芳基磺酸酯類底物與有機(jī)鈦的交叉偶聯(lián)反應(yīng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及對甲苯磺酸芳基酯與有機(jī)鈦的交叉偶聯(lián)反應(yīng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 于2002年，Hayashi研究小組首次利用有機(jī)鈦和芳基溴及芳基三氟甲磺酸酯進(jìn)行 成鍵反應(yīng)生成聯(lián)芳基化合物。近年Gau研究小組和Kwong研究小組分別利用不同的鈀絡(luò)合 物成功催化芳基氯和有機(jī)鈦的偶聯(lián)反應(yīng)合成各種聯(lián)芳基化合物。
[0003] 雖然芳基鹵能夠與有機(jī)鈦進(jìn)行成鍵反應(yīng)生成聯(lián)芳基化合物，但底物范圍較小，應(yīng) 用性有待改善。芳基磺酸酯類底物為芳基鹵的互補(bǔ)底物，在合成路線上，均能夠有效的補(bǔ) 足或取代芳基齒作為反應(yīng)底物。所以如成功把芳基磺酸酯類底物與有機(jī)鈦進(jìn)行交叉偶聯(lián)反 應(yīng)，則能有效提高該新反應(yīng)的應(yīng)用性。但芳基磺酸酯類底的活潑性很低，據(jù)我們所知，現(xiàn) 在還沒有成功催化芳基磺酸酯類底物與有機(jī)鈦進(jìn)行交叉偶聯(lián)反應(yīng)的例子。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明有關(guān)芳基磺酸酯類底物與有機(jī)鈦進(jìn)行交叉偶聯(lián)反應(yīng)，但芳基磺酸酯類底物 活性很低，需要利用鈀金屬和吲哚類膦配體，在少量堿的催化條件下板應(yīng)生成聯(lián)芳基化 合物。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：乙酸鈀和吲哚類膦配體生成催化 劑，把芳基磺酸酯類底物、芳基鈦和磷酸鉀溶于1，4-二惡烷中，于110-13(TC反應(yīng)12-24 小時(shí)，得到聯(lián)芳基化合物。
[0006] 上述催化劑乙酸鈀和膦配體的摩爾數(shù)和摩爾比為0. 01mmol-0. 025mmol :0. 04mmol -0. lmmol,芳基磺酸酯類底物、芳基鈦和磷酸鉀的摩爾數(shù)和摩爾比為0. 5mmol: 1. Ommol-2. 5mmol:0. 125mmol。催化劑用量為 2. 0-5. OPd mol%。
[0007] 上述芳基磺酸酯類底物為4-叔丁苯基對甲苯磺酸酯、3, 5-二甲苯基對甲苯磺酸 酯、3, 4-二甲苯基對甲苯磺酸酯、3-甲氧苯基對甲苯磺酸酯、4-甲氧苯基對甲苯磺酸酯、 4-氟苯基對甲苯磺酸酯、2, 6-二甲苯基對甲苯磺酸酯、6-喹啉對甲苯磺酸酯、3, 4-亞甲基 二氧基苯對甲苯磺酸酯、2-甲基-6-苯并噻唑基對甲苯磺酸酯。芳基鈦為4-甲基苯異丙醇 鈦、4-甲氧基苯異丙醇鈦。
[0008] 上述膦配體為2-[2-(二環(huán)己基膦）苯基]-1-甲基-1H-吲哚其結(jié)構(gòu)式為：
[0009]
[0010] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0011] (1)本發(fā)明有關(guān)芳基磺酸酯類底物與有機(jī)鈦進(jìn)行交叉偶聯(lián)反應(yīng)，相比Suzuki偶聯(lián) 反應(yīng)，加入極少量的堿己能催化有機(jī)鈦進(jìn)行交叉偶聯(lián)反應(yīng)，可以降低反應(yīng)成本。
[0012] (2)利用有機(jī)鈦?zhàn)鳛橛H核體進(jìn)行反應(yīng)，相比在Kumada偶聯(lián)反應(yīng)中必需貯存於有機(jī) 溶劑的格氏試劑，固態(tài)的有機(jī)鈦較易應(yīng)用并且穏定性高，可以大量合成和易於貯存。
[0013] (3)相比Stille交叉偶聯(lián)反應(yīng)中的有機(jī)錫，有機(jī)鈦的毒性較低，有助提高反應(yīng)的 應(yīng)用性【具體實(shí)施方式】。 具體實(shí)施例
[0014] 下面的實(shí)施例可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制 本發(fā)明。
[0015] 實(shí)施例一：芳基對甲苯磺酸酯與4-甲基苯異丙醇鈦的偶合反應(yīng)
[0016] 在20mL Schlenk管中，加入乙酸鈀（0? 025mmol)和膦配體（鈀：膦配體比量為 5mol% :20mol% )，再加入配有聚四氟乙烯涂層的磁力攪拌棒，體系置換為氮?dú)獗Ｗo(hù)，加入 0. lmL新蒸餾的三乙基胺及1. OmL二氯甲烷，攪拌并溫和加熱至微沸后減壓下抽乾以形成 鈀絡(luò)合物。
[0017] 隨后在通氮?dú)獾那闆r下加入對甲苯磺酸芳基酯（0. 5mmol)，4-甲基苯異丙醇鈦 (2. 5mmol)和磷酸鉀（0. 125mmol)。最后加入1，4-二惡燒溶液（2. OmL)，然后將Schlenk管 置于預(yù)熱的ll〇°C的油浴鍋中反應(yīng)18至24小時(shí)。在反應(yīng)完成后，將反應(yīng)管冷卻室溫，向體 系加入約10mL水，再加入約10mL乙酸乙酯，將有機(jī)層進(jìn)行氣相色譜分析。其后再分三至四 次各加入約10mL乙酸乙酯萃取，合拼有機(jī)相，在減壓下濃縮。柱層析得產(chǎn)品聯(lián)芳基化合物， 分離產(chǎn)率如下表1。
[0018] 表1 :對甲苯磺酸芳基酯與4-甲基苯鈦生成聯(lián)芳基化合物
[0019]
[0020]
[0021] 實(shí)施例二：對甲苯磺酸芳基酯與4-甲氧基苯異丙醇鈦的偶合反應(yīng)
[0022] 在20mL Schlenk管中，加入乙酸鈀（0? 025mmol)和膦配體（鈀：膦配體比量為 5mol% :20mol% )，再加入配有聚四氟乙烯涂層的磁力攪拌棒，體系置換為氮?dú)獗Ｗo(hù)，加入 0. lmL新蒸餾的三乙基胺及1. OmL二氯甲烷，攪拌并溫和加熱至微沸后減壓下抽乾以形成 鈀絡(luò)合物。
[0023] 隨后在通氮?dú)獾那闆r下加入對甲苯磺酸芳基酯（0. 5mmol)，4-甲氧基苯異丙醇鈦 (2. 5mmol)和磷酸鉀（0. 125mmol)。最后加入1，4-二惡燒溶液（2. OmL)，然后將Schlenk管 置于預(yù)熱ll〇°C的油浴鍋中反應(yīng)18至24小時(shí)。在反應(yīng)完成后，將反應(yīng)管冷卻室溫，向體系 加入約10mL7K，再加入約lOmL乙酸乙酯，將有機(jī)層進(jìn)行氣相色譜分析。其后再分三至四次 各加入約10mL乙酸乙酯萃取，合拼有機(jī)相，在減壓下濃縮。柱層析得產(chǎn)品聯(lián)芳基化合物，分 離產(chǎn)率如下表2。
[0024] 表2:對甲苯磺酸芳基酯與4-甲氧基苯鈦生成聯(lián)芳基化合物
[0025]
[0027] 實(shí)施例三：對甲苯磺酸雜環(huán)芳基酯與有機(jī)鈦的偶合反應(yīng)
[0028] 在20mLSchlenk管中，加入乙酸鈀（0?025mmol)和膦配體（鈀：膦配體比量為 5mol% :20mol%)，再加入配有聚四氟乙烯涂層的磁力攪拌棒，體系置換為氮?dú)獗Ｗo(hù)，加入 0. lmL新蒸餾的三乙基胺及1. OmL二氯甲烷，攪拌并溫和加熱至微沸后減壓下抽乾以形成 鈀絡(luò)合物。
[0029] 隨后在通氮?dú)獾那闆r下加入對甲苯磺酸雜環(huán)芳基酯（0.5_〇1)，有機(jī)鈦 (2. 5mmol)和磷酸鉀（0. 125mmol)。最后加入1，4-二惡燒溶液（2. OmL)，然后將Schlenk管 置于預(yù)熱ll〇°C的油浴鍋中反應(yīng)18至24小時(shí)。在反應(yīng)完成后，將反應(yīng)管冷卻室溫，向體系 加入約10mL7K，再加入約l〇mL乙酸乙酯，將有機(jī)層進(jìn)行氣相色譜分析。其后再分三至四次 各加入約lOmL乙酸乙酯萃取，合拼有機(jī)相，在減壓下濃縮。柱層析得產(chǎn)品聯(lián)芳基雜環(huán)化合 物，分離產(chǎn)率如下表3。
[0030] 表3:對甲苯磺酸雜環(huán)芳基酯與有機(jī)苯鈦生成聯(lián)芳基雜環(huán)化合物
[0031]
[0033] 實(shí)施例四：溫度為130°C的偶合反應(yīng)
[0034] 在20mL Schlenk管中，加入乙酸鈀（0? 025mmol)和膦配體（鈀：膦配體比量為 5mol% :20mol% )，再加入配有聚四氟乙烯涂層的磁力攪拌棒，體系置換為氮?dú)獗Ｗo(hù)，加入 0. lmL新蒸餾的三乙基胺及1. OmL二氯甲烷，攪拌并溫和加熱至微沸后減壓下抽乾以形成 鈀絡(luò)合物。隨后在通氮?dú)獾那闆r下加入4-叔丁芳基對甲苯磺酸酯（0.5_〇1)，4-甲基苯異 丙醇鈦（2. 5mmol)。最后加入1，4-二惡燒溶液（2. OmL)，然后將Schlenk管置于預(yù)熱130°C 的油浴鍋中反應(yīng)14小時(shí)。在反應(yīng)完成后，將反應(yīng)管冷卻室溫，向體系加入約10mL水，再加 入約10mL乙酸乙酯，將有機(jī)層進(jìn)行氣相色譜分析。其后再分三至四次各加入約10mL乙酸 乙酯萃取，合拼有機(jī)相，在減壓下濃縮。柱層析得產(chǎn)品聯(lián)芳基雜環(huán)化合物，分離產(chǎn)率68%。
[0035] 實(shí)施例五：加入不同份量磷酸鉀的反應(yīng)
[0036] 在20mL Schlenk管中，加入乙酸鈀（0? 025mmol)和膦配體（鈀：膦配體比量為 5mol% :20mol% )，再加入配有聚四氟乙烯涂層的磁力攪拌棒，體系置換為氮?dú)獗Ｗo(hù)，加入 0. lmL新蒸餾的三乙基胺及1. OmL二氯甲烷，攪拌并溫和加熱至微沸后減壓下抽乾以形成 鈀絡(luò)合物。隨后在通氮?dú)獾那闆r下加入4-叔丁芳基對甲苯磺酸酯（0.5_〇1)，4-甲基苯異 丙醇鈦（2. 5mmol)。最后加入四氫咲喃溶液（2. OmL)，然后將Schlenk管置于預(yù)熱110°C的 油浴鍋中反應(yīng)11小時(shí)。在反應(yīng)完成后，將反應(yīng)管冷卻室溫，向體系加入約10mL水，再加入 約10mL乙酸乙酯，將有機(jī)層進(jìn)行氣相色譜分析。其后再分三至四次各加入約10mL乙酸乙 酯萃取，合拼有機(jī)相，在減壓下濃縮。柱層析得產(chǎn)品聯(lián)芳基雜環(huán)化合物，分離產(chǎn)率如下表4。
[0037] 表4:加入不同份量磷酸鉀對反應(yīng)的影響
[0040] 實(shí)施例六：乙酸鈀和配體比例為2mol % :8mol %的反應(yīng)
[0041 ] 在20mL Schlenk管中，加入乙酸鈀（0? Olmmol)和膦配體（鈀：膦配體比量為 2mol % : 8mol % )，再加入配有聚四氟乙烯涂層的磁力攪拌棒，體系置換為氮?dú)獗Ｗo(hù)，加入 0. lmL新蒸餾的三乙基胺及1. OmL二氯甲烷，攪拌并溫和加熱至微沸后減壓下抽乾以形成 鈀絡(luò)合物。
[0042] 隨后在通氮?dú)獾那闆r下加入3-甲氧芳基對甲苯磺酸酯（0. 5_〇1)，4-甲基苯異丙 醇鈦（2. 5mmol)。最后加入1，4-二惡燒溶液（2. OmL)，然后將Schlenk管置于預(yù)熱110°C的 油浴鍋中反應(yīng)24小時(shí)。在反應(yīng)完成后，將反應(yīng)管冷卻室溫，向體系加入約10mL水，再加入 約10mL乙酸乙酯，將有機(jī)層進(jìn)行氣相色譜分析。其后再分三至四次各加入約10mL乙酸乙 酯萃取，合拼有機(jī)相，在減壓下濃縮。柱層析得產(chǎn)品聯(lián)芳基雜環(huán)化合物，分離產(chǎn)率80%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 對甲苯磺酸芳基酯與有機(jī)鈦的交叉偶聯(lián)反應(yīng)，其特征是，包括步驟： A) 將乙酸鈀和吲哚類膦配體生成催化劑后，加入芳基磺酸酯類底物、芳基鈦、磷酸鉀和 有機(jī)溶劑， B) 于110-130°C反應(yīng)12-24小時(shí)，得到聯(lián)芳基化合物。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所敘述的交叉偶聯(lián)反應(yīng)，其特征是：所述催化劑乙酸鈀和膦配體 的摩爾數(shù)和摩爾比為0.0 lmmol-O. 〇25mmol :0. 04mmol-0. lmmol，芳基磺酸酯類底物、芳基 鈦和磷酸鉀的摩爾數(shù)和摩爾比為0. 5mmol: 1.0 mmol-2. 5mmol :0. 125mmol。催化劑用量為 2. 0-5. OPd mol % 〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所敘述的交叉偶聯(lián)反應(yīng)，其特征是：所述芳基磺酸酯類底物 為4-叔丁苯基對甲苯磺酸酯、3, 5-二甲苯基對甲苯磺酸酯、3, 4-二甲苯基對甲苯磺酸酯、 3-甲氧苯基對甲苯磺酸酯、4-甲氧苯基對甲苯磺酸酯、4-氟苯基對甲苯磺酸酯、2, 6-二 甲苯基對甲苯磺酸酯、6-喹啉對甲苯磺酸酯、3, 4-亞甲基二氧基苯對甲苯磺酸酯、2-甲 基-6-苯并噻唑基對甲苯磺酸酯中的一種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所敘述的交叉偶聯(lián)反應(yīng)，其特征是：所述芳基鈦為4-甲基苯異 丙醇鈦、4-甲氧基苯異丙醇鈦。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所敘述的交叉偶聯(lián)反應(yīng)，其特征是：所述吲哚類膦配體為 2-[2-(二環(huán)己基膦）苯基]-1-甲基-IH-吲哚，其結(jié)構(gòu)式為：
【專利摘要】本發(fā)明涉及對甲苯磺酸芳基酯與有機(jī)鈦的交叉偶聯(lián)反應(yīng)，包括步驟：A）將乙酸鈀和吲哚類膦配體生成催化劑后，加入芳基磺酸酯類底物、芳基鈦、磷酸鉀和有機(jī)溶劑，B）于110？-？130°C？反應(yīng)？12-？24小時(shí)，得到聯(lián)芳基化合物。本發(fā)明有關(guān)芳基磺酸酯類底物與有機(jī)鈦進(jìn)行交叉偶聯(lián)反應(yīng)，相比Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)，加入極少量的堿己能催化有機(jī)鈦進(jìn)行交叉偶聯(lián)反應(yīng)，可以降低反應(yīng)成本。另外,利用有機(jī)鈦?zhàn)鳛橛H核體進(jìn)行反應(yīng)，相比在Kumada？偶聯(lián)反應(yīng)中必需貯存於有機(jī)溶劑的格氐試劑，固態(tài)的有機(jī)鈦較易應(yīng)用并且穏定性高，可以大量合成和易於貯存。相比Stille交叉偶聯(lián)反應(yīng)中的有機(jī)錫，有機(jī)鈦的毒性較低，有助提高反應(yīng)的應(yīng)用性。
【IPC分類】C07D277/64, C07D215/20, C07C25/18, C07C41/30, C07D215/227, C07B37/04, C07C15/14, C07C43/205, C07D317/48, C07C1/32, C07C17/263
【公開號(hào)】CN105152827
【申請?zhí)枴緾N201510494200
【發(fā)明人】李幸威, 蘇秋銘, 鄺福兒, 黃永德
【申請人】香港理工大學(xué)深圳研究院
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月12日