本發(fā)明涉及一種間二苯甲?;〈筋惢衔锏暮铣煞椒?,具體涉及一種以三氟乙酸鈀(Pd(TFA)2)為催化劑、碳酸銀為氧化劑、磷酸氫二鉀為添加劑,通過芳香酸與苯甲酰甲酸類化合物發(fā)生基于羧基鄰位C―H雙?;⒚擊扰悸?lián)反應(yīng),一步法合成間二苯甲酰基取代苯類化合物的方法。
背景技術(shù):
芳基酮是天然產(chǎn)物、藥物相關(guān)分子和功能材料的重要骨架。二酮作為合成中間體,在功能材料、具有重要生物活性分子、藥物分子的合成中具有廣泛的應(yīng)用(J.Nat.Prod.2007,70,2049;J.Med.Chem.2006,49,72;Adv.Functo.Mater.2012,22,378;Zhao,W.L.;Carreira,E.M.Org.Lett.2006,8,99)。其中1,3-二?;阶鳛橹匾闹虚g體,可通過衍生為希夫堿進(jìn)而合成具有重要用途的金屬配合物(Coordin.Chem.Rev.2007,251,1311–1492,Polyhedron 2002,21,1787-1793;Chem.Rev.2010,110:1642-1662)。
傳統(tǒng)上,二?;降闹苽浞椒ê蛦熙;〈筋愃?,通過芳環(huán)上的傅里德-克拉夫茨反應(yīng)實(shí)現(xiàn)。此類反應(yīng)需要當(dāng)量的無水AlCl3催化劑,后處理產(chǎn)生大量含鋁酸性廢水,環(huán)境污染嚴(yán)重(J.Chem.Crystallogr.2012,42,960-967;Synth.Commun.2003,33,3097-3102)。
隨著過渡金屬催化的偶聯(lián)反應(yīng)的發(fā)展,文獻(xiàn)相繼報道了過渡金屬催化的二?;降暮铣煞椒?。如二碘苯和苯硼酸在納米鈀催化下,可以發(fā)生鈴木羰基化反應(yīng),從而得到二?;?J.Org.Chem.2014,79,1454-1460)。但該反應(yīng)需要有毒的一氧化碳?xì)怏w和官能團(tuán)化的鹵代苯化合物,同時產(chǎn)生具有腐蝕性的酸性碘化氫氣體。以亞胺、含氮雜環(huán)為導(dǎo)向基,在醋酸鈀催化下,分別和芳香醛、苯甲酰甲酸反應(yīng)也可合成二酰基苯類化合物,但反應(yīng)原料需預(yù)先合成(Org.Biomol.Chem.,2013,11,7869-7876;Adv.Synth.Catal.2016,358,283-295)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種原料簡單易得、反應(yīng)操作簡單、高效的間二苯甲?;〈筋惢衔锏暮铣煞椒ā?/p>
解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:
將式Ⅰ所示的芳香羧酸與式Ⅱ所示的苯甲酰甲酸類化合物、三氟乙酸鈀、碳酸銀、無水磷酸氫二鉀按摩爾比為1:2~4:0.08~0.15:1.0~4.0:0.5~3.0加入乙二醇二甲醚中,在惰性氣體保護(hù)的密閉條件下110~160℃反應(yīng)18~36小時,反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫,分離純化產(chǎn)物,得到式Ⅲ所示的間二苯甲?;〈筋惢衔铮浞磻?yīng)方程式如下所示:
式中R、R1各自獨(dú)立的代表H、C1~C4烷基、C1~C4烷氧基、鹵素中的任意一種,優(yōu)選R、R1各自獨(dú)立的代表H、甲基、乙基、甲氧基、鹵素中的任意一種,n=1或2。
上述合成方法中,優(yōu)選芳香羧酸、苯甲酰甲酸類化合物、三氟乙酸鈀、碳酸銀、無水磷酸氫二鉀的摩爾比為1:3:0.01:3:2。
上述合成方法中,進(jìn)一步優(yōu)選在惰性氣體保護(hù)的密閉條件下150℃反應(yīng)24小時。
本發(fā)明以過渡金屬鈀作為催化劑,通過芳香酸與苯甲酰甲酸類化合物發(fā)生基于羧基鄰位C―H雙?;?、脫羧偶聯(lián)反應(yīng),一步合成間二苯甲?;〈筋惢衔铩T诤铣蛇^程中,羧基作為可移除的導(dǎo)向基,在羧基鄰位引入兩個苯甲酰基后,羧基脫除。本發(fā)明從簡單易得的對位取代苯甲酸類化合物出發(fā),高效合成難于合成的間二苯甲?;〈筋惢衔?,具有原料簡單易得、反應(yīng)操作簡單、高效等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明,但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1
制備結(jié)構(gòu)式如下的1,3-二苯甲?;?5-氯苯
在10mL耐壓反應(yīng)管中加入0.0156g(0.1mmol)對氯苯甲酸、0.0450g(0.3mmol)苯甲酰甲酸、0.0033g(0.01mmol)三氟乙酸鈀、0.0826g(0.3mmol)碳酸銀、0.0348g(0.2mmol)無水磷酸氫二鉀、0.6mL乙二醇二甲醚,在氬氣保護(hù)的密閉體系下,150℃攪拌反應(yīng)24小時,反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫,利用柱層析硅膠柱過濾除去鹽和催化劑,用薄層色譜分離,得到1,3-二苯甲?;?5-氯苯,其收率為66%,結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=8.03(s,1H),7.98(s,2H),7.81(d,J=7.7Hz,4H),7.63(t,J=7.3Hz,2H),7.51(t,J=7.5Hz,4H);13C NMR(151MHz,CDCl3):δ(ppm)=194.5,139.4,136.4,135.0,133.3,133.1,130.0,129.0,128.6;HRMS(ESI)m/z:C20H13ClO2[M+H]理論值321.0682,實(shí)測值321.0688。
實(shí)施例2
制備結(jié)構(gòu)式如下的1,3-二(4-甲基苯甲?;?-5-氯苯
在實(shí)施例1中,所用的苯甲酰甲酸用等摩爾的對甲基苯甲酰甲酸替換,其他步驟與實(shí)施例1相同,得到1,3-二(4-甲基苯甲?;?-5-氯苯,其收率為68%,結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)如下:
1HNMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=7.98(s,J=0.6Hz,1H),7.94(s,2H),7.72(d,J=7.9Hz,4H),7.30(d,J=7.9Hz,4H);13C NMR(101MHz,CDCl3):δ(ppm)=194.1,144.3,139.6,134.8,133.7,132.8,130.3,129.3,128.9,21.7;HRMS(ESI)m/z:C22H17ClO2[M+H]+理論值349.0995;實(shí)測值349.1085。
實(shí)施例3
制備結(jié)構(gòu)式如下的1,3-二(4-氯苯甲?;?-5-氯苯
在實(shí)施例1中,所用的苯甲酰甲酸用等摩爾的對氯苯甲酰甲酸替換,其他步驟與實(shí)施例1相同,得到1,3-二(4-氯苯甲?;?-5-氯苯,其收率為52%,結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)如下:
1H NMR(600MHz,CDCl3):δ(ppm)=7.98(s,1H),7.95(s,2H),7.76(d,J=8.5Hz,4H),7.50(d,J=8.5Hz,4H);13C NMR(101MHz,CDCl3):δ(ppm)=193.1,140.0,139.2,135.3,134.6,133.2,131.4,129.1,128.7;HRMS(ESI)m/z:C20H11Cl3O2[M+Na],[M+Na+2]+理論值410.9722,412.9693;實(shí)測值410.9717,412.9688。
實(shí)施例4
制備結(jié)構(gòu)式如下的1,3-二(2-甲基苯甲酰基)-5-氯苯
在實(shí)施例1中,所用的苯甲酰甲酸用等摩爾的鄰甲基苯甲酰甲酸替換,其他步驟與實(shí)施例1相同,得到1,3-二(2-甲基苯甲?;?-5-氯苯,其收率為63%,結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=8.06(s,1H),7.94(s,2H),7.42(t,J=7.4Hz,2H),7.32-7.24(m,6H),2.37(s,6H);13C NMR(101MHz,CDCl3):δ(ppm)=196.1,139.8,137.5,136.9,135.3,133.8),131.5,131.2,129.3,128.9,125.4,20.2;HRMS(ESI)m/z:C22H17ClO2[M+H]+理論值349.0995;實(shí)測值349.1000。
實(shí)施例5
制備結(jié)構(gòu)式如下的1,3-二(4-甲氧基苯甲酰基)-5-氯苯
在實(shí)施例1中,所用的苯甲酰甲酸用等摩爾的對甲氧基苯甲酰甲酸替換,其他步驟與實(shí)施例1相同,得到1,3-二(4-甲氧基苯甲?;?-5-氯苯,其收率為62%,結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=7.93(s,1H),7.91(s,2H),7.82(d,J=8.8Hz,4H),6.98(d,J=8.8Hz,4H),3.89(s,6H);13C NMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm)=193.2,163.8,140.0,134.8,132.6,132.3,129.0,128.5,113.9,55.6;HRMS(ESI)m/z:C22H17ClO4[M+H]+理論值381.0894;實(shí)測值381.0892。
實(shí)施例6
制備結(jié)構(gòu)式如下的1,3-二(4-氟苯甲?;?-5-氯苯
在實(shí)施例1中,所用的苯甲酰甲酸用等摩爾的對氟苯甲酰甲酸替換,其他步驟與實(shí)施例1相同,得到1,3-二(4-氟苯甲?;?-5-氯苯,其收率為76%,結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=7.97(s,1H),7.94(s,2H),7.85(dd,J=7.6,5.9Hz,4H),7.19(t,J=8.3Hz,4H);13C NMR(101MHz,CDCl3):δ(ppm)=192.8,165.8(d,J=254.5Hz),139.3,135.2,133.0,132.7(d,JC-F=9.3Hz),132.6(d,JC-F=3.0Hz),128.7,116.0(d,JC-F=22.0Hz);HRMS(ESI)m/z:C20H11ClF2O2[M+H]+理論值357.0494;實(shí)測值357.0500。
實(shí)施例7
制備結(jié)構(gòu)式如下的1,3-二(2,4-二甲基苯甲?;?-5-氯苯
在實(shí)施例1中,所用的苯甲酰甲酸用等摩爾的2,4-二甲基苯甲酰甲酸替換,其他步驟與實(shí)施例1相同,得到1,3-二(2,4-二甲基苯甲?;?-5-氯苯,其收率為70%,結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=8.03(s,1H),7.91(s,2H),7.23(d,J=7.8Hz,2H),7.13(s,2H),7.06(d,J=7.8Hz,2H),2.39(s,6H),2.37(s,6H);13C NMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm)=196.1,141.8,140.3,138.1,135.0,134.0,133.5,132.4,129.7,129.2,126.1,21.4,20.3;HRMS(ESI)m/z:C24H21ClO2[M+H]+理論值377.1308;實(shí)測值377.1304。
實(shí)施例8
制備結(jié)構(gòu)式如下的3,5-二(4-甲基苯甲?;?甲苯
在實(shí)施例2中,所用的對氯苯甲酸用等摩爾的對甲基苯甲酸替換,其他步驟與實(shí)施例2相同,得到3,5-二(4-甲基苯甲酰基)甲苯,其收率為75%,結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=7.89(s,1H),7.80(s,2H),7.72(d,J=8.0Hz,4H),7.28(d,J=7.9Hz,4H),2.49(s,3H),2.43(s,6H);13C NMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm)=195.9,143.6,138.6,138.04,134.5,133.7,130.3,129.1,128.3,21.6,21.3;HRMS(ESI)m/z:C23H20O2[M+H]+理論值329.1542;實(shí)測值329.1543。
實(shí)施例9
制備結(jié)構(gòu)式如下的3,5-二(4-甲基苯甲?;?乙苯
在實(shí)施例2中,所用的對氯苯甲酸用等摩爾的對乙基苯甲酸替換,其他步驟與實(shí)施例2相同,得到3,5-二(4-甲基苯甲?;?乙苯,其收率為61%,結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=7.90(s,1H),7.83(s,2H),7.73(d,J=8.0Hz,4H),7.28(d,J=7.9Hz,4H),2.79(q,J=7.6Hz,2H),2.44(s,6H),1.29(d,J=7.6Hz,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm)=195.9,144.9,143.6,138.1,134.5,132.6,130.3,129.1,128.6,28.7,21.7,15.4;HRMS(ESI)m/z:C24H22O2[M+H]+理論值343.1698;實(shí)測值343.1706。
實(shí)施例10
制備結(jié)構(gòu)式如下的1,3-二(4-甲基苯甲?;?-5-甲氧基苯
在實(shí)施例2中,所用的對氯苯甲酸用等摩爾的對甲氧基苯甲酸替換,其他步驟與實(shí)施例2相同,得到1,3-二(4-甲基苯甲?;?-5-甲氧基苯,其收率為60%,結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)如下:
1HNMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=7.76(d,J=8.0Hz,4H),7.68(s,1H),7.55(s,2H),7.30(d,J=8.0Hz,4H),3.93(s,3H),2.45(s,6H);13C NMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm)=195.4,159.6,143.8,139.3,134.3,130.3,129.1,123.6,118.5,55.8,21.7;HRMS(ESI)m/z:C23H20O3[M+H]+理論值345.1491;實(shí)測值345.1499。
實(shí)施例11
制備結(jié)構(gòu)式如下的1,3-二(4-甲基苯甲?;?-5-溴基苯
在實(shí)施例2中,所用的對氯苯甲酸用等摩爾的對溴苯甲酸替換,其他步驟與實(shí)施例2相同,得到1,3-二(4-甲基苯甲?;?-5-溴基苯,其收率為53%,結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=8.09(s,2H),8.03(s,1H),7.72(d,J=7.9Hz,4H),7.30(d,J=7.9Hz,4H),2.45(s,6H);13C NMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm)=194.0,144.3,139.8,135.6,133.7,130.3,129.3,129.3,122.7,21.7;HRMS(ESI)m/z:C22H17BrO2[M+H]+理論值393.0490;實(shí)測值393.0486。