺溶在25毫升HFIP中，添加0.77克之MTBS且該電解質送至電解槽。在電解後，溶劑及未轉化之大量反應物在減壓下被移除，且粗產物藉由利用矽膠60之快速層析法以1：3洗提劑(CH：EE)+1%之乙酸純化且獲得為棕色固體之產物。
產率：718毫克(55%，2.1毫莫耳)
選擇率：15：1(交叉偶合：自偶合(homo coupling))
GC(方法hart，HP-5)：tR=17.37分鐘
Rf(CH：EE=1：3)=0.21 1H-NMR(300MHz，CDCl3)δ=1.94(s，3H)、1.98(s，3H)、2.18(s，3H)、3.86(s，3H)、5.95-6.07(m，2H)、6.62(s，1H)、6.89(bs，1H)、7.02(bs，1H)、7.48(m，2H)、7.70(s，1H)；13C-NMR(75MHz，CCl3)δ=15.79、23.84、24.19、55.50、101.67、104.89、105.42、110.01、119.90、122.70、123.59、129.47、132.04、134.26、145.22、147.76、157.88、169.36、169.44。
C19H20N2O5之HRMS(ESI+)[M+Na+]：ber：379.1270，gef.：379.1265
MS(EI，GCMS)：m/z(%)：356(80)[M]+，297(80)[M-CH3CONH2]+。
1‧‧‧鎳陰極
2‧‧‧鐵氟龍塞子
3‧‧‧冷卻用套管
4‧‧‧螺絲夾
5‧‧‧陽極
6‧‧‧封條
7‧‧‧磁性攪拌棒

Claims (4)

  1. 一種用於製備聯芳二胺的電化學方法，其包含下列方法步驟：a')將溶劑或溶劑混合物及導電鹽導入反應槽，b')將具有氧化電位|E Ox 1|之第一苯胺添加至該反應槽，c')將具有氧化電位|E Ox 2|之第二苯胺添加至該反應槽，其中：|E Ox 2|>|E Ox 1|且|E Ox 2|-|E Ox 1|=|△E|,該第二苯胺相對該第一苯胺係過量被添加，且選擇溶劑或溶劑混合物以使|△E|在10mV至450mV範圍內，d')將二個電極導入反應溶液中，e')將電壓施加至該電極，f')使第一苯胺與第二苯胺偶合以獲得聯芳二胺，其中，第一苯胺對第二苯胺之莫耳比率是在1：2至1：4之範圍內，以及其中，該第一苯胺及該第二苯胺係選自：Ia、Ib、IIa、IIb、IIIa、IIIb、IVa、IVb： 其中取代基R1至R48各自獨立選自下列群組：氫、羥基、(C1-C12)-烷基、(C1-C12)-雜烷基、(C4-C14)-芳基、(C4-C14)-芳基-(C1-C12)-烷基、(C4-C14)-芳基-O-(C1-C12)-烷基、(C3-C14)-雜芳基、(C3-C14)-雜芳基-(C1-C12)-烷基、(C3-C12)-環烷基、(C3-C12)-環烷基-(C1-C12)-烷基、(C3-C12)-雜環烷基、(C3-C12)-雜環烷基-(C1-C12)-烷基、O-(C1-C12)-烷基、O-(C1-C12)- 雜烷基、O-(C4-C14)-芳基、O-(C4-C14)-芳基-(C1-C14)-烷基、O-(C3-C14)-雜芳基、O-(C3-C14)-雜芳基-(C1-C14)-烷基、O-(C3-C12)-環烷基、O-(C3-C12)-環烷基-(C1-C12)-烷基、O-(C3-C12)-雜環烷基、O-(C3-C12)-雜環烷基-(C1-C12)-烷基、鹵素、S-(C1-C12)-烷基、S-(C1-C12)-雜烷基、S-(C4-C14)-芳基、S-(C4-C14)-芳基-(C1-C14)-烷基、S-(C3-C14)-雜芳基、S-(C3-C14)-雜芳基-(C1-C14)-烷基、S-(C3-C12)-環烷基、S-(C3-C12)-環烷基-(C1-C12)-烷基、S-(C3-C12)-雜環烷基、(C1-C12)-醯基、(C4-C14)-芳醯基、(C4-C14)-芳醯基-(C1-C14)-烷基、(C3-C14)-雜芳醯基、(C1-C14)-二烷基磷醯基、(C4-C14)-二芳基磷醯基、(C3-C12)-烷基磺醯基、(C3-C12)-環烷基磺醯基、(C4-C12)-芳基磺醯基、(C1-C12)-烷基-(C4-C12)-芳基磺醯基、(C3-C12)-雜芳基磺醯基、(C=O)O-(C1-C12)-烷基、(C=O)O-(C1-C12)-雜烷基、(C=O)O-(C4-C14)-芳基，其中該烷基、雜烷基、環烷基、雜環烷基、芳基及雜芳基係隨意經單或多取代。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該溶劑或溶劑混合物係經選擇以使|△E|是在20mV至400mV之範圍內。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該反應溶液不含有機氧化劑。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中 下列組合在此是可能的：
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