專利名稱：1,3,5－三取代苯衍生物的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種以含有吸電子基團末端烯烴為原料高選擇性地得到1，3，5-三取代苯衍生物的新合成方法。
背景技術：
芳環是許多有機分子的重要結構單元，而多取代苯衍生物則是一類重要的芳環化合物。許多多取代苯衍生物是具有生理特性的分子或具有藥理活性的分子或聚合分子的重要組成部分，同時也是重要的合成中間體。因而無論在工業生產還是實驗室工作中，多取代苯衍生物都具有廣泛的用途。
目前文獻報道芳環化合物的合成方法主要是以炔烴為原料通過環三聚反應實現。許多過渡金屬都可以用來催化炔烴的環三聚反應，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-AlkynylamidesA 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]cycloadditionsformation 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+FragmentTheRelationship between Fluxionality and Catalysis，Organomettallics 1994，13，2010.)等。這顯示出炔烴芳構化反應已漸趨成熟，高效的催化體系、良好的化學及區域選擇性、最優化的反應條件等促進了該反應的蓬勃發展。但是，以炔烴作為反應原料，價格相對昂貴，來源有限，在一定程度上限制了炔烴芳構化反應的產業化發展。因此，本發明利用含有吸電子基團末端烯烴作為原料，在過渡金屬鈀催化作用下進行芳構化反應，高選擇性得到1，3，5-三取代苯衍生物。這一方法由于原料廉價易得，方法簡便，選擇性好而具有潛在的實用價值。
發明內容
本發明的目的在于提供一種綠色合成1，3，5-三取代苯衍生物的新方法，本發明的原料豐富、價格低廉，反應條件易于控制，對環境友好，整個操作過程簡單易行，而且催化劑可以反復使用多次。
本發明的1，3，5-三取代苯衍生物的制備方法，包括如下步驟(1)在高壓反應釜中，加入摩爾量份數為200～600份的甲醇，3～6份的鈀鹽和100份含有吸電子基團的末端烯烴，充入0.2～2MPa氧氣和2～15MPa二氧化碳氣體，在30～200℃下攪拌反應2～48h；反應完畢后分離出催化劑和1，3，5-三取代苯衍生物。
為了提高收率，反應完畢后，將高壓反應釜體系降溫至-30℃，體系緩慢放氣，分離出催化劑和1，3，5-三取代苯衍生物。
所述含有吸電子基團的末端烯烴優選丙烯酸酯、丙烯酰胺、丙烯腈或甲基乙烯基酮。
所述鈀鹽優選氯化鈀、醋酸鈀或硝酸鈀。
為了提高產物純度，對得到的1，3，5-三取代苯衍生物采用柱層析進行分離純化，所用柱層析采用體積比為11∶1的石油醚和乙酸乙酯。
本發明所用的鈀催化劑解析出來后可重復利用4次以上，在第四次使用仍然可以催化反應得到68％以上的收率。具體的回收辦法是在上一次實驗完成后，將有機液萃取解析出來的棕黃色固體鈀鹽，直接重復利用。
本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果使用的溶劑和氧化劑環境友好，原料廉價易得，反應選擇性好，催化劑可回收重復使用，實驗操作簡便，充分實現了整個反應工藝的綠色化，具備良好的工業化前景。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式和適應的底物不限于此。
實施例1在高壓反應釜中，加入摩爾份數為500份的甲醇，4份的氯化鈀和100份的丙烯酸甲酯(投料為物質的量之比)；充入1.2MPa氧氣和6MPa二氧化碳氣體；120℃下攪拌反應38h，反應完畢后，將高壓反應釜體系降溫至-30℃，體系緩慢放氣；萃取分離反應物，得到棕黃色固體PdCl2(可回收利用)和有機萃取液體，萃取液去除溶劑得白色固體，收率達85％。可采用柱層析進一步分離純化，得到純度在99％以上的產品，所用柱層析條件為體積比為11∶1的石油醚∶乙酸乙酯。
實施例2在高壓反應釜中，加入摩爾份數為200份的甲醇，3份的氯化鈀和100份的丙烯酸甲酯(投料為物質的量之比)；充入0.6MPa氧氣和7MPa二氧化碳氣體；120℃下攪拌反應38h，反應完畢后，將高壓反應釜體系降溫至-30℃，體系緩慢放氣；萃取分離反應物，得到棕黃色固體PdCl2(可回收利用)和有機萃取液體，萃取液去除溶劑得白色固體，收率達47％。可采用柱層析進一步分離純化，得到純度在99％以上的產品，所用柱層析條件為體積比為11∶1的石油醚∶乙酸乙酯。
實施例3在高壓反應釜中，加入摩爾份數為400份的甲醇，6份的醋酸鈀2和100份的丙烯酸甲酯(投料為物質的量之比)；充入0.5MPa氧氣和2MPa二氧化碳氣體；200℃下攪拌反應48h，反應完畢后，將高壓反應釜體系降溫至-30℃，體系緩慢放氣；萃取分離反應物，得到棕黃色固體PdCl2(可回收利用)和有機萃取液體，萃取液去除溶劑得白色固體，收率可達52％。可采用柱層析進一步分離純化，得到純度在99％以上的產品，所用柱層析條件為體積比為11∶1的石油醚∶乙酸乙酯。
實施例4在高壓反應釜中，加入摩爾份數為600份的甲醇，5份的硝酸鈀和100份的丙烯酸甲酯(投料為物質的量之比)；充入0.2MPa氧氣和15MPa二氧化碳氣體；30℃下攪拌反應2h，反應完畢后，將高壓反應釜體系降溫至-30℃，體系緩慢放氣；萃取分離反應物，得到棕黃色固體PdCl2(可回收利用)和有機萃取液體，萃取液去除溶劑得白色固體，收率可達9％。可采用柱層析進一步分離純化，得到純度在99％以上的產品，所用柱層析條件為體積比為11∶1的石油醚∶乙酸乙酯。
實施例5在高壓反應釜中，加入300份的甲醇，4份的氯化鈀和100份的丙烯酸甲酯(投料為物質的量之比)；充入2.0MPa氧氣和15MPa二氧化碳氣體。30℃下攪拌反應48h，反應完畢后，將高壓反應釜體系降溫至-30℃，體系緩慢放氣。萃取分離反應物，得到棕黃色固體PdCl2(可回收利用)和有機萃取液體，萃取液去除溶劑得白色固體，收率可達12％。可采用柱層析進一步分離純化，得到純度在99％以上的產品，所用柱層析條件為體積比為11∶1的石油醚∶乙酸乙酯。
分析實施例1～5得到的白色固體化合物的結構，并與文獻(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)對照，結果證實該白色化合物是1，3，5-苯三甲酸三甲酯(結構式如下)。
分析數據如下1H NMR(400MHz，CDCl3)δ3.9532(s，9H)，8.8352(s，3H)ppm；13C NMR(400MHz，CDCl3)δ52.6，131.2，134.6，165.4ppm；MS m/z 252，221，193，147，75，29。
權利要求
1.一種1，3，5-三取代苯衍生物的制備方法，包括如下步驟(1)在高壓反應釜中，加入摩爾量份數為200～600份的甲醇，3～6份的鈀鹽和100份含有吸電子基團的末端烯烴，充入0.2～2MPa氧氣和2～15MPa二氧化碳氣體，在30～200℃下攪拌反應2～48h；反應完畢后分離出催化劑和1，3，5-三取代苯衍生物。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于反應完畢后，將高壓反應釜體系降溫至-30℃，體系緩慢放氣，分離出催化劑和1，3，5-三取代苯衍生物。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述含有吸電子基團的末端烯烴為丙烯酸酯、丙烯酰胺、丙烯腈或甲基乙烯基酮。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于所述鈀鹽為氯化鈀、醋酸鈀或硝酸鈀。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于對得到的1，3，5-三取代苯衍生物采用柱層析進行分離純化，所用柱層析采用體積比為11∶1的石油醚和乙酸乙酯。
全文摘要
本發明涉及一種1，3，5一三取代苯衍生物的制備方法，包括如下步驟在高壓反應釜中，加入摩爾量的份數為200～600份的甲醇，3～6份的鈀鹽和100份含有吸電子基團的末端烯烴，充入0.2～2MPa氧氣和2～15MPa二氧化碳氣體，在30～200℃下攪拌反應2～48h；反應完畢后分離出催化劑和1，3，5－三取代苯衍生物。本發明使用的溶劑和氧化劑環境友好，原料廉價易得，反應選擇性好，催化劑可回收重復使用，實驗操作簡便，充分實現了整個反應工藝的綠色化。
文檔編號C07C67/00GK1919827SQ20061012218
公開日2007年2月28日 申請日期2006年9月15日 優先權日2006年9月15日
發明者江煥峰, 申艷霞, 汪朝陽, 戚朝榮 申請人:華南理工大學