專利名稱：一種含二價銅鹽的催化體系及其應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于催化劑領域，具體涉及一種無鈀、無胺、無配體參與的銅催化劑體系， 該催化劑體系可以催化藺頭偶合反應制備炔類化合物。
背景技術：
由Pd/Cu混合催化劑催化的末端炔烴與sp2型碳的鹵化物(芳基鹵代烴)之間的 交叉偶聯反應通常被稱之為藺頭偶合反應(Sonogashira coupling reaction)。這一反應 最早在1975年由Heck，Cassar以及Sonogashira等獨立發現，經過近三十年的發展，它已 逐漸為人們所熟知，并成為了一個重要的人名反應。目前，Sonogashira反應在取代炔烴以 及大共軛炔烴的合成中得到了廣泛的應用，并且被認為是合成炔烴化合物的最有效、最直 接的方法，從而在很多天然化合物，農藥醫藥，新興材料以及納米分子器件的合成中起著關 鍵的。傳統的Sonogashira偶聯反應催化劑往往是使用鈀配合物，在含磷配體存在下同 時輔以碘化亞銅作為共催化劑，所使用的溶劑優選為胺。然而，采用這類催化劑存在下列問 題①鈀的價格昂貴，因而成本較高；②金屬鈀具有較強的毒性；③含磷配體不穩定，不易 保存，易氧化；④鈀易在產物殘留，因而影響了其在藥物合成等場合中的應用；⑤這一反應 通常對于溴代，碘代烯烴及芳香烴都具有較高的反應活性，但是對于氯代化合物，其反應活 性往往很低，雖然到目前為止，在一些條件下這一化合物也可以得到期待的偶聯產品，但是 仍有著許多的局限性，因此克服這一局限性也是這一領域中急需解決的問題。與此相比，銅是一種廉價而且低毒的金屬，如何使用穩定性較好的二價銅催化劑 來實現Sonogashira偶聯反應并實現催化劑的循環利用，是過渡金屬催化領域中新的研究 熱點，也是化學工業綠色化進程中的一個挑戰性課題。早在1963年，Castro等以吡啶為溶劑進行當量的銅促進的Sonogashira反應的 研究(參見Synth. Commun. 1989，19，2199)。1992 年，Okaro 等使用 5mol % 的碘化亞銅作 為催化劑，以PPh3為配體、碳酸鉀為堿，在DMF或DMSO溶劑中，80 120°C下完成了真正意 義上的亞銅鹽催化的Sonogashira反應(參見=Tetrahedron Lett. 1992，33，5363)。此后， Venkataraman等人發現1，10-菲咯啉可以作為配體用于銅催化的Sonogashira反應(參 見:0rg. Lett. 2001. 3，4315 ；Synthesis 2005，1706)。近幾年類，還發展了很多其他的配體 用于銅催化的Sonogashira反應，如N，N- 二甲基甘氨酸(參見Chem. Commun. 2004，1934)、 三乙烯二胺(參見 J. Org. Chem. 2007，72，2053)，消旋聯二萘酚(參見J. Mol. Catal. A 2008，284，85)，8-羥基喹啉(參見Eur. J. Org. Chem. 2008,4050)和 1，3_ 二酮(參見0rg. Lett. 2008，10,3203)等。關于無配體參與的銅催化的Sonogashira反應也有幾篇報道1、Rothenberg等 人報道使用催化量的納米銅簇、以四丁基醋酸銨為堿、以DMF為溶劑，110°C下反應催化該 反應獲得目標產物(參見=Green Chem. 2004，6，215)。但是特定尺寸的納米銅簇制備比較 繁瑣，且有一定難度，本身穩定性也較差，不太適合大規模應用或工業化生產；2、蘇州大學
3的毛金成課題組發現鐵/銅復合催化劑體系，也能實現無配體參與的Sonogashira反應， 具體催化劑體系為20mol %的CuI和20mol %的Fe (acac) 3，以磷酸鉀作堿，DMSO為溶劑， 溫度為 1400C (參見=Adv. Synth. Catal. 2008，350，2477) ；3、瑞士的 Vogel 課題組幾乎在 同時也發現了鐵/銅復合催化劑體系也能催化無配體參與的該反應，具體的催化劑體系為 IOmol %的CuI和IOmol %的Fe (acac) 3，以碳酸銫作堿，NMP (N-甲基吡咯烷酮)為溶劑，溫 度為1400C (參見Tetradedron Lett. 2008，49，5961)。對于報道2和3而言，催化體系中 使用碘化亞銅穩定性肯定不如二價銅鹽，此外還要額外加入另外一種鐵鹽，增加了反應的 成本。4、湖南師范大學的李金恒教授發現醋酸銅也可以催化無配體參與下的Sonogashira 反應(參見Chin. Chem. Lett. 2007，18，13)，但是他們的催化劑體系存在以下缺點(1)醋 酸銅用量太大，為50mol%;(2)反應溶劑要求較高，為三乙胺，成本高且氣味大；(3)而且反 應的選擇性較差，有炔自偶聯產物生成；(4)反應需要在140 150°C下進行，而且對于不同 底物的收率不高。因此，需要研發一種無鈀、無胺、無配體參與的可以催化Sonogashira反應制備炔 類化合物的高效催化劑體系。
發明內容
本發明目的是提供一種含二價銅鹽的催化體系。為達到上述目的，本發明采用的技術方案是一種含二價銅鹽的催化體系，包括 二價銅鹽、碳酸鉀以及溶劑二甲基亞砜(DMSO)，其中銅鹽與碳酸鉀的摩爾比為1 20 40 ；所述銅鹽選自醋酸銅(Cu(OAc)2 · H2O)，乙酰丙酮酸銅(Cu (acac) 2 · H2O)，三氟甲磺酸銅 (Cu(OTf)2),硫酸銅(CuSO4 ·5Η20)中的一種或者其一種以上的混合物。上述含二價銅鹽的催化劑體系可以催化Sonogashira反應制備炔類化合物，因 此，本發明同時要求保護上述含二價銅鹽的催化劑體系催化Sonogashira反應制備炔類化 合物的應用，以芳基鹵代烴、端基炔烴為反應物，將催化劑二價銅鹽、碳酸鉀和反應物溶于 溶劑二甲基亞砜(DMSO)中，于80 140°C下，反應時間為24小時 72小時。優選的技術方案中，上述于Sonogashira反應在惰性氣氛中進行，例如在氬氣或 氮氣等惰性氣體氛圍中進行，如果反應條件控制不嚴格或者直接在空氣中進行，容易產生 少量的炔烴自偶聯產物。上述技術方案中，端基炔烴與芳基鹵代烴的摩爾比為1 1.5 1，優選為 1. 2 1。上述技術方案中，所述芳基鹵代烴為碘代芳香烴、溴代芳香烴、氯代芳香烴或者芳 基硼酸，優選的技術方案中，當所述芳基商代烴為溴代芳香烴、氯代芳香烴或者芳基硼酸 時，上述反應體系中可以加入IOmol % 200mol%的相轉移催化劑，所述相轉移催化劑選 自但不限于四丁基溴化銨(TBAB)、四丁基氯化銨(TBAC)；優選為TBAB ；這樣能夠保證目 標產物的收率可以進一步提高；另外，當所述芳基鹵代烴為溴代芳香烴、氯代芳香烴或者 芳基硼酸時，上述反應體系中也可加入碘化鈉，并且碘化鈉與芳基鹵代烴的摩爾比為1 2 1，同樣可以提高產率。由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點1、本發明所述催化劑體系與以往的含貴金屬催化劑體系相比，本催化劑體系用廉價的二價銅鹽代替了貴金屬，大大降低了成本，而且銅鹽本身不具有毒性，此外，二價銅鹽 在空氣中比較穩定，在后處理時不會殘留在產品中，并且，本催化劑體系不含胺、無需額外 的配體。2、本發明所述催化體系在催化Sonogashira反應時，適用的底物范圍較寬，包括 各類芳基鹵代物和各類端基炔烴，產物的化學收率最高超過99%。3、由于本發明所述催化體系具有非常高的選擇性，無副反應發生，反應產物經 GC-MS檢測，發現無炔的自偶聯產物生成。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步描述實施例一在一Schlenk 試管中依次裝入 Cu (acac)2 · H2O (0. 05mmol)，碳酸鉀(1. Ommol)，以 及DMSO (2mL)，將該系循環抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量進樣器分別加 入碘苯(0. 5mmol)和苯乙炔(0. 6mmol)。然后該體系密封后在140°C的油浴加熱約24小時， 先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機相并用無水硫酸鈉干燥， 濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即可得到偶聯產物1，2-二苯 基乙炔(84. 7mg)，收率為95%。熔點為58-59°C。GC-MS顯示反應后體系中未檢測到炔的自 偶聯產物。其核磁數據為=1H NMR (CDCl3,400MHz) (δ，ppm)7. 59-7. 48(m，4H)，7. 39-7. 29 (m， 6H)；高分辨質譜數據為:HRMS (ESI+) calcfor [C14H10] "requires m/z 178. 0783，found 178.0791。實施例二在一Schlenk 試管中依次裝入 Cu (acac)2 · H2O (0. 05mmol)，碳酸鉀(1. Ommol)，以 及DMSO (2mL)，將該系循環抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量進樣器分別加 入對氯碘苯(0. 5mmol)和苯乙炔(0. 6mmol)。然后該體系密封后在140°C的油浴加熱約24 小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機相并用無水硫酸 鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即可得到偶聯產物 4-氯苯乙炔基苯(106. 3mg)，收率為99%。熔點為83_84°C。其核磁數據為=1H NMR(CDCl3, 400ΜΗζ) ( δ , ppm)7. 53 (t, J = 7. 6Hz，2H)，7. 46 (d，J = 8. 4Hz，2H)，7. 36-7. 34 (m，4H)， 7. 32 (s，1H)；高分辨質譜數據為HRMS(ESI+)calc for [C14H10]"requires m/z 212.0393， found 212.0396。實施例三在一Schlenk 試管中依次裝入 Cu(acac)2 · Η20(0· 05mmol)，碳酸鉀(1. Ommol)， 以及DMSO (2mL)，將該系循環抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量進樣器分別 加入對甲氧基碘苯(0. 5mmol)和4-氟苯乙炔(0. 6mmol)。然后該體系密封后在140°C的 油浴加熱約24小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機相 并用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即可 得到交叉偶聯產物1氟-4-(2-(4-甲氧基苯)乙炔基)苯(113. Img)，收率為99%。其 核磁數據為屯 NMR (CDCl3,400MHz) (δ，ppm) 3. 84 (s, OCH3)，6. 88-6. 9 (d，J = 8·8Ηζ，2Η， ArH), 7. 02-7. 06 (m, 2H, ArH), 7. 46-7. 51 (m, 4Η, ArH)；高分辨質譜數據為:HRMS (ESI+) calcfor [C15H11FO]+requires m/z 226. 0794，found220. 0704。實施例四在一Schlenk 試管中依次裝入 Cu(acac)2 · Η20(0· 05mmol)，碳酸鉀(1. Ommol)， 以及DMS0(2mL)，將該系循環抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量進樣器分 別加入碘苯(0.5mmol)和4-氟苯乙炔(0. 6mmol)。然后該體系密封后在140°C的油浴 加熱約24小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX3)，合并有機相并 用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即可 得到偶聯產物4-氟苯乙炔基苯(93.2mg)，收率為95%。其核磁數據為=1H NMR(⑶Cl3, 400MHz) ( δ，ppm) 7. 53-7. 50 (m, 4H, ArH)，7. 36-7. 34 (m, 3H, ArH)，7. 05 (t，J = 8· 6Hz,2H, ArH) ； 13C 匪R (CDCl3,100MHz) ( δ，ppm) 165. 4 (d, J = 249. 5Hz, C)，135. 2 (d, J = 8. 3Hz, CH)，133. 2 (CH)，130. 0(d，J = 3. 7Hz, CH)，124. 7(C)，121. 0(d，J = 3. 4Hz, CH)，117. 4(C)， 117. 2(C),90. 7(C),89. 2(C)；高分辨質譜數據為HRMS (ESI+) calc for [C14H9F] "requires m/z 196. 0688，foundl96. 0690。實施例五在一Schlenk 試管中依次裝入 Cu (acac)2 · H2O (0. 05mmol)，碳酸鉀(1. Ommol)，以 及DMSO (2mL)，將該系循環抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量進樣器分別加 入對氯碘苯(0. 5mmol)和4-氟苯乙炔(0. 6mmol)。然后該體系密封后在140°C的油浴加熱 約48小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX3)，合并有機相并用無水硫 酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即可得到偶聯產物 1-氯-4-(2-(4-氟苯)乙炔基)苯(108.4mg)，收率為94%。其核磁數據為=1HNMR(O)Cl3, 400MHz) ( δ，ppm) 7. 04-7. 08 (t, J = 8. 8Hz，2H，ArH), 7. 32-7. 34 (d, J = 8. 4Hz，2H，ArH)，
7.44-7. 46 (d, J = 8. 4Hz, 2H, ArH), 7. 49-7. 53 (m, 2H, ArH) ；13C NMR(CDCl3,100MHz) ( δ , ppm) 165. 5 (d，J = 249. 9Hz, C)，136. 0(C)，135. 2 (J = 8. 3Hz, CH)，134. 4 (CH)，130. 4 (CH)， 123. 2(C)，120. 6 (d, J = 3. 5Hz，CH)，117. 5(d, J = 21. IHz，C)，90. 9 (C)，89. 5 (C)；高分辨質 譜數據為HRMS (ESI+) calc for [C14H8FCl] "requires m/z 230. 0299，found230. 0300。實施例六將Cu (acac) 2 · H2O/碳酸鉀/DMSO催化體系用于對甲氧基碘苯(0. 5mmol)和 4-甲基苯乙炔(0.6mmol)的偶聯反應，在140°C攪拌24小時得到偶聯產物1-甲氧 基-4-(2-p-苯乙炔基)苯(107.8mg)，收率為97%。其核磁數據為=1HNMR(O)Cl3,400MHz) (δ，ppm) 7. 47-7. 39 (m, 4H, ArH)，7. 15-7. 13 (d, J = 8. OHz, 2H, ArH)，6. 88-6. 86 (d, J =
8.4Hz，2H，ArH) ,3. 83(s,3H, OCH3)，2. 36 (s，3H，CH3)；高分辨質譜數據為HRMS (ESI+) calc for[C16H14O] +requiresm/z 222. 1045，found 222. 1042。實施例七將Cu (acac) 2 · H2O/碳酸鉀/DMSO催化體系用于對甲基碘苯(0. 5mmol)和4_苯 丁炔(0. 6mmol)的偶聯反應，在140°C攪拌48小時得到偶聯產物1_甲氧基_4_ (4-苯 丁基-1-炔)苯(92. 2mg)，收率為 78%。其核磁數據為=1H NMR(CDCl3,400MHz) ( δ， ppm) 7. 32-7. 25 (m, 7H, ArH), 6. 81 (d, J = 8. 4Hz，2H，ArH), 3. 79(s，3H，OCH3)，2. 92(t，J = 7. 6Hz,2H, ArCH2)，2. 67 (t，J = 7. 6Hz,2H, CH2)。實施例八
將Cu (acac) 2 · H2O/碳酸鉀/DMSO催化體系用于對甲氧基碘苯(0. 5mmol)和 1-辛炔(0.6mmol)的偶聯反應，在140°C攪拌48小時得到偶聯產物1_(葵烷-1-炔)苯 (83. 3mg)，收率為 77%。其核磁數據為=1H NMR (CDCl3,400ΜΗζ) (δ，ppm)7. 35(d，J = 8. 8Hz， 1H)，6. 95(d, J = 8. 8Hz, 1H)，6. 87-6. 81(m，2H)，3. 80(s，3H)，2. 41-2. 34(t, J = 7. 2Hz，2H)， 1. 64-1. 61 (t, J = 7. 2Hz,2H)，1. 59-1. 57 (d, J = 7. 2Hz,2H)，1. 50-1. 46 (d, J = 7. 2Hz, 2H)，1. 44-1. 40(m，2H)，0· 94-0. 90 (m, 3H) ；13C NMR (CDCl3,100MHz) ( δ，ppm) 134. 5 (CH)， 121. I(CH), 116. 4 (CH) ,115.4 (CH), 90. 4 (C), 88. 4 (C), 56. 8 (CH3), 33. 0 (CH2), 30. 5 (CH2)， 30. 3 (CH2)，24. 2 (CH2) ,21. 0 (CH2), 15. 7 (CH3)。實施例九在一Schlenk 試管中依次裝入 Cu(acac)2 · Η20(0· 05mmol)，碳酸鉀(1. Ommol)， TBAB (0. 5mmol)，碘化鈉(1. Ommol)以及DMSO (2mL)，將該系循環抽真空并用氬氣置換三次， 在氣體保護下，用微量進樣器分別加入對甲氧基溴苯(0. 5mmol)和苯乙炔(0. 6mmol)。然后 該體系密封后在140°C的油浴加熱約48小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃 取(4mLX 3)，合并有機相并用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石 油醚(60 90°C ))即可得到偶聯產物4-甲氧基苯乙炔基苯(75. Img)，收率為72%。其核 磁數據為=1H NMR (CDCl3,400MHz) ( δ，ppm) 7. 52-7. 50 (m, 2H, ArH), 7. 47 (d, J = 8. 8Hz，2H， ArH)，7. 36-7. 32 (m, 3H, ArH)，6. 88 (d, J = 8. 8Hz,2H, ArH)，3. 83 (s, 3H, CH3)；高分辨質譜數 據為HRMS (ESDcalc for [C15H12O]"requires m/z208. 0888, found 208.0896。實施例十在一Schlenk 試管中依次裝入 Cu(acac)2 · Η20(0· 05mmol)，碳酸鉀(1. Ommol)， 以及DMSO (2mL)，將該系循環抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量進樣器分別 加入間二碘苯(0.5mmol)和苯乙炔(2. 5mmol)。然后該體系密封后在140°C的油浴加熱 約48小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機相并用無水 硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即可得到偶聯 產物1，3_ 二苯乙炔基苯(135. Omg)，收率為97%。其核磁數據為=1H NMR(CDCl3,400MHz) (δ，ppm) 7. 39-7. 32 (m, 7H, ArH)，7. 50-7. 48 (d, J = 7. 6Hz,2H, ArH)，7. 55-7. 53 (t, J = 3. 6Hz, 4H, ArH), 7. 72 (s, 1H, ArH) ； 13C WR(CDC13，100MHz) (δ , ppm) 136. 2 (CH), 133. 3 (CH), 132. 9 (CH)，130. 1 (CH)，130. 1 (CH)，130. 1 (CH)，125. 2 (C)，124. 6(C) ,91. 6 (C)，90. 2(C)；高 分辨質譜數據為HRMS (ESDcalc for [C22H14]"requires m/z 278. 1096，found 278. 1096。實施例i^一在一Schlenk 試管中依次裝入 Cu (acac) 2 · H2O (0. 05mmol)，碳酸鉀(1. Ommol)，以 及DMSO (2mL)，將該系循環抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量進樣器分別加 入碘苯(0. 5mmol)和苯酚(0. 6mmol)。然后該體系密封后在140°C的油浴加熱約72小時， 先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機相并用無水硫酸鈉干燥， 濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即可得到偶聯產物二苯醚 (76. 6mg)，收率為 90%。其核磁數據為=1H NMR (CDCl3,400ΜΗζ) (δ ,ppm) 7. 34(t，J = 7. 4Hz， 4H, ArH), 7. 11 (t, J = 8. OHz，2H，ArH), 7. 03 (d, J = 8. 4Hz，4H，ArH)；經 GC-MS 驗證。實施例十二在一Schlenk 試管中依次裝入 Cu (acac) 2 · H2O (0. 05mmol)，碳酸鉀(1. Ommol)，以
7及DMSO (2mL)，將該系循環抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量進樣器分別加 入碘苯(0. 5mmol)和苯硫酚(0. 6mmol)。然后該體系密封后在140°C的油浴加熱約24小 時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機相并用無水硫酸鈉干 燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C )和乙酸乙酯的混合溶液) 即可得到偶聯產物二苯硫醚(93. 2mg)，收率為99%。其核磁數據為=1H NMR (⑶Cl3，400MHz) (δ，ppm) 7. 33 (d, J = 7. 2Hz，4H，ArH), 7. 28 (t, J = 7. 6Hz，4H，ArH), 7. 22 (d, J = 6. 4Hz, 2H, ArH) ； 13C NMR (CDCl3,100MHz) ( δ ,ppm) 128. 7 (CH), 130. 9 (CH), 132. 7 (CH), 137. 4(C)；高 分辨質譜數據為HRMS (ESI+) calc for [C12H10S]"requires m/z 186. 0503, found 186.0503。實施例十三在一Schlenk 試管中依次裝入 Cu(acac)2 · H2O (0. 05mmol)，碳酸鉀(1. Ommol)，以 及DMSO (2mL)，將該系循環抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量進樣器分別加 入碘苯(0. 5mmol)和咪唑(0. 6mmol)。然后該體系密封后在140°C的油浴加熱約24小時，先 加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機相并用無水硫酸鈉干燥，濃 縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C)和乙酸乙酯的混合溶液)即可得 到偶聯產物1-苯基咪唑(72. Img)，收率為99%。其核磁數據為=1H NMR (CDCl3,400MHz) ( δ， ppm) 6. 35 (t, J = 1. 65Hz,2H) ,7. 10 (t, J = 1. 5Hz，2H)，7· 23-7. 26 (m，1H)，7· 38-7. 44 (m， 4Η)；經 GC-MS 驗證。實施例十四在一Schlenk 試管中依次裝入 Cu(OAc)2 · H2O (0. 05mmol)，碳酸鉀(1. Ommol)，以 及DMSO (2mL)，將該系循環抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量進樣器分別加 入碘苯(0. 5mmol)和苯乙炔(0. 6mmol)。然后該體系密封后在140°C的油浴加熱約24小 時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機相并用無水硫酸鈉 干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C ))即可得到偶聯產物1， 2-二苯基乙炔(78. 5mg)，收率為88%。熔點為58_59°C。其核磁數據為=1H NMR(⑶Cl3, 400MHz) ( δ，ppm) 7. 59-7. 48 (m, 4H)，7. 39-7. 29 (m, 6H)；高分辨質譜數據為HRMS (ESI+) calc for [C14H10]+requires m/z 178. 0783, foundl78. 0791。實施例十五在一 Schlenk 試管中依次裝入 Cu (OTf) 2 (0. 05mmol)，碳酸鉀(1. Ommol)，以及 DMSO (2mL)，將該系循環抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量進樣器分別加入 碘苯(0. 5mmol)和苯乙炔(0. 6mmol)。然后該體系密封后在140°C的油浴加熱約24小時， 先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機相并用無水硫酸鈉干 燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即可得到偶聯產物1， 2-二苯基乙炔(64. 2mg)，收率為72%。熔點為58_59°C。其核磁數據為=1H NMR(⑶Cl3, 400MHz) ( δ，ppm) 7. 59-7. 48 (m, 4H)，7. 39-7. 29 (m, 6H)；高分辨質譜數據為HRMS (ESI+) calc for [C14H10]+requires m/z 178. 0783, found 178.0791。實施例十六在一Schlenk 試管中依次裝入 CuSO4 · 5H20(0. 05mmol)，碳酸鉀(1. Ommol)，以 及DMSO (2mL)，將該系循環抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量進樣器分別加 入碘苯(0. 5mmol)和苯乙炔(0. 6mmol)。然后該體系密封后在140°C的油浴加熱約24小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機相并用無水硫酸鈉 干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即可得到偶聯產物1， 2-二苯基乙炔(58.9mg)，收率為66%。熔點為58_59°C。其核磁數據為屯NMR(⑶Cl3， 400MHz) ( 8，ppm) 7. 59-7. 48 (m, 4H)，7. 39-7. 29 (m, 6H)；高分辨質譜數據為HRMS (ESI+) calc for [C14H10]+requires m/z 178. 0783, foundl78. 0791。實施例十七在一Schlenk 試管中依次裝入 Cu (acac)2 H20 (0. 05mmol)，碳酸鉀(1. Ommol)，以 及DMSO (2mL)，將該系循環抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量進樣器分別加 入苯硼酸(0. 5mmol)和苯乙炔(0. 6mmol)。然后該體系密封后在140°C的油浴加熱約24 小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機相并用無水硫酸鈉 干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即可得到偶聯產物1， 2-二苯基乙炔(69. 5mg)，收率為78%。熔點為58_59°C。其核磁數據為屯NMR(⑶Cl3， 400MHz) ( 8，ppm) 7. 59-7. 48 (m, 4H)，7. 39-7. 29 (m, 6H)；高分辨質譜數據為HRMS (ESI+) calc for [C14H10]+requires m/z 178. 0783, foundl78. 0791。實施例十八在一Schlenk 試管中依次裝入 Cu (acac)2 H20 (0. 05mmol)，碳酸鉀(1. Ommol)，以 及DMSO (2mL)，將該系循環抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量進樣器分別加 入1-碘萘(0. 5mmol)和苯乙炔(0. 6mmol)。然后該體系密封后在140°C的油浴加熱約48 小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機相并用無水硫酸 鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即可得到偶聯產物 1-(2_苯乙炔基)萘(113.0mg)，收率為99%。其核磁數據為屯NMR 8.45(d，J = 8.0Hz， lH，ArH)，786(t，J = 8. 0Hz, 2H, ArH), 7. 77 (d, J = 0. 8Hz, 1H, ArH), 7. 67 (d, J = 0. 2Hz, 1H, ArH)，7. 65 (d, J = 0. 2Hz, 1H, ArH)，7. 59 (d, J = 6. 8Hz, 1H, ArH)，7. 56 (d, J = 0. 8Hz, 1H, ArH)，7. 53 (d, J = 0. 8Hz, 1H, ArH)，7. 48-7. 39 (m, 3H, ArH)；高分辨質譜數據為:HRMS (ESI+) calc for [C18H12]"requires m/z 228. 0939, found 228.0938。實施例十九將Cu (acac) 2 -H20/碳酸鉀/TBAB/DMS0催化體系用于3_三氟甲基溴苯(0. 5mmol) 和苯乙炔(0.6mmol)的偶聯反應，在140°C攪拌48小時得到偶聯產物3-(2-苯乙炔基)吡 啶(115. 7mg)，收率為 94%。其核磁數據為 ^HNMR 7. 80 (s，1H，ArH)，7. 70 (d，J = 7. 6Hz,2H, ArH)，7. 59-7. 54 (m, 3H, ArH)，7. 48 (t，J = 8. 0Hz，1H，ArH)，7. 37 (t，J = 3. 2Hz，3H，ArH)；高 分辨質譜數據為:HRMS (ESI+)calc for [C15H9F]"requires m/z 246. 0656, found 246.0653。
權利要求
一種含二價銅鹽的催化體系，包括二價銅鹽、碳酸鉀以及溶劑二甲基亞砜，其中銅鹽與碳酸鉀的摩爾比為1∶20～40；所述銅鹽選自醋酸銅，乙酰丙酮酸銅，三氟甲磺酸銅，硫酸銅中的一種或者其一種以上的混合物。
2.權利要求1所述含二價銅鹽的催化劑體系催化藺頭偶合反應制備炔類化合物的應用。
3.應用權利要求1所述含二價銅鹽的催化劑體系催化藺頭偶合反應制備炔類化合物 的方法，以芳基鹵代烴、端基炔烴為反應物，將催化劑二價銅鹽、碳酸鉀和反應物溶于溶劑 二甲基亞砜中，于80 140°C下，反應24 72小時制備炔類化合物。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，藺頭偶合反應在惰性氣氛中進行。
全文摘要
本發明屬于催化劑領域，具體涉及一種無鈀、無胺、無配體參與的銅催化劑體系，該催化劑體系可以催化Sonogashira反應制備炔類化合物。所述催化劑體系包括二價銅鹽、碳酸鉀以及溶劑二甲基亞砜，其中銅鹽與碳酸鉀的摩爾比為1∶20～40；所述銅鹽選自醋酸銅，乙酰丙酮酸銅，三氟甲磺酸銅，硫酸銅中的一種或者其一種以上的混合物。本催化劑體系用穩定的二價銅鹽代替了貴金屬，經濟廉價而且無毒性，對于活性較差的底物，在催化體系中額外加入TBAB明顯促進反應的進行；有望進行大規模應用和工業化生產。
文檔編號C07D233/58GK101890366SQ20101021492
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月1日 優先權日2010年7月1日
發明者屈孝銘, 李廷義, 毛金成, 謝觀雷 申請人:蘇州大學