本發明屬于有機合成的技術領域,涉及一種二芳基甲酮衍生物的合成工藝。
背景技術:
二芳基甲酮衍生物傳統合成方法,包括以下幾種:
一是二芳基甲醇衍生物氧化法。利用芳基芐氯與取代芳基偶聯得到二芳基甲醇衍生物,進一步氧化用硝酸氧化得到二芳基酮衍生物。二是傅克反應合成法。利用芳基甲酰氯與取代苯,在無水三氯化鋁催化下,合成二芳基甲酮衍生物。這兩種傳統的工藝路線中,涉及到使用腐蝕性物質,且反應體系對水敏感,反應條件較為苛刻。三是羰基化的suzuki–miyaura反應。高溫下,利用co氣體或者羰基化過渡金屬(mo、co)絡合物作為羰基源,鈀配合物作為催化劑,促進芳基鹵和芳硼酸的suzuki–miyaura偶聯反應。第三種方法基于過渡金屬催化的羰基化反應,反應簡單易行,底物范圍廣,區域選擇性和立體選擇性高,基團相容性好。成為最直接的合成對稱和不對稱的二芳基酮化合物的方法,并廣泛應用在藥物合成,天然產物和有機功能材料領域。
自然界中廣泛存在金屬元素鐵,鐵基催化劑因綠色、環保、價格低廉,廣泛受到人們的關注。然而,羰基鐵絡合物很不穩定,并且較惰性,較難直接應用到羰基化反應中。為此,我們探索采用綠色有機溶劑,氯仿/強堿原位產生計量比的co,混合鐵鹽作為催化劑,無機堿助催化,高溫下完成芳基鹵與芳基硼酸的suzuki–miyaura偶聯反應。
技術實現要素:
本發明要解決的技術問題是:基于傳統合成二芳基酮化合物的工藝路線中,反應條件苛刻,對濕氣敏感,使用貴金屬試劑,或使用危險性有毒氣體等問題,本發明提供一種二芳基甲酮衍生物的合成工藝,利用價格低廉的鐵催化體系,簡單易操作的氯仿/強堿作為羰基源,在綠色溶劑下,高選擇性合成二芳基酮衍生物的過程。
本發明解決其技術問題所采用的一個技術方案是:一種二芳基甲酮衍生物的合成工藝,包括以下步驟:反應容器中加入芳基鹵、芳硼酸、三氯甲烷、含鐵催化劑、無機堿、活化劑和溶劑,100~180℃攪拌反應12~15h;反應結束后,所得產物用水稀釋,再用乙酸乙酯萃取三次,合并有機相,旋轉蒸發,得到粗品;所得粗品用石油醚/乙醚柱層析,得到純化的二芳基甲酮衍生物。
進一步地,芳基鹵具體為取代碘苯,芳硼酸具體為取代苯硼酸。
合成路線如下所示:
其中,r1為h,4-cl,4-me,4-ome,4-cn,4-cf3,3,5-ch3;r2為h,4-cn,4-f,4-c(ch3)3。r1為碘苯或者4號位氯、甲基、甲氧基、氰基、三氟甲基單取代碘苯或者3,5號位雙甲基取代碘苯,r2為苯硼酸或者4號位氰基、氟、叔丁基單取代苯硼酸。
進一步地,含鐵催化劑為二氯化鐵、三氯化鐵、硫酸亞鐵、硫酸鐵、硫化亞鐵、乙酸亞鐵、乙酰丙酮亞鐵、三乙酰丙酮鐵或草酸亞鐵中的一種或幾種。
進一步地,無機堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鋰或氫氧化銫中的一種或幾種。
進一步地,活化劑為nai、nabr、na2co3、ki、kbr、k2co3、tfa或特戊酸中的一種或幾種。
進一步地,溶劑為甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺、聚乙二醇100或聚乙二醇400。
進一步地,芳基鹵、芳硼酸、三氯甲烷、含鐵催化劑、無機堿和活化劑的摩爾比為:1.0:1.2~1.5:3.0~5.0:0.1~0.2:4.0~5.0:3.0~5.0,溶劑加入量為4~6ml(以芳基鹵1mmol計)。
本發明的有益效果是:本工藝條件溫和,無危險性氣體和溶劑,反應選擇性高,產物收率高等優點,適宜推廣使用。
具體實施方式
現在結合具體實施例對本發明作進一步說明,以下實施例旨在說明本發明而不是對本發明的進一步限定。
實施例1
產物3a的合成:
在三口燒瓶中,氮氣保護下,加入peg-40025ml、碘苯1.0克(5mmol)、氯仿1.2毫升(15mmol)、苯硼酸0.9克(7.5mmol)、二氯化鐵0.2克(0.5mmol)、三氯化鐵0.17克(0.5mmol)、一水合氫氧化銫3.3克(20mmol)、碳酸鈉1.1克(10mmol)、碘化鈉0.38克(2.5mmol)、特戊酸850微升(7.5mmol),逐漸升溫至130℃,攪拌反應12小時以上。停止反應,冷卻至室溫,加入10ml水稀釋,過濾,得到相應的濾液。所得濾液用乙酸乙酯萃取3次,每次使用8ml,所得有機相合并后,經過減壓蒸餾去除溶劑。粗產物經過石油醚:乙酸乙酯(體積比20:1)柱層析,得到二苯甲酮產物0.8克(收率88%),熔點:49-50℃。
實施例2
產物3b的合成:
在三口燒瓶中,氮氣保護下,加入peg-40025ml、對氯碘苯1.2克(5mmol)、氯仿1.6毫升(20mmol)、苯硼酸0.9克(7.5mmol)、二氯化鐵0.2克(0.5mmol)、三氯化鐵0.17克(0.5mmol)、一水合氫氧化銫4.2克(25mmol)、碳酸鈉1.1克(10mmol)、碘化鈉0.38克(2.5mmol)、特戊酸850微升(7.5mmol),逐漸升溫至130℃,攪拌反應12小時以上。停止反應,冷卻至室溫,加入10ml水稀釋,過濾,得到相應的濾液。所得濾液用乙酸乙酯萃取3次,每次使用8ml,所得有機相合并后,經過減壓蒸餾去除溶劑。粗產物經過石油醚:乙酸乙酯(體積比20:1)柱層析,得到4-氯二苯甲酮產物0.98克(收率達到91%),熔點94-95℃。
實施例3
產物3c的合成:
在三口燒瓶中,氮氣保護下,加入peg-40025ml、對甲基碘苯1.1克(5mmol)、氯仿1.6毫升(20mmol)、苯硼酸0.9克(7.5mmol)、二氯化鐵0.2克(0.5mmol)、三氯化鐵0.17克(0.5mmol)、一水合氫氧化銫4.2克(25mmol)、碳酸鈉1.1克(10mmol)、碘化鈉0.38克(2.5mmol)、特戊酸850微升(7.5mmol),逐漸升溫至130℃,攪拌反應12小時以上。停止反應,冷卻至室溫,加入10ml水稀釋,過濾,得到相應的濾液。所得濾液用乙酸乙酯萃取3次,每次使用8ml,所得有機相合并后,經過減壓蒸餾去除溶劑。粗產物經過石油醚:乙酸乙酯(體積比20:1)柱層析,得到4-甲基二苯甲酮產物0.93克(收率達到95%),熔點56-57℃。
實施例4
產物3d的合成:
在三口燒瓶中,氮氣保護下,加入peg-40025ml、對硝基碘苯1.2克(5mmol)、氯仿1.2毫升(15mmol)、苯硼酸0.9克(7.5mmol)、二氯化鐵0.2克(0.5mmol)、三氯化鐵0.17克(0.5mmol)、一水合氫氧化銫3.3克(20mmol)、碳酸鈉1.1克(10mmol)、碘化鈉0.38克(2.5mmol)、特戊酸850微升(7.5mmol),逐漸升溫至130℃,攪拌反應12小時以上。停止反應,冷卻至室溫,加入10ml水稀釋,過濾,得到相應的濾液。所得濾液用乙酸乙酯萃取3次,每次使用8ml,所得有機相合并后,經過減壓蒸餾去除溶劑。粗產物經過石油醚:乙酸乙酯(體積比20:1)柱層析,得到4-硝基二苯甲酮產物1.02克(收率達到90%),熔點136-138℃。
實施例5
產物3e的合成
在三口燒瓶中,氮氣保護下,加入peg-40025ml、對甲基碘苯1.1克(5mmol)、氯仿1.6毫升(20mmol)、對氯苯硼酸1.2克(7.5mmol)、二氯化鐵0.2克(0.5mmol)、三氯化鐵0.17克(0.5mmol)、一水合氫氧化銫4.2克(25mmol)、碳酸鈉1.1克(10mmol)、碘化鈉0.38克(2.5mmol)、特戊酸850微升(7.5mmol),逐漸升溫至130℃,攪拌反應12小時以上。停止反應,冷卻至室溫,加入10ml水稀釋,過濾,得到相應的濾液。所得濾液用乙酸乙酯萃取3次,每次使用8ml,所得有機相合并后,經過減壓蒸餾去除溶劑。粗產物經過石油醚:乙酸乙酯(體積比20:1)柱層析,得到4-甲苯基-4-氯苯基甲酮1.05克(收率91%),熔點:122-124℃。
二芳基甲酮衍生物傳統合成工藝,反應條件苛刻,使用強腐蝕性試劑,對水敏感,并使用貴金屬催化劑。我們提出以氯仿/無機堿作為羰基源,混合鐵基化合物作為催化劑,助催化劑催化下,水性綠色溶劑下,促進芳基鹵與苯硼酸的羰基化反應,選擇性合成二苯基甲酮衍生物,反應收率達到88%以上。
以上述依據本發明的理想實施例為啟示,通過上述的說明內容,相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內,進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容,必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。