專利名稱：一種含二價銅鹽的催化體系及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于催化劑領(lǐng)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(yīng)制備炔類化合物。
背景技術(shù)：
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(lián)反應(yīng)通常被稱之為藺頭偶合反應(yīng)(Sonogashira coupling reaction)。這一反應(yīng) 最早在1975年由Heck，Cassar以及Sonogashira等獨立發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過近三十年的發(fā)展，它已 逐漸為人們所熟知，并成為了一個重要的人名反應(yīng)。目前，Sonogashira反應(yīng)在取代炔烴以 及大共軛炔烴的合成中得到了廣泛的應(yīng)用，并且被認(rèn)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(nóng)藥醫(yī)藥，新興材料以及納米分子器件的合成中起著關(guān) 鍵的。傳統(tǒng)的Sonogashira偶聯(lián)反應(yīng)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(yōu)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(qiáng)的毒性；③含磷配體不穩(wěn)定，不易 保存，易氧化；④鈀易在產(chǎn)物殘留，因而影響了其在藥物合成等場合中的應(yīng)用；⑤這一反應(yīng) 通常對于溴代，碘代烯烴及芳香烴都具有較高的反應(yīng)活性，但是對于氯代化合物，其反應(yīng)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(lián)產(chǎn)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(lǐng)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(wěn)定性較好的二價銅催化劑 來實現(xiàn)Sonogashira偶聯(lián)反應(yīng)并實現(xiàn)催化劑的循環(huán)利用，是過渡金屬催化領(lǐng)域中新的研究 熱點，也是化學(xué)工業(yè)綠色化進(jìn)程中的一個挑戰(zhàn)性課題。早在1963年，Castro等以吡啶為溶劑進(jìn)行當(dāng)量的銅促進(jìn)的Sonogashira反應(yīng)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(yīng)(參見=Tetrahedron Lett. 1992，33，5363)。此后， Venkataraman等人發(fā)現(xiàn)1，10-菲咯啉可以作為配體用于銅催化的Sonogashira反應(yīng)(參 見:0rg. Lett. 2001. 3，4315 ；Synthesis 2005，1706)。近幾年類，還發(fā)展了很多其他的配體 用于銅催化的Sonogashira反應(yīng)，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(lián)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(guān)于無配體參與的銅催化的Sonogashira反應(yīng)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(yīng)催化該 反應(yīng)獲得目標(biāo)產(chǎn)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(wěn)定性也較差，不太適合大規(guī)模應(yīng)用或工業(yè)化生產(chǎn)；2、蘇州大學(xué)
3的毛金成課題組發(fā)現(xiàn)鐵/銅復(fù)合催化劑體系，也能實現(xiàn)無配體參與的Sonogashira反應(yīng)， 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(fā)現(xiàn)了鐵/銅復(fù)合催化劑體系也能催化無配體參與的該反應(yīng)，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(wěn)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(yīng)的 成本。4、湖南師范大學(xué)的李金恒教授發(fā)現(xiàn)醋酸銅也可以催化無配體參與下的Sonogashira 反應(yīng)(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(yīng)溶劑要求較高，為三乙胺，成本高且氣味大；(3)而且反 應(yīng)的選擇性較差，有炔自偶聯(lián)產(chǎn)物生成；(4)反應(yīng)需要在140 150°C下進(jìn)行，而且對于不同 底物的收率不高。因此，需要研發(fā)一種無鈀、無胺、無配體參與的可以催化Sonogashira反應(yīng)制備炔 類化合物的高效催化劑體系。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種含二價銅鹽的催化體系。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)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(yīng)制備炔類化合物，因 此，本發(fā)明同時要求保護(hù)上述含二價銅鹽的催化劑體系催化Sonogashira反應(yīng)制備炔類化 合物的應(yīng)用，以芳基鹵代烴、端基炔烴為反應(yīng)物，將催化劑二價銅鹽、碳酸鉀和反應(yīng)物溶于 溶劑二甲基亞砜(DMSO)中，于80 140°C下，反應(yīng)時間為24小時 72小時。優(yōu)選的技術(shù)方案中，上述于Sonogashira反應(yīng)在惰性氣氛中進(jìn)行，例如在氬氣或 氮氣等惰性氣體氛圍中進(jìn)行，如果反應(yīng)條件控制不嚴(yán)格或者直接在空氣中進(jìn)行，容易產(chǎn)生 少量的炔烴自偶聯(lián)產(chǎn)物。上述技術(shù)方案中，端基炔烴與芳基鹵代烴的摩爾比為1 1.5 1，優(yōu)選為 1. 2 1。上述技術(shù)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(yōu)選的技術(shù)方案中，當(dāng)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(yīng)體系中可以加入IOmol % 200mol%的相轉(zhuǎn)移催化劑，所述相轉(zhuǎn)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(yōu)選為TBAB ；這樣能夠保證目 標(biāo)產(chǎn)物的收率可以進(jìn)一步提高；另外，當(dāng)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(yīng)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(chǎn)率。由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點1、本發(fā)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(wěn)定，在后處理時不會殘留在產(chǎn)品中，并且，本催化劑體系不含胺、無需額外 的配體。2、本發(fā)明所述催化體系在催化Sonogashira反應(yīng)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(chǎn)物的化學(xué)收率最高超過99%。3、由于本發(fā)明所述催化體系具有非常高的選擇性，無副反應(yīng)發(fā)生，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng) GC-MS檢測，發(fā)現(xiàn)無炔的自偶聯(lián)產(chǎn)物生成。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)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(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護(hù)下，用微量進(jìn)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(yīng)，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機(jī)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(lián)產(chǎn)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(yīng)后體系中未檢測到炔的自 偶聯(lián)產(chǎn)物。其核磁數(shù)據(jù)為=1H NMR (CDCl3,400MHz) (δ，ppm)7. 59-7. 48(m，4H)，7. 39-7. 29 (m， 6H)；高分辨質(zhì)譜數(shù)據(jù)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(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護(hù)下，用微量進(jìn)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(yīng)，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機(jī)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(lián)產(chǎn)物 4-氯苯乙炔基苯(106. 3mg)，收率為99%。熔點為83_84°C。其核磁數(shù)據(jù)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(zhì)譜數(shù)據(jù)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(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護(hù)下，用微量進(jìn)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(yīng)，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機(jī)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(lián)產(chǎn)物1氟-4-(2-(4-甲氧基苯)乙炔基)苯(113. Img)，收率為99%。其 核磁數(shù)據(jù)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(zhì)譜數(shù)據(jù)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(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護(hù)下，用微量進(jìn)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(yīng)，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX3)，合并有機(jī)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(lián)產(chǎn)物4-氟苯乙炔基苯(93.2mg)，收率為95%。其核磁數(shù)據(jù)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(zhì)譜數(shù)據(jù)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(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護(hù)下，用微量進(jìn)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(yīng)，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX3)，合并有機(jī)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(lián)產(chǎn)物 1-氯-4-(2-(4-氟苯)乙炔基)苯(108.4mg)，收率為94%。其核磁數(shù)據(jù)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(zhì) 譜數(shù)據(jù)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(lián)反應(yīng)，在140°C攪拌24小時得到偶聯(lián)產(chǎn)物1-甲氧 基-4-(2-p-苯乙炔基)苯(107.8mg)，收率為97%。其核磁數(shù)據(jù)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(zhì)譜數(shù)據(jù)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(lián)反應(yīng)，在140°C攪拌48小時得到偶聯(lián)產(chǎn)物1_甲氧基_4_ (4-苯 丁基-1-炔)苯(92. 2mg)，收率為 78%。其核磁數(shù)據(jù)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(lián)反應(yīng)，在140°C攪拌48小時得到偶聯(lián)產(chǎn)物1_(葵烷-1-炔)苯 (83. 3mg)，收率為 77%。其核磁數(shù)據(jù)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(huán)抽真空并用氬氣置換三次， 在氣體保護(hù)下，用微量進(jìn)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(yīng)，然后用乙酸乙酯萃 取(4mLX 3)，合并有機(jī)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(lián)產(chǎn)物4-甲氧基苯乙炔基苯(75. Img)，收率為72%。其核 磁數(shù)據(jù)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(zhì)譜數(shù) 據(jù)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(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護(hù)下，用微量進(jìn)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(yīng)，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機(jī)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(lián) 產(chǎn)物1，3_ 二苯乙炔基苯(135. Omg)，收率為97%。其核磁數(shù)據(jù)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(zhì)譜數(shù)據(jù)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(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護(hù)下，用微量進(jìn)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(yīng)，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機(jī)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(lián)產(chǎn)物二苯醚 (76. 6mg)，收率為 90%。其核磁數(shù)據(jù)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(jīng) 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(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護(hù)下，用微量進(jìn)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(yīng)，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機(jī)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(lián)產(chǎn)物二苯硫醚(93. 2mg)，收率為99%。其核磁數(shù)據(jù)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(zhì)譜數(shù)據(jù)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(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護(hù)下，用微量進(jìn)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(yīng)，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機(jī)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(lián)產(chǎn)物1-苯基咪唑(72. Img)，收率為99%。其核磁數(shù)據(jù)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(jīng) 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(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護(hù)下，用微量進(jìn)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(yīng)，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機(jī)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(lián)產(chǎn)物1， 2-二苯基乙炔(78. 5mg)，收率為88%。熔點為58_59°C。其核磁數(shù)據(jù)為=1H NMR(⑶Cl3, 400MHz) ( δ，ppm) 7. 59-7. 48 (m, 4H)，7. 39-7. 29 (m, 6H)；高分辨質(zhì)譜數(shù)據(jù)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(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護(hù)下，用微量進(jìn)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(yīng)，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機(jī)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(lián)產(chǎn)物1， 2-二苯基乙炔(64. 2mg)，收率為72%。熔點為58_59°C。其核磁數(shù)據(jù)為=1H NMR(⑶Cl3, 400MHz) ( δ，ppm) 7. 59-7. 48 (m, 4H)，7. 39-7. 29 (m, 6H)；高分辨質(zhì)譜數(shù)據(jù)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(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護(hù)下，用微量進(jìn)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(yīng)，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機(jī)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(lián)產(chǎn)物1， 2-二苯基乙炔(58.9mg)，收率為66%。熔點為58_59°C。其核磁數(shù)據(jù)為屯NMR(⑶Cl3， 400MHz) ( 8，ppm) 7. 59-7. 48 (m, 4H)，7. 39-7. 29 (m, 6H)；高分辨質(zhì)譜數(shù)據(jù)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(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護(hù)下，用微量進(jìn)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(yīng)，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機(jī)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(lián)產(chǎn)物1， 2-二苯基乙炔(69. 5mg)，收率為78%。熔點為58_59°C。其核磁數(shù)據(jù)為屯NMR(⑶Cl3， 400MHz) ( 8，ppm) 7. 59-7. 48 (m, 4H)，7. 39-7. 29 (m, 6H)；高分辨質(zhì)譜數(shù)據(jù)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(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護(hù)下，用微量進(jìn)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(yīng)，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機(jī)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(lián)產(chǎn)物 1-(2_苯乙炔基)萘(113.0mg)，收率為99%。其核磁數(shù)據(jù)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(zhì)譜數(shù)據(jù)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(lián)反應(yīng)，在140°C攪拌48小時得到偶聯(lián)產(chǎn)物3-(2-苯乙炔基)吡 啶(115. 7mg)，收率為 94%。其核磁數(shù)據(jù)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(zhì)譜數(shù)據(jù)為:HRMS (ESI+)calc for [C15H9F]"requires m/z 246. 0656, found 246.0653。
權(quán)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(quán)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(yīng)制備炔類化合物的應(yīng)用。
3.應(yīng)用權(quán)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(yīng)制備炔類化合物 的方法，以芳基鹵代烴、端基炔烴為反應(yīng)物，將催化劑二價銅鹽、碳酸鉀和反應(yīng)物溶于溶劑 二甲基亞砜中，于80 140°C下，反應(yīng)24 72小時制備炔類化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，藺頭偶合反應(yīng)在惰性氣氛中進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明屬于催化劑領(lǐng)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(yīng)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(wěn)定的二價銅鹽代替了貴金屬，經(jīng)濟(jì)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(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行；有望進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)化生產(chǎn)。
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(yōu)先權(quán)日2010年7月1日
發(fā)明者屈孝銘, 李廷義, 毛金成, 謝觀雷 申請人:蘇州大學(xué)