專利名稱：從1,4-二鹵代-1,4-二(三甲基硅基)-1,3-丁二烯衍生物制備1,1,4,4-四鹵代-1,3-丁二 ...的制作方法
技術領域：
本發明涉及具有多種取代基的1,1，4，4-四鹵代-1,3-丁二烯衍生物的通用合成方法，屬于 有機合成中間體以及新功能材料合成領域。
具有多種取代基的1,1，4，4-四鹵代-1,3-丁二烯衍生物是重要的有機合成中間體，由于丁 二烯骨架的存在，它在有機合成當中常常表現出特殊的性質，是構建碳環、雜環化合物的 好方法，而且這些雜環化合物往往具有不同的光電性質，在功能材料領域具有廣泛的應用 前景。丁二烯基鹵化物發生偶聯反應構筑不同的碳碳鍵，反應產率高，選擇性好，其本身 就可以作為功能片斷嵌入到各種分子結構中去。多個鹵素的存在， 一方面多個反應位點拓 寬了應用范圍，同時還表現出偕二鹵代烯烴的特殊性質。另一方面通過分步偶聯反應可以 實現底物的多級功能團化。
但到目前為止，關于四鹵代丁二烯的合成方法和反應性質研究的比較少，還沒有通用 的合成方法，只有為數不多的報導，例如四溴代丁三烯與呋喃發生D-A反應就得到如下所 示的四溴代丁二烯衍生物(Org. Lett, 2004， 6， 2081 )。
本發明的目的是提供一種合成可具有多種取代基的1， 1， 4， 4-四鹵代丁二烯衍生物的 通用方法。本發明的技術方案如下
將1,4-二鹵代-l,4-二(三甲基硅基)-l，3-丁二烯衍生物的二氯甲烷溶液在S-45。C的低溫
下直接與2.5-4.0當量的液溴反應，然后加入過量亞硫酸氫鈉水溶液并攪拌，分離有機相 和水相，水相用有機溶劑洗滌。合并有機相，經濃縮、純化即可得到1，1,4,4-四鹵代-1,3-丁二烯衍生物。其基本反應式如下
背景技術：
發明內容
<formula>formula see original document page 4</formula>
其中所述1,4-二鹵代-1,4-二(三甲基硅基)-1，3-丁二烯衍生物1位和4位上的鹵素原子 X和Y可相同或不同，優選溴、碘；2， 3位的取代基R和R'可相同或不同，為氫、Cl C10烷基或芳香基。1,4-二卣代-1,4-二(三甲基硅基)-1,3-丁二烯衍生物可根據文獻提供的方 法合成(C. Xi, S. Huo, T. H. Afifi， R. Hara， T. Takahashi, r"ra/^t/rcm1997, 38, 4099-4102.)。
本發明的合成方法對原料1,4-二鹵代-1,4-二(三甲基硅基)-1,3-丁二烯衍生物沒有特別 限制，其丁二烯上2， 3位可帶有相同或不同的取代基，如下列式l， 2所示的l，4-二鹵代 -1,4-二(三甲基硅基)-1,3-丁二烯衍生物，其中R'、 R2、 W可為氫、Cl-C10烷基及芳香基等
<formula>formula see original document page 4</formula>式1 <formula>formula see original document page 4</formula>式2
相應的，利用本發明的方法合成得到的1，1，4，4-四鹵代-1，3-丁二烯衍生物也可帶有多個
相同或不同的取代基，例如通式I， II所示的化合物均在本發明的范圍之內。
<formula>formula see original document page 4</formula>所述液溴和亞硫酸氫鈉可用商品化試劑，無需特殊處理。
所述反應原料的摩爾比優選1,4-二鹵代-1,4-二(三甲基硅基)-1，3-丁二烯衍生物:液溴 的摩爾比為1:3。
本發明方法對1,4-二卣代-1，4-二(三甲基硅基)-1，3-丁二烯衍生物與溶劑二氯甲烷的比 例沒有特別限制，只要能使反應液均勻攪拌即可，優選0.05 0.2mmol/ml，通常是1 mmol 的1,4-二囪代-1,3-丁二烯衍生物使用IO毫升的二氯甲垸溶劑。
低溫反應時間根據不同的原料略有不同，以原料檢測消失為準， 一般2 3小時。低溫 過程可采用干冰/丙酮冷阱或其它冷卻方式，只要能使反應體系溫度維持S-45'C即可，優選 -78。C。
本發明方法亞硫酸氫鈉水溶液是為了去除未反應的液溴和水解脫硅，對它的量沒有特 別限制， 一般是加入的液溴摩爾量的2倍或2倍以上。
本發明中洗滌用的有機溶劑為與水不互溶的低極性溶劑，優選乙醚，石油醚，正己烷， 正戊烷等。
上述合并的有機相在濃縮前可先將其水洗后干燥，所用干燥劑為常用脫水劑，優選無
水硫酸鎂，無水硫酸鈉等。
所述濃縮過程可采用常壓蒸餾、減壓蒸餾等方法，例如用旋轉蒸發儀真空濃縮等。 所述純化過程可用石油醚作洗脫劑，色譜分離即可。所使用的色譜例如實驗室常用的
硅膠柱色譜或高效液相色譜等。
本發明采用了易得的1,4-二鹵代-1,4-二(三甲基硅基)-1,3-丁二烯衍生物與液溴，通過脫 硅溴化反應很高產率地制備l,l，4，4-四鹵代-l,3-丁二烯衍生物，合成方法科學合理，從而提 供了一條合成具有多種取代基的U,4,4-四鹵代-l，3-丁二烯衍生物的通用方法，原料易得， 適用范圍廣，分離產率高，實驗設備及操作簡單易行，便于工業化。
具體實施例方式
下面結合實施例進一歩描述本發明，但不以任何方式限制本發明的范圍。 實施例1
結構式中I類化合物之一 (R^R2 ="-Bu): (5Z,6Z)-5,6-二 (二溴甲叉基)癸烷的合
成
在25毫升的圓底燒瓶中，將lmmol(5Z，6Z)-5，6-二[(三甲基硅基)溴代甲叉基]癸 垸溶于5毫升二氯甲烷溶液，冷卻到-78'C，小心加入3mmol液溴，并在此溫度下反應2 小時，升到室溫后加入5毫升飽和亞硫酸鈉水溶液并攪拌15分鐘，混合液中加入5毫升 二氯甲烷后分液，水層再用10毫升乙醚洗兩遍，合并有機層，用水洗滌，無水硫酸鎂干 燥。濾去干燥劑后，有機溶液減壓蒸餾除去溶劑，硅膠柱層析分離，用石油醚作洗脫劑。 即可得到純產品(5Z，6Z)-5,6-二 (二溴甲叉基)癸烷0.440 g (純度>98%，無色液體)，分 離產率92%。該化合物的核磁及高分辨質譜數據如下'H NMR (300 MHz, CDC13): 5 0.90-0.98 (m， 6H), 1.32-1.54 (m, 8H), 2.09-2.18 (m, 2H)， 2.45-2,55 (m， 2H). 13C NMR (75MHz,
CDC13): S 13.76, 22.86， 28.73, 36.18, 89.94， 145.24. HRMS: calcd for C12H18Br4 477.8129, found 477.8133.
實施例2
結構式中I類化合物之二 (R'=R2="-BU): (5Z,6Z)-5，6-二 (碘代溴代甲叉基)癸烷 的合成
在25毫升的圓底燒瓶中，將1 mmol (5Z, 6Z)-5, 6-二 [1-碘代-l-(三甲基硅基)甲叉基] 癸烷溶于8毫升二氯甲垸溶液，冷卻到-78'C，小心加入2.5 mmol液溴，并在此溫度下反 應2小時，升到室溫后加入5毫升飽和亞硫酸鈉水溶液并攪拌15分鐘，混合液中加入5 毫升二氯甲烷后分液，水層再用10毫升石油醚洗兩遍。合并有機層，用水洗滌，無水硫 酸鈉干燥。濾去干燥劑后，有機溶液減壓蒸餾除去溶劑后硅膠柱層析分離，用石油醚作洗 脫劑。得到純產品0.510g (純度>98%，無色液體)，分離產率89%。該化合物的核磁、高 分辨質譜及元素分析數據如下'H NMR (300 MHz， CDC13): S 0.64-0.68 (m， 6H)， 1.03-U6 (m， 4H), 1.21-1.32 (m, 4H)， 1.87-1.97 (m, 2H), 2.19-2.29 (m， 2H). 13C NMR (75MHz, CDC13): S 13.75， 23.04， 39.14， 36.50, 55.40， 153.82. H脂S: calcd for C12H18Br2I2 573.7902, found 573.7902.
實施例3
結構式中I類化合物之三(R1 = R2 = "-Bu): (Z) -5-(碘代溴代甲叉基)-6- (二溴甲叉基) 癸烷的合成
在25毫升的圓底燒瓶中，將1 mmol (5Z, 6Z)-5-[1_碘代_1-(三甲基硅基)甲叉 基]-6-[l-溴代-l-(三甲基硅基)甲叉基]癸烷溶于10毫升二氯甲烷溶液，冷卻到-78'C，小 心加入3.5mmol液溴，并在此溫度下反應3小時，升到室溫后加入5毫升飽和亞硫酸鈉水 溶液并攪拌10分鐘，混合液中加入5毫升二氯甲烷后分液，水層再用10毫升正戊垸洗兩 遍，合并有機層，用水洗滌，無水硫酸鎂干燥。濾去干燥劑后，有機溶液常壓蒸餾除去溶 劑后硅膠柱層析分離，用石油醚作洗脫劑。得到純產品0.463 g (純度>98%，無色液體)， 分離產率88%。該化合物的核磁及高分辨質譜數據如下'H NMR (300 MHz, CDC13): 5 0.49-0.55 (m, 6H)， 0.88-1.83 (m， 8H)， 2.00-2.07 (m， 2H)， 2.10-2.16 (m, 2H). 13C畫R (75MHz， CDC13): S 13.74， 22.91, 23.02， 28.93, 28.96, 36.33， 36.45, 54.56, 90.46， 147.65, 151.63. HRMS: calcd for C12H18Br3I 525.8047， found 525.8050.實施例4
結構式中I類化合物之四(R^W，-Hex): (7Z,8Z)-7，8-二 (碘代溴代甲叉基)十四 烷的合成
在25毫升的圓底燒瓶中，將1 mmol (7Z， 8Z)-7， 8-二[1-碘代-1-(三甲基硅基)甲叉基] 十四烷溶于10毫升二氯甲烷溶液，冷卻到-78'C ，小心加入3 mmol液溴，并在此溫度下反 應2小時，升到室溫后加入4毫升飽和亞硫酸鈉水溶液并攪拌2分鐘，混合液中加入5毫 升二氯甲烷后分液，水層再用10毫升正己烷洗兩遍，合并有機層，用水洗滌，無水硫酸 鎂干燥。濾去干燥劑后，有機溶液減壓蒸餾除去溶劑后硅膠柱層析分離，用石油醚作洗脫 劑。得到純產品0.535g (純度>98%，無色液體)，分離產率85%。該化合物的核磁、高分 辨質譜及元素分析數據如下'HNMR (300 MHz, CDC13): S 0.56-0.60 (m, 6H)， 0.99-1.29 (m， 16H), 1.82-1.93 (m, 2H)， 2.13-2.23 (m， 2H). 13C NMR (75MHz, CDC13): S 14.09' 22.58， 27.03, 29.60, 31.26， 36.80， 55.39， 153.卯.HRMS: calcd for Ci6H26Br2I2 629.8491， found 629.8501.
實施例5
結構式中I類化合物之五(R^R^"-Hex): (7Z，8Z)-7,8-二 (二溴代甲叉基)十四垸 的合成
在25毫升的圓底燒瓶中，將lmmol (7Z， 8Z)-7, 8_二[1-溴代-l-(三甲基硅基)甲叉基] 十四烷溶于IO毫升二氯甲烷溶液，冷卻到-78'C，小心加入3mmol液溴，并在此溫度下反 應2小時，升到室溫后加入5毫升飽和亞硫酸鈉水溶液并攪拌5分鐘，混合液中加入5毫 升二氯甲烷后分液，水層再用10毫升乙醚洗兩遍，合并有機層，用水洗滌，無水硫酸鈉 干燥。濾去干燥劑后，有機溶液減壓蒸餾除去溶劑后硅膠柱層析分離，用石油醚作洗脫劑。 得到純產品0.501g (純度>98%，無色液體)，分離產率94%。該化合物的核磁、高分辨質 譜及元素分析數據如下'HNMR(300MHz,CDCl3): S0.86-0,91(m,6H)， 1.29-1.53 (m， 16H)， 2.08-2.18 (m, 2H), 2.43-2.53 (m， 2H). 13C NMR (75MHz, CDC13): S 14.13， 22.63， 26.71， 29.40， 31.50， 36.37, 89.97, 145.39. HRMS: calcd for C16H26Br4 533.8833， found 533.8837.
實施例6
結構式中II類化合物之一 (R3=H， R4=H): (1Z,2Z)-1,2-二 (二溴甲叉基)環己烷 的合成
在25毫升的圓底燒瓶中，將lmmol (1Z， 2Z)-1， 2_二[1-溴代-l-(三甲基硅基)甲叉基] 環己烷溶于10毫升二氯甲烷溶液，冷卻到-45'C，小心加入4mmol液溴，并在此溫度下反
應3小時，升到室溫后加入5毫升飽和亞硫酸鈉水溶液并攪拌15分鐘，混合液中加入5 毫升二氯甲垸后分液，水層再用10毫升乙醚洗兩遍，合并有機層，用水洗滌，無水硫酸
鎂干燥。濾去干燥劑后，有機溶液減壓蒸餾除去溶劑后硅膠柱層析分離，用石油醚作洗脫
劑。得到純產品0.338g (純度>98%，無色液體)，分離產率86%。該化合物的核磁及高分 辨質譜數據如下:'H NMR (300 MHz， CDC13): S 1.29-1.35(m， 2H)， 1.64-1.81 (m, 4H), 2.68-2.73 (m， 2H). 13C NMR (75MHz, CDC13): S 27.08， 36.17, 85.79, 145.33. HRMS: calcd for C8H8Br4 419.7453, found 419.7453.
權利要求
1.一種合成1，1，4，4-四鹵代-1，3-丁二烯衍生物的方法，將1，4-二鹵代-1，4-二(三甲基硅基)-1，3-丁二烯衍生物的二氯甲烷溶液在≤-45℃的低溫下直接與2.5～4.0當量的液溴反應，然后加入過量亞硫酸氫鈉水溶液并攪拌，分離有機相和水相，水相用有機溶劑洗滌，合并有機相，經濃縮、純化得到1，1，4，4-四鹵代-1，3-丁二烯衍生物。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述1,4-二鹵代-1，4-二(三甲基硅基)-1，3-丁二烯衍生物1位和4位上的鹵素原子相同或不同，所述鹵素原子為溴或碘。
3. 如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述1,4-二鹵代-1，4-二(三甲基硅基)-1，3-丁二烯衍生物為式1或式2所示的化合物其中，X、 Y相同或不同，為溴或碘；R1、 R2、 W為氫、Cl-C10烷基及芳香基。
4. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述1,4-二鹵代-1，4-二(三甲基硅基)-1,3-丁二烯衍生物液溴的摩爾比為1:3。
5. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述低溫為-78匸。
6. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述1，4-二鹵代-1，4-二(三甲基硅基)-1，3-丁二烯衍生物的二氯甲烷溶液的濃度為0.05~0.2mmol/ml。
7. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述洗滌用的有機溶劑選自下列與水 不互溶的低極性溶劑乙醚、石油醚、正己烷、正戊烷。
8. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述濃縮過程為常壓蒸餾或減壓蒸餾。
9. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述純化過程采用石油醚作洗脫劑， 色譜分離。
10. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，合并的有機相在濃縮前先經過水洗后 干燥，所用干燥劑為無水硫酸鎂或無水硫酸鈉。
全文摘要
本發明采用了易得的1，4-二鹵代-1，4-二(三甲基硅基)-1，3-丁二烯衍生物與液溴直接反應，很高產率地制備1，1，4，4-四鹵代-1，3-丁二烯衍生物，合成方法科學合理，從而提供了一條合成具有多種取代基的1，1，4，4-四鹵代-1，3-丁二烯衍生物的通用方法，原料易得，適用范圍廣，分離產率高，實驗設備及操作簡單易行，便于工業化。
文檔編號C07C17/093GK101096330SQ20061008952
公開日2008年1月2日 申請日期2006年6月30日 優先權日2006年6月30日
發明者劉光臻, 宋志毅, 席振峰, 張慧君, 王從洋 申請人:北京大學