本發(fā)明涉及苯環(huán)的鄰位芳基化方法，具體涉及一種鈀/碳催化苯環(huán)上特定官能團(tuán)鄰位芳基化的方法，即制備聯(lián)苯化合物的方法。
(二)
背景技術(shù)：
聯(lián)苯類化合物是一類極為重要的化工中間體，廣泛地應(yīng)用于藥物、染料、有機(jī)導(dǎo)體、半導(dǎo)體和液晶材料等領(lǐng)域.聯(lián)苯類化合物的合成方法有很多，如電化學(xué)合成法、分子內(nèi)偶聯(lián)法、有機(jī)金屬偶聯(lián)法等，但是這些都必須對底物預(yù)先官能化，相對來說各有優(yōu)缺點(diǎn)。
鈀/碳是一種常見的過渡金屬催化劑，常用于催化還原反應(yīng)，具有催化效率高、操作簡單、回收方便等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)鈀/碳在偶聯(lián)反應(yīng)中也具有重要的應(yīng)用。但是鈀/碳在苯環(huán)的鄰位芳基化的反應(yīng)中卻未見文獻(xiàn)報(bào)道。這主要是因?yàn)椋涸摲磻?yīng)長期以來被認(rèn)為是Pd(II)催化的反應(yīng)，而鈀/碳為Pd(0)，無法進(jìn)行該反應(yīng)。而實(shí)際上我們研究發(fā)現(xiàn)，利用高價(jià)碘化物作為氧化劑氧化鈀/碳，可以完成整個(gè)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)苯環(huán)的鄰位芳基化反應(yīng)。相比其他方法，鈀/碳催化的芳香化合物鄰位芳基化反應(yīng)具有廢水排放少，產(chǎn)物產(chǎn)率高、選擇性好，催化劑可回收利用等優(yōu)點(diǎn)。
(三)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的是提供一種鈀/碳催化苯+環(huán)上特定官能團(tuán)鄰位芳基化的方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
將式(1)所示的苯環(huán)、催化劑鈀/碳、式(2)所示的高價(jià)碘試劑以及堿性物質(zhì)溶于有機(jī)溶劑中，在80～120℃下反應(yīng)5～12h，反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)液經(jīng)后處理得到取代聯(lián)苯產(chǎn)物；所述的催化劑鈀/碳以鈀的物質(zhì)的量來計(jì)；所述式(1)所示的苯環(huán)與堿性物質(zhì)、高價(jià)碘試劑、催化劑鈀/碳的物質(zhì)的量之比為1：2～10：1～2：0.01～0.2；
所述式(1)所示的苯環(huán)中，所述R1為酰胺、酰胺連三氮唑環(huán)、氰基、羧基、肟、取代四氮唑環(huán)或吡啶環(huán)；所述的R2為H，或H被氟、氯、溴、甲基、乙基、苯基、甲氧基、乙氧基或三氟甲基取代；
所述式(2)所示的高價(jià)碘試劑中，所述R3、R4同時(shí)為H，或H被氟、氯、溴、甲基、乙基、甲氧基或三氟甲基取代。
進(jìn)一步，優(yōu)選所述的R1為酰胺、肟或吡啶環(huán)；優(yōu)選所述的R2為氟、氯或甲基。
進(jìn)一步，優(yōu)選所述的R3、R4同時(shí)為氟、甲基或甲氧基。
進(jìn)一步，所述的堿性物質(zhì)為碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸銫、氫氧化鈉或氫氧化鉀。
再進(jìn)一步，優(yōu)選所述式(1)所示的苯環(huán)與堿性物質(zhì)、高價(jià)碘試劑、催化劑鈀/碳的物質(zhì)的量之比為1：5：2：0.05。
進(jìn)一步，所述有機(jī)溶劑為二甲基亞砜、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、二氯乙烷、甲苯或六氟異丙醇。
再進(jìn)一步，所述有機(jī)溶劑的體積用量以式(1)所示的苯環(huán)的物質(zhì)的量計(jì)為8mL/mmol。
通常所述反應(yīng)液后處理的方法為：反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液過濾收集鈀/碳，可回收再利用，濾液蒸除溶劑，濃縮物用柱層析純化，固定相為200～300目的硅膠，流動(dòng)相一般為乙酸乙酯：石油醚體積比為1:1～10混合液，收集含目標(biāo)化合物的洗脫液，濃縮干燥即得所述的聯(lián)苯化產(chǎn)物。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：
本發(fā)明所用的方法路線不會產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水，對環(huán)境污染較??；反應(yīng)所得的產(chǎn)物收率高，選擇性好；所用催化劑可回收再利用，有潛在的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
(四)具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此：
實(shí)施例1：以3-氯乙酰苯胺作為底物，R2為3位的氯，R3、R4都為氫
在100mL的配有磁子攪拌，回流冷凝管的三口燒瓶中加入3-氯乙酰苯胺0.845g(5.0mmol)，鈀/碳(以鈀計(jì))0.053g(0.50mmol)，二苯基碘代四氟硼酸鹽3.68g(10.0mmol)，加入碳酸鉀2.76g(20.0mmol)，加入N,N-二甲基甲酰胺40ml作為溶劑，加熱至110℃反應(yīng)12小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，過濾回收鈀/碳，減壓蒸餾除去溶劑，殘余物用柱層析純化(硅膠：200-300目；流動(dòng)相，石油醚：乙酸乙酯＝1:1，v/v)得白色固體目標(biāo)產(chǎn)物2-苯基-5-氯乙酰苯胺0.98g，收率為80％。熔程128℃～132℃.
實(shí)施例2：以4-甲基苯乙酸作為底物，R2為4位的甲基，R3、R4都為氯
在100mL的配有磁子攪拌，回流冷凝管的三口燒瓶中加入如式所示的4-甲基苯乙酸底物0.750g(5.0mmol)，鈀/碳(以鈀計(jì))0.021g(0.20mmol)，二(4-氯苯基)碘代四氟硼酸鹽3.49g(8.0mmol)，加入碳酸氫鈉2.10g(25.0mol)，加入二甲基亞砜40ml作為溶劑，加熱至80℃反應(yīng)8小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，過濾收集鈀/碳，減壓蒸餾除去溶劑，殘余物用柱層析純化(硅膠：200-300目；流動(dòng)相，石油醚：乙酸乙酯＝2:1，v/v)得白色固體目標(biāo)產(chǎn)物，獲得產(chǎn)物2-(4-氯苯基)-4-甲基苯甲酸1.01g，收率為78％，熔程為258～261℃。
實(shí)施例3：以鄰氟苯甲腈作為底物，R2為2位的氟，R3、R4都為甲氧基
在100mL的配有磁子攪拌，回流冷凝管的三口燒瓶中加入如式所示的鄰氟苯甲腈底物0.605g(5.0mmol)，鈀/碳(以鈀計(jì))0.011g(0.10mmol)，碳酸鈉2.12g(20.0mmol)，二(對甲氧基苯基)碘代四氟硼酸鹽4.28g(10.0mmol)，加入乙腈40ml作為溶劑，加熱至120℃反應(yīng)5小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，過濾收集鈀/碳，減壓蒸餾除去溶劑，殘余物用柱層析純化(硅膠：200-300目；流動(dòng)相，石油醚：乙酸乙酯＝10:1，v/v)得白色固體目標(biāo)產(chǎn)物2-氟-6(對甲氧基苯基)苯甲腈0.919g, 收率為81％，熔程為106～110℃。
實(shí)施例4：以N-(三苯基甲基)苯連四氮唑作為底物，R2為氫，R3、R4都為甲基
在100mL的配有磁子攪拌，回流冷凝管的三口燒瓶中加入如式所示的N-(三苯基甲基)苯連四氮唑1.94g(5.0mmol)，鈀/碳(以鈀計(jì))0.106g(1.0mmol)，二(對甲基苯基)碘代四氟硼酸鹽3.96g(10.0mmol)，加入氫氧化鈉8.0g(20.0mmol)，加入二氯乙烷40ml作為溶劑，加熱至80℃反應(yīng)6小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，過濾收集鈀/碳，減壓蒸餾除去溶劑，殘余物用柱層析純化(硅膠：200-300目；流動(dòng)相，石油醚：乙酸乙酯＝10:1，v/v)得白色固體目標(biāo)產(chǎn)物。獲得的產(chǎn)物為2-(4-甲基苯基)-N-(三苯基甲基)苯連四氮唑1.745g，收率為73％，熔程為165～170℃。
實(shí)施例5：以苯甲酰胺連三唑作為底物,R2為三氟甲基，R3、R4都為乙基
在100mL的配有磁子攪拌，回流冷凝管的三口燒瓶中加入如式所示的4-三氟甲基苯甲酰胺連三唑底物1.77g(5.0mmol)，鈀/碳(以鈀計(jì))0.026g(0.25mmol)，二(間乙基苯基)碘代四氟硼酸鹽4.60g (10.0mmol)，加入碳酸鉀6.9g(50.0mmol)，加入六氟乙醇40ml作為溶劑，加熱至110℃反應(yīng)10小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，過濾收集鈀/碳，減壓蒸餾除去溶劑，殘余物用柱層析純化(硅膠：200-300目；流動(dòng)相，乙酸乙酯：石油醚＝1:1)得白色固體目標(biāo)產(chǎn)物1.92g，獲得的產(chǎn)物收率為81％，熔程為220～226℃。
實(shí)施例6：以苯乙酮甲基肟醚作為底物，R2為4位的溴，R3、R4都為三氟甲基
在100mL的配有磁子攪拌，回流冷凝管的三口燒瓶中加入如式所示的對溴苯乙酮甲基肟醚1.14g(5.0mmol)，鈀/碳(以鈀計(jì))0.011g(0.1mmol)，二(間氰基苯基)碘代四氟硼酸鹽4.60g(10.0mmol)，加入碳酸銫6.50g(20.0mmol)作堿，加入甲苯40ml作為溶劑，加熱至90攝氏度反應(yīng)8小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，過濾收集鈀/碳，減壓蒸餾除去溶劑，殘余物用柱層析純化(硅膠：200-300目；流動(dòng)相，石油醚：乙酸乙酯＝10:1)得白色固體目標(biāo)產(chǎn)物為2-(3-氰基苯)-4-溴-苯乙酮甲基肟醚1.47g，收率為79％，熔程為133～138℃。
實(shí)施例7：以2-(4-乙基苯基)吡啶作為底物，R2為4位的乙基，R3、R4都為氟
在100mL的配有磁子攪拌，回流冷凝管的三口燒瓶中加入如式所示的2-(4-乙基苯基)吡啶0.915g(5.0mmol)，鈀/碳(以鈀計(jì)) 0.053g(0.5mmol)，二(鄰氟苯基)碘代四氟硼酸鹽4.03g(10.0mmol)，加入氫氧化鉀0.56g(10.0mmol)作堿，加入乙腈50ml作為溶劑，加熱至70攝氏度反應(yīng)5小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，過濾收集鈀/碳，減壓蒸餾除去溶劑，殘余物用柱層析純化(硅膠：200-300目；流動(dòng)相，石油醚：乙酸乙酯＝10:1)得白色固體目標(biāo)產(chǎn)物1.22g，收率為88％，熔程為185～189℃。