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炔酮促进CuI催化Sonogashira偶联反应的方法

炔酮促进CuI催化Sonogashira偶联反应的方法

IPC分类号 : C07B37/00,C07C2/86,C07C15/54,C07C41/30,C07C43/215,C07C45/68,C07C49/796,C07C67/343,C07C69/76,C07C201/12,C07C205/06,C07C17/266,C07C22/08,C07C43/225,C07D333/16,B01J31/22

申请号
CN201610292552.3
可选规格
  • 专利类型: 发明专利
  • 法律状态: 有权
  • 申请日: 2016-05-05
  • 公开号: 105859495A
  • 公开日: 2016-08-17
  • 主分类号: C07B37/00
  • 专利权人: 陕西师范大学

专利摘要

本发明公开了一种炔酮促进CuI催化Sonogashira偶联反应的方法,该方法以富含π‑σ电子的炔酮为配体,以CuI为催化剂,催化卤代芳烃与端炔的Sonogashira交叉偶联反应,合成芳基炔类化合物。本发明操作简单、条件温和、底物适用性好,避免了使用有毒的膦配体,且明显减少了CuI用量,可以被广泛应用于合成芳基炔类化合物。

权利要求

1.一种炔酮促进CuI催化Sonogashira偶联反应的方法,其特征在于:以CuI为催化剂、炔酮为配体、N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,将卤代芳烃与端炔、K2CO3按摩尔比为1:1~1.3:1~1.5,在惰性气氛中110~130℃反应12~24小时,得到炔类化合物,其中CuI用量为卤代芳烃摩尔量的0.5%~2%,炔酮用量为卤代芳烃摩尔量的3%~5%;

上述炔酮的结构式如下所示:

式中R1代表苯基、C1~C4烷基取代苯基、C1~C4烷氧基取代苯基、卤代苯基、1-萘基、2-噻吩基中的任意一种,R2代表苯基、C1~C4烷基取代苯基、C1~C4烷氧基取代苯基、卤代苯基、2-噻吩基中的任意一种。

2.根据权利要求1所述的炔酮促进CuI催化Sonogashira偶联反应的方法,其特征在于:所述的R1代表4-甲氧基苯基,R2代表苯基、4-溴苯基、2-噻吩基中的任意一种。

3.根据权利要求1或2所述的炔酮促进CuI催化Sonogashira偶联反应的方法,其特征在于:所述的端炔为 式中R'代表苯基、C1~C4烷基取代苯基、甲氧基取代苯基、卤代苯基、氨基取代苯基、C4~C8烷基、2-噻吩基中的任意一种。

4.根据权利要求3所述的炔酮促进CuI催化Sonogashira偶联反应的方法,其特征在于:所述的R'代表苯基、4-甲氧基苯基、4-甲基苯基、4-乙基苯基、3-氯苯基、3-氨基苯基、C4~C6烷基中的任意一种。

5.根据权利要求1或2所述的炔酮促进CuI催化Sonogashira偶联反应的方法,其特征在于:所述的卤代芳烃为 式中R”代表H、C1~C4烷基、C1~C4烷氧基、硝基、三氟甲基、三氟甲氧基、CmH2mCOOCnH2n+1、COCnH2n+1、2-噻吩基中的任意一种,其中m和n各自独立的代表1~3的整数。

6.根据权利要求5所述的炔酮促进CuI催化Sonogashira偶联反应的方法,其特征在于:所述的R”代表H、4-甲氧基、4-三氟甲氧基、3-三氟甲氧基、4-甲基、3-甲基、4-乙基、4-硝基、3-硝基、4-C2H5COOCH3、4-COCH3、4-三氟甲基、4-溴基、2-碘基、3-碘基中的任意一种。

7.根据权利要求1或2所述的炔酮促进CuI催化Sonogashira偶联反应的方法,其特征在于:所述的CuI用量为卤代芳烃摩尔量的1%,炔酮用量为卤代芳烃摩尔量的4%。

说明书

技术领域

本发明涉及一种以炔酮类化合物为配体,过渡金属化合物作为催化剂条件下合成炔类化合物的方法。

背景技术

炔类化合物具有多种生理活性,是构筑杂环类结构的重要小分子,近来引起了研究者的关注,其在有机合成、分子电子学、天然产物活性分子、纳米结构、农药、染料、日用化学品合成、共聚物以及材料等领域有着广泛的用途。

关于炔类化合物的合成,最早的研究分别由Cassar与Heck于1975年报道。Heck的方法基于已知的钯催化的烯烃芳基化或者链烯基化Mizoroki-Heck反应,并且包括使用膦-钯化合物作为催化剂,三乙胺或者哌啶作为碱和溶剂。Cassar的方法则使用膦-钯催化剂结合甲醇钠作为碱,DMF作为溶剂。这两种方法均使用贵金属钯和有毒的膦配体。同年,Sonogashira和Hagihara报道了加入10mol%的碘化亚铜可催化该反应进行。由于钯有毒性、昂贵、不稳定以及通常需要使用含膦配体等,人们迫切需要寻找一种可替代的金属来催化反应的进行。

铜作为一种廉价易得金属,也可以高效的催化反应,逐渐得到广泛的关注。铜盐结合配体的催化体系在反应中有重要的作用,合适的配体设计能够提高铜催化剂的兼容性,增加催化剂寿命。目前应用于该反应的配体包括:膦配体(包括PPh3)、氮配体(1,10-菲罗啉、N,N-二甲基甘氨酸钠、乙二胺、DABCO、BINAM、DMEDA、嘧啶)和含氧配体(如8-羟基喹啉、联二萘酚、二酮、水杨酸)等。这些σ电子给予体型配体的催化效率,导致铜催化剂用量大(5~20mol%)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述Cu催化Sonogashira交叉偶联反应存在的缺点,提供一种炔酮促进CuI催化Sonogashira交叉偶联反应的方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是:以CuI为催化剂、炔酮为配体、N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,将卤代芳烃与端炔、K2CO3按摩尔比为1:1~1.3:1~1.5,在惰性气氛中110~130℃反应12~24小时,得到炔类化合物,其中CuI用量为卤代芳烃摩尔量的0.5%~2%,炔酮用量为卤代芳烃摩尔量的3%~5%。

上述炔酮的结构式如下所示:

式中R1代表苯基、C1~C4烷基取代苯基、C1~C4烷氧基取代苯基、卤代苯基、1-萘基、2-噻吩基中的任意一种,R2代表苯基、C1~C4烷基取代苯基、C1~C4烷氧基取代苯基、卤代苯基、2-噻吩基中的任意一种,优选R1代表4-甲氧基苯基,R2代表苯基、4-溴苯基、2-噻吩基中的任意一种;其根据公开号为CN104478678A、发明名称为《羧酸三嗪酯与端炔偶联制备炔酮的方法》的中国发明专利中公开的方法制备而成。

上述的端炔为 式中R'代表苯基、C1~C4烷基取代苯基、甲氧基取代苯基、卤代苯基、氨基取代苯基、C4~C8烷基、2-噻吩基中的任意一种,具体如苯基、4-甲氧基苯基、4-甲基苯基、4-乙基苯基、3-氯苯基、3-氨基苯基、C4~C6烷基等。

上述的卤代芳烃为 式中R”代表H、C1~C4烷基、C1~C4烷氧基、硝基、三氟甲基、三氟甲氧基、CmH2mCOOCnH2n+1、COCnH2n+1、2-噻吩基中的任意一种,其中m和n各自独立的代表1~3的整数,具体如H、4-甲氧基、4-三氟甲氧基、3-三氟甲氧基、4-甲基、3-甲基、4-乙基、4-硝基、3-硝基、4-C2H5COOCH3、4-COCH3、4-三氟甲基、4-溴基、2-碘基、3-碘基等。

本发明优选CuI用量为卤代芳烃摩尔量的1%,优选炔酮用量为卤代芳烃摩尔量的4%。

本发明以富含π-σ电子的炔酮为配体,用CuI催化卤代芳烃与端炔的Sonogashira交叉偶联反应,避免了使用有毒的膦配体,且明显减少了CuI用量,反应操作简单,安全可靠,官能团兼容性好,产物收率高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步详细说明,但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。

实施例1

将0.11g(0.5mmol)4-甲氧基碘苯、0.0009g(0.005mmol)CuI、0.0045g(0.02mmol)1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮和0.0689g(0.5mmol)K2CO3加入史莱克管中,在氮气保护下加入3mL DMF,再加入66μL(0.6mmol)苯乙炔,反应体系在120℃反应12小时,自然冷却至室温,用乙酸乙酯萃取,有机相经柱层析分离(以二氯甲烷和石油醚的体积比为0:1、1:100、1:50、1:10的混合液梯度洗脱),得到淡黄色固体1-甲氧基-4-(苯乙炔基)苯,其产率为80%。

实施例2

在实施例1中,所用的1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮用等摩尔1-(1-萘基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮替换,其他步骤与实施例1相同,得到淡黄色固体1-甲氧基-4-(苯乙炔基)苯,其产率为55%。

实施例3

在实施例1中,所用的1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮用等摩尔1-(4-甲氧基苯基)-3-(2-噻吩基)-2-乙炔基-1-酮替换,其他步骤与实施例1相同,得到淡黄色固体1-甲氧基-4-(苯乙炔基)苯,其产率为79%。

实施例4

在实施例1中,所用的1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮用等摩尔1-(4-甲氧基苯基)-3-(4-甲基苯基)-2-乙炔基-1-酮替换,其他步骤与实施例1相同,得到淡黄色固体1-甲氧基-4-(苯乙炔基)苯,其产率为62%。

实施例5

在实施例1中,所用的1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮用等摩尔1-(4-氯苯基)-3-(4-甲氧基苯基)-2-乙炔基-1-酮替换,其他步骤与实施例1相同,得到淡黄色固体1-甲氧基-4-(苯乙炔基)苯,其产率为70%。

实施例6

在实施例1中,所用的1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮用等摩尔1-(4-甲氧基苯基)-3-(4-甲氧基苯基)-2-乙炔基-1-酮替换,其他步骤与实施例1相同,得到淡黄色固体1-甲氧基-4-(苯乙炔基)苯,其产率为78%。

实施例7

在实施例1中,所用的1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮用等摩尔1-(4-甲氧基苯基)-3-(4-乙基苯基)-2-乙炔基-1-酮替换,其他步骤与实施例1相同,得到淡黄色固体1-甲氧基-4-(苯乙炔基)苯,其产率为61%。

实施例8

在实施例1中,所用的1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮用等摩尔1-(4-甲氧基苯基)-3-(3-乙基苯基)-2-乙炔基-1-酮替换,其他步骤与实施例1相同,得到淡黄色固体1-甲氧基-4-(苯乙炔基)苯,其产率为60%。

实施例9

在实施例1中,所用的1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮用等摩尔1-(4-甲氧基苯基)-3-(2-乙基苯基)-2-乙炔基-1-酮替换,其他步骤与实施例1相同,得到淡黄色固体1-甲氧基-4-(苯乙炔基)苯,其产率为58%。

实施例10

在实施例1中,所用的1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮用等摩尔1-(4-甲氧基苯基)-3-(4-溴苯基)-2-乙炔基-1-酮替换,其他步骤与实施例1相同,得到淡黄色固体1-甲氧基-4-(苯乙炔基)苯,其产率为90%。

实施例11

在实施例1中,所用的4-甲氧基碘苯用等摩尔的4-甲基碘苯替换,反应时间延长至24小时,其他步骤与实施例1相同,得到淡黄色固体1-甲基-4-(苯乙炔基)苯,其产率为86%。

实施例12

在实施例1中,所用的4-甲氧基碘苯用等摩尔的4-硝基碘苯替换,反应时间延长至24小时,其他步骤与实施例1相同,得到黄绿色固体1-硝基-4-(苯乙炔基)苯,其产率为82%。

实施例13

在实施例1中,所用的4-甲氧基碘苯用等摩尔的4-乙基碘苯替换,反应时间延长至24小时,其他步骤与实施例1相同,得到黄色固体1-乙基-4-(苯乙炔基)苯,其产率为80%。

实施例14

在实施例1中,所用的4-甲氧基碘苯用等摩尔的4-碘苯乙酮替换,反应时间延长至24小时,其他步骤与实施例1相同,得到黄色固体1-(4-(苯乙炔基)苯基)乙酮,其产率为83%。

实施例15

在实施例1中,所用的4-甲氧基碘苯用等摩尔的4-碘苯甲酸乙酯替换,反应时间延长至24小时,其他步骤与实施例1相同,得到黄棕色固体4-(苯乙炔基)苯甲酸乙酯,其产率为88%。

实施例16

在实施例1中,所用的4-甲氧基碘苯用等摩尔的4-三氟甲基碘苯替换,其他步骤与实施例1相同,得到白色固体1-三氟甲基-4-(苯乙炔基)苯,其产率为73%。

实施例17

在实施例1中,所用的4-甲氧基碘苯用等摩尔的4-三氟甲氧基碘苯替换,反应时间延长至24小时,其他步骤与实施例1相同,得到白色固体1-三氟甲氧基-4-(苯乙炔基)苯,其产率为71%。

实施例18

在实施例1中,所用的4-甲氧基碘苯用等摩尔的碘苯替换,其他步骤与实施例1相同,反应时间延长至24小时,得到黄色固体2-二苯乙炔,其产率为88%。

实施例19

在实施例1中,所用的4-甲氧基碘苯用等摩尔的3-甲氧基碘苯替换,反应时间延长至24小时,其他步骤与实施例1相同,得到黄色固体1-甲氧基-3-(苯乙炔基)苯,其产率为81%。

实施例20

在实施例1中,所用的4-甲氧基碘苯用等摩尔的3-甲基碘苯替换,反应时间延长至24小时,其他步骤与实施例1相同,得到黄色固体1-甲基-3-(苯乙炔基)苯,其产率为76%。

实施例21

在实施例1中,所用的4-甲氧基碘苯用等摩尔的3-三氟甲基碘苯替换,反应时间延长至24小时,其他步骤与实施例1相同,得到浅黄色固体1-三氟甲基-3-(苯乙炔基)苯,其产率为70%。

实施例22

在实施例1中,所用的苯乙炔用等摩尔的4-乙基苯乙炔替换,反应时间延长至24小时,其他步骤与实施例1相同,得到黄色固体1-甲氧基-4-(4-乙基-苯乙炔基)苯,其产率为83%。

实施例23

在实施例1中,所用的苯乙炔用等摩尔的3-氨基苯乙炔替换,反应时间延长至24小时,其他步骤与实施例1相同,得到黄色固体1-甲氧基-4-(3-氨基-苯乙炔基)苯,其产率为78%。

实施例24

在实施例1中,所用的苯乙炔用等摩尔的4-甲氧基苯乙炔替换,反应时间延长至24小时,其他步骤与实施例1相同,得到黄色固体1,2-二(4-甲氧基苯基)乙炔,其产率为82%。

实施例25

在实施例1中,所用的苯乙炔用等摩尔的2-乙炔基噻吩替换,反应时间延长为24h,其他步骤与实施例1相同,得到黄色固体1-甲氧基-4-(2-噻吩基-乙炔基)苯,其产率为60%。

炔酮促进CuI催化Sonogashira偶联反应的方法专利购买费用说明

专利买卖交易资料

Q:办理专利转让的流程及所需资料

A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。

1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2:按规定缴纳著录项目变更手续费。

3:同时提交相关证明文件原件。

4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q:专利转让变更,多久能出结果

A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。

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