本發(fā)明涉及一種有機化合物的合成方法,具體地說涉及一種(硝基炔基)苯類化合物的制備方法。
背景技術(shù):
苯乙炔類化合物是一類重要的化工原料,主要用作醫(yī)藥和有機合成中間體,在醫(yī)藥化工行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。而在苯乙炔炔基片段上引入硝基,可使該類化合物具有潛在生理活性。而含有不同取代基的苯乙炔經(jīng)過上述引入硝基的過程,擴充了此類化合物的種類,也可使此類化合物獲得更廣泛的應(yīng)用。
目前硝基化合物的工業(yè)合成方法中,主要使用硝酸和硫酸混酸硝化法,對于含有取代基的芳香族炔基化合物,其硝化產(chǎn)物通常為硝基引入到芳環(huán)上的多種異構(gòu)體的混合物,難以得到標(biāo)產(chǎn)物,此外,該法因濃硝酸具有氧化性,苯乙炔將被氧化,這就導(dǎo)致產(chǎn)物的收率和純度都很低。同時,硝酸與硫酸在反應(yīng)過程中放出大量的熱,容易造成生產(chǎn)危險,產(chǎn)生大量的廢氣廢酸,造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題。最為重要的是,混酸硝化法容易在芳環(huán)上硝化,很難在原料苯乙炔的炔基上發(fā)生硝化反應(yīng)。
鑒于以上存在的問題,設(shè)計一條通用的,簡單的(硝基炔基)苯類化合物合成路線顯得十分有必要。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提出了一種合成(硝基炔基)苯類化合物的方法,該方法簡便,高效。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種合成式II所示的(硝基炔基)苯類化合物的方法,所述方法為:
以式I所示的苯乙炔類化合物為原料,與硝化試劑加入有機溶劑中,密閉于20~50℃溫度下反應(yīng),TLC跟蹤至反應(yīng)結(jié)束后,反應(yīng)液后處理制得式II所示的(硝基炔基)苯類化合物;
式I或式II中,R1、R2、R3、R4、R5各自獨立為氫、C1~C3的烷基、C1~C5的烷氧基、鹵素、硝基、氰基或C6-C12的芳香基;所述鹵素為氟、氯、溴或碘;
進一步,優(yōu)選R1、R2、R3、R4、R5各自獨立為氫、甲基、甲氧基、戊氧基、溴、碘、硝基、氰基或苯基;
更進一步,優(yōu)選式I所示的苯乙炔類化合物為2-苯基苯乙炔、2,6-二甲基苯乙炔、4-戊氧基苯乙炔、3,5-二甲氧苯乙炔、4-硝基苯乙炔、4-碘苯乙炔、2-溴-5-氰基苯乙炔或3,4,5-三甲氧基苯乙炔。
所述硝化試劑為N-氯代丁二酰亞胺與亞硝酸銀物質(zhì)的量之比為1:1的混合物。
所述N-氯代丁二酰亞胺、亞硝酸銀、式I所示的苯乙炔類化合物的物質(zhì)的量之比為1~3:1~3:1,優(yōu)選2:2:1,其中N-氯代丁二酰亞胺、亞硝酸銀的物質(zhì)的量之比為1:1。
所述有機溶劑為二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、乙腈或四氫呋喃,優(yōu)選乙腈。
所述有機溶劑的體積用量一般以式I所示的苯乙炔類化合物的物質(zhì)的量計為5~20mL/mmol,優(yōu)選10mL/mmol。
所述反應(yīng)溫度20~50℃,優(yōu)選為20~30℃,更優(yōu)選25℃。
本發(fā)明反應(yīng)以TLC跟蹤監(jiān)測原料反應(yīng)情況判斷反應(yīng)完全結(jié)束,一般反應(yīng)時間為5-24小時,優(yōu)選6~10小時,更優(yōu)選為8小時。
所述反應(yīng)液后處理方法為,反應(yīng)結(jié)束后,反應(yīng)液用二氯甲烷稀釋后過濾,濾液用柱層析色譜分離,淋洗液為石油醚、乙酸乙酯體積比10:1的混合溶劑,收集含有產(chǎn)物的洗脫液,洗脫液蒸除溶劑制得式II所示的(硝基炔基)苯類化合物。
進一步,優(yōu)選本發(fā)明方法按以下步驟進行:
以式I所示的苯乙炔類化合物為原料,與硝化試劑加入有機溶劑中,密閉,25℃反應(yīng),TLC跟蹤至反應(yīng)結(jié)束后,反應(yīng)液用二氯甲烷稀釋后過濾,濾液用柱層析色譜分離,淋洗液為石油醚、乙酸乙酯體積比10:1的混合溶劑,收集含有產(chǎn)物的洗脫液,洗脫液蒸除溶劑制得式II所示的(硝基炔基)苯類化合物;
所述硝化試劑為N-氯代丁二酰亞胺與亞硝酸銀物質(zhì)的量之比為1:1的混合物;所述N-氯代丁二酰亞胺、亞硝酸銀、式I所示的苯乙炔類化合物的物質(zhì)的量之比為2:2:1;所述有機溶劑為乙腈;所述有機溶劑的體積用量以式I所示的苯乙炔類化合物的物質(zhì)的量計為5~20mL/mmol。
本發(fā)明直接以苯乙炔類化合物為原料,在硝化試劑存在的情況下,苯乙炔炔基位置上發(fā)生單硝化反應(yīng),得到一系列的(硝基炔基)苯類化合物。
本發(fā)明的有益效果是:
(1)安全環(huán)保;
(2)底物適應(yīng)性好,各種取代基都可以實現(xiàn)硝化;
(3)硝化反應(yīng)區(qū)域選擇性好;
(4)反應(yīng)步驟簡單,且是一種合成各種含取代基的(硝基炔基)苯類化合物的新路線;
本發(fā)明的硝化方法具有硝化位置專一性的優(yōu)點,只在炔基上硝化,而沒有苯環(huán)上硝化產(chǎn)物的生成,反應(yīng)過程安全環(huán)保、底物適應(yīng)性好,各種取代基都可以實現(xiàn)甲基硝化;直接以苯乙炔類化合物為原料,反應(yīng)步驟簡單,是一種合成各種含取代基的(硝基炔基)苯類化合物化合物的新路線。
具體實施方式
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明,但本發(fā)明的保護范圍不限于此。
實施例1:
(1)將2-苯基苯乙炔0.5mmol(89mg),N-氯代丁二酰亞胺1mmol(133mg),亞硝酸銀1mmol(154mg)以及乙腈5ml依次加入25ml容積的密封壓力容器中。將混合物在25℃反應(yīng)8小時。TLC檢測反 應(yīng)結(jié)束后,反應(yīng)液用二氯甲烷稀釋,過濾得到清液,用柱層析色譜法(淋洗液配比:石油醚對乙酸乙酯體積比10:1)分離,收集含有產(chǎn)物的洗脫液,洗脫液蒸除溶劑得到2-(硝基炔基)-1,1’聯(lián)苯(78%收率)。
黃色固體;1H NMR(CDCl3,500MHz):δ7.79(d,J=1.0Hz,1H),7.66(t,J=1.5Hz,1H),7.57(m,2H),7.47(m,5H),
實施例2:
將2,6-二甲基苯乙炔0.5mmol(65mg),N-氯代丁二酰亞胺0.5mmol(67mg),亞硝酸銀0.5mmol(77mg)以及乙腈5ml依次加入25ml容積的密封壓力容器中。將混合物在25℃反應(yīng)8小時。TLC檢測反應(yīng)結(jié)束后,反應(yīng)液用二氯甲烷稀釋,過濾得到清液,用柱層析色譜法(淋洗液配比:石油醚對乙酸乙酯體積比10:1)分離,收集含有產(chǎn)物的洗脫液,洗脫液蒸除溶劑得到2,6-二甲基-(硝基炔基)苯(56%收率)。
白色固體,1H NMR(CDCl3,500MHz):δ7.35(t,J=7.5Hz,1H),7.13(d,J=7.5Hz,2H),6.17(s,6H).
實施例3:
將3,5-二甲氧基苯乙炔0.5mmol(80mg),N-氯代丁二酰亞胺1mmol(133mg),亞硝酸銀1mmol(154mg)以及乙腈4ml依次加入25ml容積的密封壓力容器中。將混合物在40℃反應(yīng)8小時。TLC檢測反應(yīng)結(jié)束后,反應(yīng)液用二氯甲烷稀釋,過濾得到清液,用柱層析色譜法(淋洗液配比:石油醚對乙酸乙酯體積比10:1)分離,收集含有產(chǎn)物的洗脫液,洗脫液蒸除溶劑得到1,3-二甲氧基-5-(硝基炔基苯)(66%收率)。
白色固體;1H NMR(CDCl3,500MHz):δ6.76(d,J=2.5Hz,2H),6.66(d,J=2.0Hz,1H),3.81(s,6H)
實施例4:
將4-戊氧基苯乙炔0.5mmol(94mg),N-氯代丁二酰亞胺1.5mmol (195mg),亞硝酸銀1.5mmol(231mg)以及乙腈3ml依次加入25ml容積的密封壓力容器中。將混合物在25℃反應(yīng)6小時。TLC檢測反應(yīng)結(jié)束后,反應(yīng)液用二氯甲烷稀釋,過濾得到清液,用柱層析色譜法(淋洗液配比:石油醚對乙酸乙酯體積比10:1)分離,收集含有產(chǎn)物的洗脫液,洗脫液蒸除溶劑得到1-(硝基炔基)-4-戊氧基苯(69%收率)。
黃色固體,1H NMR(CDCl3,500MHz):δ8.22-8.19(m,1H),7.86-7.83(m,1H),7.02-6.96(m,2H),4.09-4.04(m,2H),1.87–1.80(m,2H),1.49-1.36(m,4H);0.97-0.94(m,2H)
實施例5:
將4-硝基苯乙炔0.5mmol(73mg),N-氯代丁二酰亞胺1mmol(133mg),亞硝酸銀1mmol(154mg)以及二氯甲烷5ml依次加入25ml容積的密封壓力容器中。將混合物在25℃反應(yīng)8小時。TLC檢測反應(yīng)結(jié)束后,反應(yīng)液用二氯甲烷稀釋,過濾得到清液,用柱層析色譜法(淋洗液配比:石油醚對乙酸乙酯體積比10:1)分離,收集含有產(chǎn)物的洗脫液,洗脫液蒸除溶劑得到1-硝基-4-(硝基炔基)苯(38%收率)。
白色固體;1H NMR(CDCl3,500MHz):δ8.38-8.35(m,2H),7.91-7.89(m,2H),
實施例6:
將4-碘苯乙炔0.5mmol(113mg),N-氯代丁二酰亞胺1mmol(133mg),亞硝酸銀1mmol(154mg)以及四氫呋喃5ml依次加入25ml容積的密封壓力容器中。將混合物在50℃反應(yīng)8小時。TLC檢測反應(yīng)結(jié)束后,反應(yīng)液用二氯甲烷稀釋,過濾得到清液,用柱層析色譜法(淋洗液配比:石油醚對乙酸乙酯體積比10:1)分離,收集含有產(chǎn)物的洗脫液,洗脫液蒸除溶劑得到1-碘-4-(硝基炔基)苯(58%收率)。
白色固體;1H NMR(CDCl3,500MHz):δ7.87-7.85(m,2H),7.39-7.37(m,2H),
實施例7:
將2-溴-5-氰基苯乙炔0.5mmol(101mg),N-氯代丁二酰亞胺1mmol (133mg),亞硝酸銀1mmol(133mg)以及1,2-二氯乙烷4ml依次加入25ml容積的密封壓力容器中。將混合物在35℃反應(yīng)6小時。TLC檢測反應(yīng)結(jié)束后,反應(yīng)液用二氯甲烷稀釋,過濾得到清液,用柱層析色譜法(淋洗液配比:石油醚對乙酸乙酯體積比10:1)分離,收集含有產(chǎn)物的洗脫液,洗脫液蒸除溶劑得到4-溴-3-(硝基炔基)苯腈(59%收率)。
黃色固體;1H NMR(CDCl3,500MHz):δ7.68-7.66(m,1H),7.41-7.39(m,2H),7.24-7.20(m,1H).
實施例8:
將3,4,5-三甲氧基苯乙炔0.5mmol(96mg),N-氯代丁二酰亞胺1.5mmol(195mg),亞硝酸銀1.5mmol(231mg)以及二氯甲烷5ml依次加入25ml容積的密封壓力容器中。將混合物在20℃反應(yīng)8小時。TLC檢測反應(yīng)結(jié)束后,反應(yīng)液用二氯甲烷稀釋,過濾得到清液,用柱層析色譜法(淋洗液配比:石油醚對乙酸乙酯體積比10:1)分離,收集含有產(chǎn)物的洗脫液,洗脫液蒸除溶劑得到1,2,3-三甲氧基-5-(硝基炔基)苯(71%收率)。
黃色固體;1H NMR(CDCl3,500MHz):δ6.85(s,2H),3.89(s,3H),3.87(s,6H).
實施例9:
將2-溴-5-氰基苯乙炔0.5mmol,N-氯代丁二酰亞胺1mmol,亞硝酸銀1mmol以及乙腈5ml依次加入25ml容積的密封壓力容器中。將混合物在35℃反應(yīng)6小時。TLC檢測反應(yīng)結(jié)束后,反應(yīng)液用二氯甲烷稀釋,過濾得到清液,用柱層析色譜法(淋洗液配比:石油醚對乙酸乙酯體積比10:1)分離,收集含有產(chǎn)物的洗脫液,洗脫液蒸除溶劑得到4-溴-3-(硝基炔基)苯腈(74%收率)。
黃色固體;1H NMR(CDCl3,500MHz):δ7.68-7.66(m,1H),7.41-7.39(m,2H),7.24-7.20(m,1H).
實施例10:
將2-苯基苯乙炔0.5mmol,N-氯代丁二酰亞胺1mmol,亞硝酸銀1 mmol以及二氯甲烷3ml依次加入25ml容積的密封壓力容器中。將混合物在50℃反應(yīng)8小時。TLC檢測反應(yīng)結(jié)束后,反應(yīng)液用二氯甲烷稀釋,過濾得到清液,用柱層析色譜法(淋洗液配比:石油醚對乙酸乙酯體積比10:1)分離,收集含有產(chǎn)物的洗脫液,洗脫液蒸除溶劑得到2-(硝基炔基)-1,1’聯(lián)苯(66%收率)。
黃色固體;1H NMR(CDCl3,500MHz):δ7.79(d,J=1.0Hz,1H),7.66(t,J=1.5Hz,1H),7.57(m,2H),7.47(m,5H)。