一種常壓下鈀催化合成芳醛的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種常壓下鈀催化合成芳醛的方法，屬于催化合成技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明在溶劑聚乙二醇或聚乙二醇的水溶液中，在堿和還原劑的作用下，無需配體參與的鈀催化芳基鹵代物、與常壓一氧化碳直接還原偶聯(lián)制備芳醛。本發(fā)明催化還原偶聯(lián)反應(yīng)制備芳醛的方法，無需配體且活性好；反應(yīng)常溫常壓下進(jìn)行且選擇性高；底物來源廣泛且穩(wěn)定；底物官能團(tuán)相容性好且底物的適用范圍廣；反應(yīng)介質(zhì)綠色且可以循環(huán)回收。在優(yōu)化的反應(yīng)條件之下，目標(biāo)產(chǎn)品分離收率高達(dá)92％。
【專利說明】
一種常壓下鈀催化合成芳醛的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于催化合成技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種常壓下鈀催化合成芳醛的 方法，是無配體鈀催化芳基鹵代物與常壓一氧化碳還原交叉偶聯(lián)來制備芳醛的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 芳醛是一類重要的有機(jī)合成中間體，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料和香料等的合 成。目前報(bào)道的芳醛合成方法中，鈀催化的還原羰基化芳鹵法引起了廣泛的關(guān)注，因?yàn)樵摲?法具有適用范圍廣、底物官能團(tuán)相容性好、選擇性和產(chǎn)率高和原子經(jīng)濟(jì)性高的優(yōu)勢。雖然該 方法已取得了一定的進(jìn)展，特別是在催化劑設(shè)計(jì)和底物適用范圍上，然而，通常情況下，該 方法需要用到高壓裝置，且反應(yīng)溫度較高，而且還需要適用昂貴而有毒的膦配體來提高反 應(yīng)效果（X. _F.Wu，M.Beller，Transition Metal Catalyzed Carbonylation Reactions-Carbonylative Activation of C_X Bonds，Springer-Verlag Berlin,Heidelberg, 2013)，這些都限制了該方法的廣泛應(yīng)用。例如，中國專利申請?zhí)枮?00680010029.1，【公開日】 為2008年3月26日的專利申請文件公開了一種芳香醛類的制備方法，該方法需要在特定的 單齒磷烷基配體體系的存在下，通過鈀催化的還原羰基化從相應(yīng)的Hal'-取代的（雜)芳香 族化合物獲得醛類。該反應(yīng)需要特定的磷配體，而且反應(yīng)溫度較高，限制了其廣泛應(yīng)用。
[0003] 為了克服反應(yīng)壓力大的不足，計(jì)量反應(yīng)的羰基試劑如⑶gen(S .Korsager， R · H. Taaning，A · T · Lindhardt，T · Skrydstrup，J · Org .〇16111.2013,78,6112)、多聚甲酸 (K.Natte，A.Dumrath，H.Neumann，Μ·Beller，Angew·Chem. Int .Ed.2014,53,10090.)以及N-甲酰亞胺（1'.116(1&，!1.1(〇11丨811；[，1(.]\^11&匕6，厶1^6￥.〇16111.1111:』(1.2013,52,8611)等也相繼用 于代替一氧化碳或合成氣，取得了較好的反應(yīng)效果，但反應(yīng)仍舊需要較高的反應(yīng)溫度和膦 配體的參與，而且原子經(jīng)濟(jì)性較差。到目前為止，尚未有一個(gè)通用的常壓下、無配體的鈀催 化還原羰基化芳鹵制備芳醛方法的報(bào)道。從節(jié)能減排和經(jīng)濟(jì)的角度看，發(fā)明一個(gè)常壓下、經(jīng) 濟(jì)的、環(huán)境友好的和高效的方法來合成芳醛具有重要的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 1.要解決的問題
[0005] 針對現(xiàn)有的芳醛合成方法存在需要高壓、較高的反應(yīng)溫度和膦配體的參與等問 題，本發(fā)明提供一種常壓下鈀催化合成芳醛的方法，在無配體條件下鈀催化芳鹵與常壓一 氧化碳直接還原偶聯(lián)合成芳醛，該方法具有顯著的優(yōu)勢：反應(yīng)能在常溫常壓下進(jìn)行且選擇 性高;反應(yīng)無需配體且活性好;底物來源廣泛且穩(wěn)定;底物官能團(tuán)相容性好且底物的適用范 圍廣;反應(yīng)介質(zhì)綠色且可以循環(huán)回收的優(yōu)勢。
[0006] 2.技術(shù)方案
[0007] 為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
[0008] -種常壓下鈀催化合成芳醛的方法，以醇溶液為溶劑，在堿和還原劑的作用下，鈀 催化劑催化芳基鹵代物與一氧化碳直接還原交叉偶聯(lián)反應(yīng)，制得芳醛，反應(yīng)通式表示如下：
[0009]
[0010] 式中：χ = ι或Br;
[0011] Ar-X表示芳基或雜芳基的芳基鹵代物；
[0012] 本發(fā)明的方法所合成的芳醛產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)通式為：
[0013]
[0014] 式中，Ar表示的芳基為取代或非取代的苯基、聯(lián)苯基、萘基、蒽基、菲基或芘基;Ar 表示的雜芳基為含N，0或S的五至十三元環(huán)的雜芳基，其中，偶聯(lián)反應(yīng)溫度為20~200°C，反 應(yīng)時(shí)間為0.5~60小時(shí)。
[0015] 進(jìn)一步地，所述的雜芳基為呋喃基、苯并呋喃基、噻吩基、吡咯基、吲哚基、咔唑基、 吡啶基、異惡唑基、吡唑基、咪唑基、惡唑基或噻唑基。
[0016] 進(jìn)一步地，所述的Ar上的取代基可以是單取代，也可以是多取代芳環(huán)上的氫，所述 的取代基任意選自氫、C1~C12直鏈或支鏈的烷基、C1~C12直鏈或支鏈的烷氧基、C1~C12 直鏈或支鏈的氟取代烷基、C3~C12的環(huán)烷基、苯基、氟、氯、溴、羥基、羧基、甲酯基、乙酯基、 丙酯基、氰基、硝基或甲?；?。
[0017] 進(jìn)一步地，Ar表示雜芳基吡咯基、咪唑基、吲哚基、吡唑基和咔唑基時(shí)，其氮原子上 的取代基任意選自氫、C1~C12直鏈或支鏈的烷基、C3~C12的環(huán)烷基、芳基、対甲苯磺?；?、 芐基、乙酰基、苯甲?；蚴宥⊙貂；?。
[0018]優(yōu)選地，所述的芳鹵類化合物為苯類、聯(lián)苯類、萘類、蒽類、芘類、呋喃類、苯并呋喃 類、噻吩類、吡咯類、吲哚類、咔唑類、吡啶類、異惡唑類、吡唑類、咪唑類、惡唑類或噻唑類的 芳碘或芳溴，最優(yōu)選的芳鹵類化合物為芳基碘代物。
[0019] 進(jìn)一步地，芳基鹵代物、還原劑、堿和鈀催化劑的摩爾比為1:(1~10):(1~10): (0.005~0.1)。
[0020] 進(jìn)一步地，所述的一氧化碳的壓力為常壓，芳基鹵代物與溶劑的重量比為1: (5~ 1000)〇
[0021] 進(jìn)一步地，所述的鈀催化劑包括但不限于鈀納米、鈀粉、鈀碳、醋酸鈀、氯化鈀、氫 氧化鈀碳、三(二亞芐基丙酮)二鈀、二苯腈氯化鈀、二乙腈氯化鈀或四氯鈀酸鈉。
[0022] 進(jìn)一步地，所述的還原劑包括但不限于為三乙基硅烷、三乙氧基硅烷、聚甲基氫硅 氧烷、三異丙基硅烷、二甲基苯基硅烷、一苯基硅烷、二苯基硅烷、三苯基硅烷或1，1，3，3-四 甲基二硅氧烷。
[0023]進(jìn)一步地，所述的堿包括但不限于為碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸 銫、醋酸鈉、醋酸鉀、醋酸銫、特戊酸銫、特戊酸鉀、特戊酸鈉、特戊酸鋰、磷酸鉀、磷酸氫鉀、 磷酸氫二鉀、磷酸鈉、磷酸氫鈉、磷酸氫二鈉、氟化鉀、氟化銫、甲醇鈉、乙醇鈉，乙醇鉀、叔丁 醇鋰、叔丁醇鈉、叔丁醇鉀、四丁基氟化銨、四丁基醋酸銨、三乙胺或二異丙基乙胺中的一種 或幾種。
[0024] 進(jìn)一步地，所述的醇溶液包括但不限于為平均分子量為100~10000的聚乙二醇， 或平均分子量為100~10000的聚乙二醇水溶液，其中聚乙二醇與水的體積比為1: (〇~ 100)。
[0025] 3 ·有益效果
[0026] 相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：
[0027] (1)本發(fā)明提供了一種在聚乙二醇或聚乙二醇的水溶液中無配體鈀催化的芳鹵與 常壓一氧化碳的直接還原交叉偶聯(lián)反應(yīng)來制備芳醛的新方法，該方法具有無需配體和常壓 反應(yīng)的獨(dú)特優(yōu)勢;反應(yīng)無需配體且活性好;反應(yīng)常壓進(jìn)行且選擇性高；
[0028] (2)本發(fā)明提供的芳醛合成方法中，底物來源廣泛且穩(wěn)定;底物官能團(tuán)相容性好且 底物的適用范圍廣;反應(yīng)介質(zhì)綠色且可以循環(huán)回收的優(yōu)勢，所述的方法簡單易行，一步法直 接得到芳醛，在優(yōu)化的反應(yīng)條件之下，目標(biāo)產(chǎn)品分離后收率高達(dá)92%，是一種通用、高效、經(jīng) 濟(jì)、環(huán)境友好的合成芳醛的方法；
[0029] (3)本發(fā)明的方法之所以能夠在無配體和常溫常壓下進(jìn)行，關(guān)鍵在于選擇了聚乙 二醇為主體的溶劑，聚乙二醇在本反應(yīng)中起了多重作用：反應(yīng)的溶劑、還原劑和穩(wěn)定劑，聚 乙二醇還原劑與穩(wěn)定劑的作用可以使鈀形成具有高催化活性的鈀納米催化劑，從而使反應(yīng) 能在非常溫和的條件下進(jìn)行，并取得理想的催化效果。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行描述。
[0031] 為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，對依據(jù)本 發(fā)明提出的技術(shù)方案【具體實(shí)施方式】、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 化合物1:25mL反應(yīng)瓶中依次加入醋酸鈀(O.Olmmol)，碳酸鈉(0.5mmol)，碳酸氫鈉 (0 · 5mmol)，碘苯(0 · 5mmol)，三乙基硅烷（1 .Ommol)和聚乙二醇-400(2.0g)，并引入一個(gè)大 氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束，加入飽和食鹽水10mL，并用乙醚 萃取(10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率81%。
[0034] 實(shí)施例2
[0035] 化合物2:251111^反應(yīng)瓶中依次加入鈀納米(0.011]11]1〇1)，碳酸鈉(0.51111]1〇1)，碳酸氫鈉 (0.5mmol)，4_異丙基碘苯(0.5mmol)，三乙基硅烷（1 .Ommol)和聚乙二醇_400(2.0g)，并引 入一個(gè)大氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束，加入飽和食鹽水10mL， 并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率85%。
[0036] 實(shí)施例3
[0037] 化合物3:25mL反應(yīng)瓶中依次加入氯化鈀(0.0 lmmol)，特戊酸鉀(0.5mmol)，碳酸氫 鈉（0.51111]1〇1)，4-環(huán)己基鵬苯（0.51111]1〇1)，三乙基硅烷（1.01]11]1〇1)和聚乙二醇-400(1.(^)，并 引入一個(gè)大氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)30h。反應(yīng)結(jié)束，加入飽和食鹽水 10mL，并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率88%。 [0038] 實(shí)施例4
[0039] 化合物4:25mL反應(yīng)瓶中依次加入二乙腈氯化鈀(O.Olmmol)，碳酸鈉（1 .Ommol)，3-乙氧基碘苯(0.5mmol)，三乙基硅烷（1.Ommol)和聚乙二醇-200(2.0g)，并引入一個(gè)大氣壓 的一氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)48h。反應(yīng)結(jié)束，加入飽和食鹽水10mL，并用乙醚萃取 (10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率80%。
[0040] 實(shí)施例5
[0041 ] 化合物5:25mL反應(yīng)瓶中依次加入醋酸鈀(0.01 mmo 1)，碳酸鈉（1. Ommo 1)，碳酸氫鈉 (0.5111111〇1)，4-硝基碘苯（0.5111111〇1)，三乙基硅烷（1.0111111〇1)和聚乙二醇-400(2.(^)，并引入 一個(gè)大氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在100 °C下反應(yīng)36h。反應(yīng)結(jié)束，加入飽和食鹽水10mL， 并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率85%。
[0042] 實(shí)施例6
[0043] 化合物6:25mL反應(yīng)瓶中依次加入醋酸鈀(O.Olmmol)，碳酸氫鈉（1 .Ommol)，4_碘苯 甲酸(0.5mmol)，三異丙基硅烷（1 .Ommol)和聚乙二醇_400(2.0g)，并引入一個(gè)大氣壓的一 氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束，加入飽和食鹽水10mL，并用乙醚萃取 (10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率71%。
[0044] 實(shí)施例7
[0045] 化合物7:25mL反應(yīng)瓶中依次加入醋酸鈀(O.Olmmol)，碳酸鈉(0.5mmol)，碳酸氫鈉 (0.51111]1〇1)，4-碘苯甲酸甲酯（0.5_31)，三乙氧基硅烷（1.0_31)和聚乙二醇-400(2.(^)， 并引入一個(gè)大氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束，加入飽和食鹽水 10mL，并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率83%。
[0046] 實(shí)施例8
[0047] 化合物8:25mL反應(yīng)瓶中依次加入醋酸鈀(0.01 mmo 1)，碳酸鈉(0.5mmo 1)，碳酸氫鈉 (0.5mmol)，卜碘萘（0.5mmol)，1，1，3,3_四甲基二硅氧烷（1 .Ommol)和聚乙二醇-400 (2.0g)，并引入一個(gè)大氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)36h。反應(yīng)結(jié)束，加入飽和 食鹽水10mL，并用乙醚萃?。?0mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率 85%〇
[0048] 實(shí)施例9
[0049] 化合物9:25mL反應(yīng)瓶中依次加入醋酸鈀(0.01 mmo 1)，碳酸鈉(0.5mmo 1)，碳酸氫鈉 (0.5mmol)，4-鵬-1，1 '聯(lián)苯(0· 5mmol)，三乙基硅烷（1 ·Ommol)和聚乙二醇-600(2·0g)，并引 入一個(gè)大氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)36h。反應(yīng)結(jié)束，加入飽和食鹽水10mL， 并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率86%。
[0050] 實(shí)施例10
[0051] 化合物10:25mL反應(yīng)瓶中依次加入醋酸鈀(O.Olmmol)，碳酸鈉(0.5mmol)，碳酸氫 鈉(0.51111]1〇1)，3-碘苯甲醛(0.51111]1〇1)，三乙基硅烷（1.01111]1〇1)和聚乙二醇-1000(2.(^)，并引 入一個(gè)大氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在60 °C下反應(yīng)12h。冷卻到室溫，加入飽和食鹽水 10mL，并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率80%。 [0052] 實(shí)施例11
[0053] 化合物11:25mL反應(yīng)瓶中依次加入醋酸鈀(O.Olmmol)，醋酸鈉（1 .Ommol)，叔丁醇 鈉（1.01111]1〇1)，4-碘苯腈(0.51]11]1〇1)，聚甲基氫硅氧烷（1.01]11]1〇1)和聚乙二醇-400(2.(^)，并 引入一個(gè)大氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束，加入飽和食鹽水 10mL，并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率83%。 [0054] 實(shí)施例12
[0055] 化合物12:25mL反應(yīng)瓶中依次加入醋酸鈀(0.OOlmmol)，特戊酸鉀（1.Ommol)，三乙 胺（0 · 5mmo 1)，4-碘苯酸（0 · 5mmo 1)，一苯基硅烷（2 ·Ommo 1)和聚乙二醇-400(2 ·0g)，并引入 一個(gè)大氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束，加入飽和食鹽水10mL，并 用乙醚萃取(10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率65%。
[0056] 實(shí)施例13
[0057] 化合物13:25mL反應(yīng)瓶中依次加入醋酸鈀(0.Olmmol)，磷酸鈉（1.Ommol)，1-氟-3- 氯-4_碘苯(0.51111]1〇1)，三乙氧基硅烷（1.01111]1〇1)和聚乙二醇-400(2.(^)，并引入一個(gè)大氣壓 的一氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)12h。反應(yīng)結(jié)束，加入飽和食鹽水10mL，并用乙醚萃取 (10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率83%。
[0058] 實(shí)施例14
[0059] 化合物14:25mL反應(yīng)瓶中依次加入醋酸鈀(0 .Olmmol)，四丁基氟化銨（1 .Ommol)， 4-三氟甲基碘苯(〇.5mmol)，三乙基硅烷（1.Ommol)和聚乙二醇-400(2.0g)，并引入一個(gè)大 氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)12h。反應(yīng)結(jié)束，加入飽和食鹽水10mL，并用乙醚 萃取(10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率82%。
[0060] 實(shí)施例15
[0061] 化合物15:25mL反應(yīng)瓶中依次加入醋酸鈀(0.Olmmol)，碳酸鈉（1 .Ommol)，4-碘P比 啶（0.5mmol)，三乙基硅烷（l.Ommol)和聚乙二醇-400(2.0g)，并引入一個(gè)大氣壓的一氧化 碳。反應(yīng)混合物在l〇〇°C下反應(yīng)24h。冷卻到室溫，加入飽和食鹽水10mL，并用乙醚萃?。?0mL X3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率72%。
[0062] 實(shí)施例16
[0063] 化合物16:25mL反應(yīng)瓶中依次加入醋酸鈀(O.Olmmol)，碳酸鈉(0.5mmol)，碳酸氫 鈉（0.5臟〇1)，3-碘噻吩（0.5111111〇1)，三乙基硅烷（1.0111111〇1)和聚乙二醇-400(2.(^)，并引入 一個(gè)大氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)24h。冷卻到室溫，加入飽和食鹽水10mL， 并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率90%。
[0064] 實(shí)施例17
[0065] 化合物17:25mL反應(yīng)瓶中依次加入三（二亞芐基丙酮）二鈀（0.005mmol)，碳酸鈉 (0.5mmol)，碳酸氫鈉(0.5mmol)，3,5_二甲基鵬異惡唑(0.5mmol)，三乙基硅烷（1 .Ommol)和 聚乙二醇-400(2.0g)，并引入一個(gè)大氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)24h。反應(yīng) 結(jié)束，加入飽和食鹽水10mL，并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析 分離得到產(chǎn)率88 %。
[0066] 實(shí)施例18
[0067] 化合物18:25mL反應(yīng)瓶中依次加入鈀碳(0 ·Olmmol)，碳酸鈉(0 · 5mmol)，磷酸氫鈉 (0.5mmol)，3_碘苯并咲喃（0.5mmol)，三乙基硅烷（1 .Ommol)和聚乙二醇_400(2.0g)，并引 入一個(gè)大氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在80 °C下反應(yīng)24h。冷卻到室溫，加入飽和食鹽水 10mL，并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率89%。 [0068] 實(shí)施例19
[0069] 化合物19:25mL反應(yīng)瓶中依次加入二苯腈氯化鈀(0 · Olmmol )，碳酸鈉(0 · 5mmol)， 碳酸氫鈉（0.5謹(jǐn)〇1)，4-碘噻唑（0.5111111〇1)，三乙基硅烷（1.0111111〇1)和聚乙二醇-400(2.0 8)， 并引入一個(gè)大氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在室溫下反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束，加入飽和食鹽水 10mL，并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率80%。 [0070] 實(shí)施例20
[0071 ] 化合物20:25mL反應(yīng)瓶中依次加入二苯腈氯化鈀(0.005mmol)，碳酸鈉（1 .Ommol)， 2,4_二碘惡唑（0.5mmol)，三乙基硅烷（1.0臟〇1)，聚乙二醇-400(1.(^)和水(0.18)，并引入 一個(gè)大氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在l〇〇°C下反應(yīng)24h。冷卻到室溫，加入飽和食鹽水 10mL，并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率77%。 [0072] 實(shí)施例21
[0073] 化合物21:25mL反應(yīng)瓶中依次加入氯化鈀(O.Olmmol)，碳酸鈉(1 .Ommol)，1_芐基- 2-碘噻唑（0.5mmol)，一苯基硅烷（1 .Ommol)和聚乙二醇-400(2.0g)，并引入一個(gè)大氣壓的 一氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束，加入飽和食鹽水10mL，并用乙醚萃取 (10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率89%。
[0074] 實(shí)施例22
[0075] 化合物22:25mL反應(yīng)瓶中依次加入醋酸鈀(O.Olmmol)，醋酸銫（1 .Ommol)，1，4_二 碘苯(0.5mmol)，三乙基硅烷（1.0111111〇1)，聚乙二醇-8000(2.(^)和水（2.(^)，并引入一個(gè)大 氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束，加入飽和食鹽水10mL，并用乙醚 萃取(10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率61%。
[0076] 實(shí)施例23
[0077] 化合物23:25mL反應(yīng)瓶中依次加入醋酸化鈀（O.Olmmol)，磷酸鈉（1 .Ommol)，2_碘 P比略(〇.5mmol)，二苯基硅烷（1 .Ommol)和聚乙二醇-400(2.0g)，并引入一個(gè)大氣壓的一氧 化碳。反應(yīng)混合物在80°C下反應(yīng)24h。反應(yīng)冷卻到室溫，加入飽和食鹽水10mL，并用乙醚萃取 (10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率71%。
[0078] 實(shí)施例24
[0079] 化合物24:25mL反應(yīng)瓶中依次加入氯化鈀(0 .Olmmol)，四丁基醋酸銨（1 .Ommol)， 1 -苯基-2-碘吡咯(0.5mmo 1)，三乙基硅烷（1.Ommo 1)和聚乙二醇-400(2.0g)，并引入一個(gè)大 氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束，加入飽和食鹽水10mL，并用乙醚 萃取(10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率80%。
[0080] 實(shí)施例25
[0081] 化合物25:25mL反應(yīng)瓶中依次加入醋酸鈀(O.Olmmol)，碳酸鈉(0.5mmol)，碳酸氫 鈉(0.5mmol)，l-戊基-3-碘吲哚(0.5mmol)，三乙基硅烷（l.Ommol)和聚乙二醇-400(2.0g)， 并引入一個(gè)大氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束，加入飽和食鹽水 10mL，并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率86%。 [0082] 實(shí)施例26
[0083] 化合物26:25mL反應(yīng)瓶中依次加入醋酸鈀(O.Olmmol)，碳酸鈉(0.5mmol)，碳酸氫 鈉（0.5mmol)，1_環(huán)丙基-3-碘吲哚（0.5mmol)，三乙基硅烷（l.Ommol)和聚乙二醇-400 (2.0g)，并引入一個(gè)大氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束，加入飽和 食鹽水10mL，并用乙醚萃?。?0mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率 85%〇
[0084] 實(shí)施例27
[0085] 化合物27:25mL反應(yīng)瓶中依次加入醋酸鈀(O.Olmmol)，碳酸鈉(0.5mmol)，碳酸氫 鈉（0 · 5mmol)，1-對甲苯磺?；?3-碘吲噪（0 · 5mmol)，三乙基硅烷（1 · Ommol)和聚乙二醇-400(2.0g)，并引入一個(gè)大氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束，加入 飽和食鹽水10mL，并用乙醚萃?。?0mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到 產(chǎn)率83%。
[0086] 實(shí)施例28
[0087] 化合物28:25mL反應(yīng)瓶中依次加入醋酸鈀(0 · Olmmol)，醋酸鈉(0 · 5mmol)，磷酸鉀 (0.5謹(jǐn)〇1)，1-乙?；?3-碘吲哚(0.5111111〇1)，三乙基硅烷（1.0111111〇1)和聚乙二醇-400(2.0 8)， 并引入一個(gè)大氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束，加入飽和食鹽水 10mL，并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率81%。 [0088] 實(shí)施例29
[0089] 化合物29:25mL反應(yīng)瓶中依次加入醋酸鈀（0 · 0lmmol)，碳酸鈉（0 · 5mmol)，乙醇鈉 (0 · 5mmo 1)，叔丁氧羰基保護(hù)的味唑碘化物(0 · 5mmo 1)，三乙基硅烷（1 · Ommo 1)和聚乙二醇-400(2.0g)，并引入一個(gè)大氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束，加入 飽和食鹽水10mL，并用乙醚萃取（10mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到 產(chǎn)率79%。
[0090] 實(shí)施例30
[0091 ] 化合物30:25mL反應(yīng)瓶中依次加入醋酸鈀(0 .Olmmol )，磷酸鈉(0 · 5mmol )，碳酸氫 鈉（0 · 5mmol)，1-苯甲?；?4-碘吡唑（0 · 5mmol)，三乙基硅烷（1 · Ommol)和聚乙二醇-400 (2.0g)，并引入一個(gè)大氣壓的一氧化碳。反應(yīng)混合物在常溫下反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束，加入飽和 食鹽水10mL，并用乙醚萃?。?0mLX3)，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后柱層析分離得到產(chǎn)率 87%〇
[0092]實(shí)施例1~30涉及具體芳醛的合成方法對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于表1:
[0093]表1無配體鈀催化的芳醛的合成[a]
[0094]
[0095]
[0096]
[0097] [a]反應(yīng)條件見實(shí)施例；[b]柱分離收率。
[0098] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，本發(fā)明中的各種鈀催化劑 在聚乙二醇或其水溶液中，都能形成高活性的鈀納米催化劑，從而有利于反應(yīng)的順利進(jìn)行； 堿是發(fā)生芳鹵代物羰基化反應(yīng)所必須的促進(jìn)劑，利用的是其堿性中和掉反應(yīng)形成的氫鹵 酸，本發(fā)明給出的各種堿，都應(yīng)能取得類似之效果;硅烷類的還原劑，利用的是硅-氫鍵的作 用，還原有機(jī)鈀中間體，形成有機(jī)鈀-氫關(guān)鍵物，從而使反應(yīng)順利形成產(chǎn)品芳醛，本發(fā)明提供 的具有還原性的氫硅烷都應(yīng)能取得上述實(shí)施例中的效果;芳基鹵代物發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)鍵是 碳-鹵鍵，而其芳環(huán)上的取代基影響的是芳環(huán)的電子云密度大小以及反應(yīng)時(shí)的空間位阻大 小，即取代基的修飾只是一定程度上影響反應(yīng)，不對反應(yīng)的發(fā)生起決定作用。任何熟悉本專 業(yè)的技術(shù)人員不難理解，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可進(jìn)行變動(dòng)或修飾得到相應(yīng) 的實(shí)施例，例如對于所述的取代基可在本發(fā)明范圍內(nèi)進(jìn)行替換、改變或修飾，均可以實(shí)現(xiàn)本 發(fā)明方法。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨，依據(jù)本發(fā)明的對以上實(shí)施例所作的任何 修改、修飾或等同與等效的變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種常壓下鈀催化合成芳醛的方法，其特征在于：以醇溶液為溶劑，在堿和還原劑的 作用下，鈀催化劑催化芳基鹵代物與一氧化碳直接還原交叉偶聯(lián)反應(yīng)，制得芳醛，反應(yīng)通式 表示如下：式中：X=I或Br; Ar-X表示芳基或雜芳基的芳基鹵代物;Ar表示的芳基為取代或非取代的苯基、聯(lián)苯基、 萘基、蒽基、菲基或芘基;Ar表示的雜芳基為含N，0或S的五至十三元環(huán)的雜芳基，其中，偶聯(lián) 反應(yīng)溫度為20~200 °C，反應(yīng)時(shí)間為0.5~60小時(shí)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種常壓下鈀催化合成芳醛的方法，其特征在于:所述的雜芳 基為呋喃基、苯并呋喃基、噻吩基、吡咯基、吲哚基、咔唑基、吡啶基、異惡唑基、吡唑基、咪唑 基、惡唑基或噻唑基。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種常壓下鈀催化合成芳醛的方法，其特征在于:所述的Ar上 的取代基單取代或多取代芳環(huán)上的氫，所述的取代基任意選自氫、Cl~C12直鏈或支鏈的烷 基、Cl~C12直鏈或支鏈的烷氧基、Cl~C12直鏈或支鏈的氟取代烷基、C3~C12的環(huán)烷基、苯 基、氟、氯、溴、羥基、羧基、甲酯基、乙酯基、丙酯基、氰基、硝基或甲酰基。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種常壓下鈀催化合成芳醛的方法，其特征在于:Ar表示雜芳 基吡咯基、咪唑基、吲哚基、吡唑基和咔唑基時(shí)，其氮原子上的取代基任意選自氫、Cl~C12 直鏈或支鏈的烷基、C3~C12的環(huán)烷基、芳基、対甲苯磺酰基、芐基、乙?；⒈郊柞；蚴宥?氧酰基。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種常壓下鈀催化合成芳醛的方法，其特征在于：芳基鹵代 物、還原劑、堿和鈀催化劑的摩爾比為1:(1~10):(1~10) :(0.005~0.1)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種常壓下鈀催化合成芳醛的方法，其特征在于:所述的一氧 化碳的壓力為常壓，芳基鹵代物與溶劑的重量比為1: (5~1000)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種常壓下鈀催化合成芳醛的方法，其特征在于:所述的鈀催 化劑為鈀納米、鈀粉、鈀碳、醋酸鈀、氯化鈀、氫氧化鈀碳、三(二亞芐基丙酮)二鈀、二苯腈氯 化鈀、二乙腈氯化鈀或四氯鈀酸鈉。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的一種常壓下鈀催化合成芳醛的方法，其特征在于:所述的 還原劑為二乙基硅烷、二乙氧基硅烷、聚甲基氣硅氧烷、二異丙基硅烷、^甲基苯基硅烷、一 苯基硅烷、二苯基硅烷、三苯基硅烷或I，1，3，3-四甲基二硅氧烷。9. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種常壓下鈀催化合成芳醛的方法，其特征在于:所述的 堿為碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸銫、醋酸鈉、醋酸鉀、醋酸銫、特戊酸銫、特戊 酸鉀、特戊酸鈉、特戊酸鋰、磷酸鉀、磷酸氫鉀、磷酸氫二鉀、磷酸鈉、磷酸氫鈉、磷酸氫二鈉、 氟化鉀、氟化銫、甲醇鈉、乙醇鈉，乙醇鉀、叔丁醇鋰、叔丁醇鈉、叔丁醇鉀、四丁基氟化銨、四 丁基醋酸銨、三乙胺或二異丙基乙胺中的一種或幾種。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種常壓下鈀催化合成芳醛的方法，其特征在于:所述的醇 溶液為平均分子量為100~10000的聚乙二醇，或平均分子量為100~10000的聚乙二醇水溶 液，其中聚乙二醇與水的體積比為1: (0~10 0)。
【文檔編號(hào)】C07D231/12GK106008346SQ201610446905
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】韓維, 周青
【申請人】南京師范大學(xué)