本發(fā)明涉及一種聯(lián)苯類衍生物的合成方法，具體是涉及一種以過渡金屬為催化劑，通過芳香羧酸之間發(fā)生羧基鄰位交叉脫氫偶聯(lián)、脫羧反應，一步簡便、高效的合成聯(lián)苯類衍生物的方法。

背景技術：

聯(lián)苯類化合物是許多天然產(chǎn)物、生物活性物質、農(nóng)用化學品、染料、配體以及功能材料的重要骨架，在染料、藥物、半導體以及液晶材料等領域具有廣泛的應用。

有機金屬催化的交叉偶聯(lián)反應是合成聯(lián)苯類化合物的重要方法，如鹵代烴與有機硼類化合物的suzuki-miyaura反應(chin.j.org.chem.2014,34,65-80；chin.j.org.chem.2014,34,1919-1940)、鹵代芳烴與有機錫類化合物的stille反應(chin.j.org.chem.2006,26,19-26)、鹵代芳烴與有機鎂類化合物的kumada反應(org.lett.2016,18,5312-5315；daltontransactions2016,45,15811-15817；eur.j.org.chem.2016,2599-2602)、鹵代烴之間的ullmann偶聯(lián)反應(chin.j.org.chem.2013,33,760-770)。這些偶聯(lián)反應需要預官能團化特別是鹵化的底物，再經(jīng)過一步或者多步官能團轉化，才能合成目標產(chǎn)物。因此，存在合成步驟較長、反應成本高等缺點。另一方面，以有機鹵化物為原料，反應中釋放出大量鹵化物(氫)，環(huán)境污染嚴重。

芳香酸具有價廉、易得、品種多樣、穩(wěn)定、易存儲等諸多優(yōu)點，以芳香羧酸為底物的脫羧偶聯(lián)反應，與其他偶聯(lián)反應相比，具有區(qū)域選擇性高的優(yōu)勢。因此，脫羧偶聯(lián)反應在構建c―c、c―雜原子鍵方面受到了極大關注，并已廣泛應用于合成生物活性分子和藥物分子等。通過芳香羧酸原位脫羧偶聯(lián)反應，也可以合成聯(lián)苯類化合物(chem.commun.2010,46,8276-8278；angew.chem.int.ed.2012,51,5945-5949；eur.j.org.chem.2011,5787-5790)。但底物僅限于羧基鄰位有強吸電子的芳香羧酸，而且產(chǎn)物均為鄰位取代聯(lián)苯類衍生物。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題在于克服上述聯(lián)苯類衍生物合成方法的缺點及局限性，提供一種操作簡單、原子利用率高的間位聯(lián)苯類衍生物的合成方法。

解決上述技術問題采用的技術方案是：以醋酸鈀為催化劑，乙二醇二甲醚為溶劑，將式i和式ii所示的芳香羧酸、碳酸銀、磷酸氫二鉀按摩爾比為1:(1～1.5):(1.0～3.0):(0.3～3)混合，在惰性氣體保護的密閉條件下，130～160℃攪拌反應8～24小時，得到式iii所示的聯(lián)苯類衍生物，其反應方程式如下所示：

式中r²、r³、r⁵、r⁶各自獨立的代表h、c1～c3烷基、c1～c3烷氧基、鹵素中的任意一種，r¹、r⁴各自獨立的代表c1～c3烷基或c1～c3烷氧基。

上述制備方法中，優(yōu)選醋酸鈀的加入量為式i所示的芳香羧酸摩爾量的10％～20％。

上述制備方法中，進一步優(yōu)選式i和式ii所示的芳香羧酸、碳酸銀、磷酸氫二鉀的摩爾比為1:(1～1.5):(2.0～3.0):(0.5～1)。

上述制備方法中，進一步優(yōu)選在惰性氣體保護的密閉條件下，150℃攪拌反應12小時。

本發(fā)明以過渡金屬鈀作為催化劑，通過芳香羧酸之間發(fā)生羧基鄰位的交叉脫氫偶聯(lián)、脫羧反應，一步高效的合成聯(lián)苯類衍生物。本發(fā)明反應原料簡單易得、操作簡單、環(huán)境友好。

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明進一步詳細說明，但本發(fā)明的保護范圍不僅限于以下這些實施例。

實施例1

制備結構式如下的3,3’,5,5’-四甲基聯(lián)苯

在10ml耐壓反應管中加入0.0300g(0.2mmol)2,4-二甲基苯甲酸、0.0045g(0.02mmol)醋酸鈀、0.0689g(0.25mmol)碳酸銀、0.0087g(0.05mmol)磷酸氫二鉀、0.6ml乙二醇二甲醚，在氬氣保護的密閉條件下，150℃攪拌反應12小時，反應結束后冷卻至室溫，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3,3’,5,5’-四甲基聯(lián)苯，其收率為60％，結構表征數(shù)據(jù)如下：

¹hnmr(400mhz,cdcl3):δ[ppm]＝7.19(s,4h),6.97(s,2h),2.37(s,12h)；

¹³cnmr(100mhz,cdcl3):δ[ppm]＝141.5,138.1,128.7,125.1,21.4；

gcms(ci)m/z:c16h18[m]理論值210.14,實測值210.10。

實施例2

制備結構式如下的3,3’-二甲基-5,5’-二氯聯(lián)苯

在實施例1中，所用的2,4-二甲基苯甲酸用等摩爾的2-甲基-4-氯苯甲酸替換，其他步驟與實施例1相同，得到3,3’-二甲基-5,5’-二氯聯(lián)苯，其收率為50％，結構表征數(shù)據(jù)如下：

¹hnmr(400mhz,cdcl3):δ[ppm]＝7.33(s,2h),7.23(s,2h),7.16(s,2h),2.39(s,6h)；

¹³cnmr(100mhz,cdcl3):δ[ppm]＝141.6,140.2,134.4,128.4,126.1,124.3,21.3；

gcms(ci)m/z:c14h12cl2[m]理論值250.03,實測值250.00。

實施例3

制備結構式如下3,3’-二甲氧基聯(lián)苯

在實施例1中，所用的2,4-二甲基苯甲酸用等摩爾的鄰甲氧基苯甲酸替換，其他步驟與實施例1相同，得到3,3’-二甲氧基聯(lián)苯，其收率為25％，結構表征數(shù)據(jù)如下：

¹hnmr(600mhz,cdcl3):δ[ppm]＝7.35(t,j＝7.9hz,2h),7.18(d,j＝7.6hz,2h),7.12(s,2h),6.90(d,j＝8.2hz,2h),3.87(s,6h)；

¹³cnmr(150mhz,cdcl3):δ[ppm]＝159.9,142.6,129.7,119.7,112.9,112.8,55.3；

gcms(ci)m/z:c14h14o2[m]理論值214.10,實測值214.05。

實施例4

制備結構式如下的3,3’-二甲基-4,4’-二溴聯(lián)苯

在實施例1中，所用的2,4-二甲基苯甲酸用等摩爾的2-甲基-3-溴苯甲酸替換，其他步驟與實施例1相同，得到3,3’-二甲基-4,4’-二溴聯(lián)苯，其收率為40％，結構表征數(shù)據(jù)如下：

¹hnmr(600mhz,cdcl3):δ[ppm]＝7.58(d,j＝8.2hz,2h),7.41(s,2h),7.22(d,j＝8.1hz,2h),2.47(s,6h)；

¹³cnmr(150mhz,cdcl3):δ[ppm]＝139.4,138.3,132.7,129.3,125.8,124.2,23.0；

gcms(ci)m/z:c14h12br2[m+2]理論值339.93,實測值339.90。

實施例5

制備結構式如下的3,3’-二甲基-4,4’-二氯聯(lián)苯

在實施例1中，所用的2,4-二甲基苯甲酸用等摩爾的2-甲基-3-氯苯甲酸替換，其他步驟與實施例1相同，得到3,3’-二甲基-4,4’-二氯聯(lián)苯，其收率為52％，結構表征數(shù)據(jù)如下：

¹hnmr(600mhz,cdcl3):δ[ppm]＝7.41(s,2h),7.39(d,j＝12hz,2h),7.31(d,j＝6.0hz,2h),2.44(s,6h)；

¹³cnmr(150mhz,cdcl3):δ[ppm]＝138.7,136.4,133.7,129.4,129.4,125.6,20.2；

gcms(ci)m/z:c14h12cl2[m]理論值250.03,實測值250.05。

實施例6

制備結構式如下的3,5,3’-三甲基-5’-甲氧基聯(lián)苯

在實施例1中，所用的2,4-二甲基苯甲酸用0.0150g(0.1mmol)2,4-二甲基苯甲酸和0.0166g(0.1mmol)2-甲基-4-甲氧基苯甲酸替換，反應時間延長至24h，其他步驟與實施例1相同，得到3,5,3’-三甲基-5’-甲氧基聯(lián)苯，其收率為40％，結構表征數(shù)據(jù)如下：

¹hnmr(600mhz,cdcl3):δ[ppm]＝7.22(s,2h),7.02(s,2h),6.94(s,1h),6.73(s,1h),3.87(s,3h),2.42(s,3h),2.40(s,6h)；

¹³cnmr(150mhz,cdcl3):δ[ppm]＝159.9,142.8,141.3,139.6,138.1,128.9,125.1,120.6,113.5,109.9,55.2,21.6,21.4；

gcms(ci)m/z:c16h18o[m]理論值226.14,測值226.05。

實施例7

制備結構式如下的3,3’,5’-三甲基-4-氯聯(lián)苯

在實施例1中，所用的2,4-二甲基苯甲酸用0.0180g(0.12mmol)2,4-二甲基苯甲酸和0.0170g(0.1mmol)2-甲基-3-氯苯甲酸替換，反應時間延長至24h，其他步驟與實施例1相同，得到3,3’,5’-三甲基-4-氯聯(lián)苯，其收率為63％，結構表征數(shù)據(jù)如下：

¹hnmr(600mhz,cdcl3):δ[ppm]＝7.44(s,1h),7.39(d,j＝8.1hz,1h),7.34(d,j＝8.0hz,1h),7.18(s,2h),7.01(s,1h),2.45(s,3h),2.39(s,6h)；

¹³cnmr(150mhz,cdcl3):δ[ppm]＝140.2,140.0,138.3,136.1,133.3,129.6,129.2,129.1,125.8,124.9,21.4,20.2；

gcms(ci)m/z:c15h15cl[m]理論值230.09,測值230.00。

實施例8

制備結構式如下的3,5,3’-三甲基-5’-氯聯(lián)苯

在實施例1中，所用的2,4-二甲基苯甲酸用0.0180g(0.12mmol)2,4-二甲基苯甲酸、0.0170g(0.1mmol)2-甲基-4-氯苯甲酸替換，反應時間延長至24h，其他步驟與實施例1相同，得到3,5,3’-三甲基-5’-氯聯(lián)苯，其收率為54％，結構表征數(shù)據(jù)如下：

¹hnmr(600mhz,cdcl3):δ[ppm]＝7.36(s,1h),7.25(s,1h),7.17(s2h),7.13(s,1h),7.01(s,1h),2.39(s,3h),2.38(s,6h)；

¹³cnmr(150mhz,cdcl3):δ[ppm]＝143.1,140.0,139.9,138.3,134.2,129.4,127.7,126.2,125.0,124.4,21.4,21.3；

gcms(ci)m/z:c15h15cl[m]理論值230.09,測值229.95。

實施例9

制備結構式如下的3,4,3’-三甲基-5’-氯聯(lián)苯

在實施例1中，所用的2,4-二甲基苯甲酸用0.0180g(0.12mmol)3,4-二甲基苯甲酸、0.0170g(0.1mmol)2-甲基-4-氯苯甲酸替換，反應時間延長至24h，其他步驟與實施例1相同，得到3,4,3’-三甲基-5’-氯聯(lián)苯，其收率為56％，結構表征數(shù)據(jù)如下：

¹hnmr(600mhz,cdcl3):δ[ppm]＝7.38(s,1h),7.35(s,1h),7.31(d,j＝7.7hz,1h),7.27(s,1h),7.21(d,j＝7.8hz,1h),7.13(s,1h),2.40(s,3h),2.34(s,3h),2.32(s,3h)；

¹³cnmr(151mhz,cdcl3):δ[ppm]＝142.9,140.0,137.5,137.0,136.3,134.2,130.1,128.3,127.5,126.0,124.4,124.1,21.3,19.9,19.4；

gcms(ci)m/z:c15h15cl[m]理論值230.09,測值230.00。