专利名称：一种含二价铜盐的催化体系及其应用的制作方法
技术领域：
本发明属于催化剂领域，具体涉及一种无钯、无胺、无配体参与的铜催化剂体系， 该催化剂体系可以催化藺头偶合反应制备炔类化合物。
背景技术：
由Pd/Cu混合催化剂催化的末端炔烃与sp2型碳的卤化物(芳基卤代烃)之间的 交叉偶联反应通常被称之为藺头偶合反应(Sonogashira coupling reaction)。这一反应 最早在1975年由Heck，Cassar以及Sonogashira等独立发现，经过近三十年的发展，它已 逐渐为人们所熟知，并成为了一个重要的人名反应。目前，Sonogashira反应在取代炔烃以 及大共轭炔烃的合成中得到了广泛的应用，并且被认为是合成炔烃化合物的最有效、最直 接的方法，从而在很多天然化合物，农药医药，新兴材料以及纳米分子器件的合成中起着关 键的。传统的Sonogashira偶联反应催化剂往往是使用钯配合物，在含磷配体存在下同 时辅以碘化亚铜作为共催化剂，所使用的溶剂优选为胺。然而，采用这类催化剂存在下列问 题①钯的价格昂贵，因而成本较高；②金属钯具有较强的毒性；③含磷配体不稳定，不易 保存，易氧化；④钯易在产物残留，因而影响了其在药物合成等场合中的应用；⑤这一反应 通常对于溴代，碘代烯烃及芳香烃都具有较高的反应活性，但是对于氯代化合物，其反应活 性往往很低，虽然到目前为止，在一些条件下这一化合物也可以得到期待的偶联产品，但是 仍有着许多的局限性，因此克服这一局限性也是这一领域中急需解决的问题。与此相比，铜是一种廉价而且低毒的金属，如何使用稳定性较好的二价铜催化剂 来实现Sonogashira偶联反应并实现催化剂的循环利用，是过渡金属催化领域中新的研究 热点，也是化学工业绿色化进程中的一个挑战性课题。早在1963年，Castro等以吡啶为溶剂进行当量的铜促进的Sonogashira反应的 研究(参见Synth. Commun. 1989，19，2199)。1992 年，Okaro 等使用 5mol % 的碘化亚铜作 为催化剂，以PPh3为配体、碳酸钾为碱，在DMF或DMSO溶剂中，80 120°C下完成了真正意 义上的亚铜盐催化的Sonogashira反应(参见=Tetrahedron Lett. 1992，33，5363)。此后， Venkataraman等人发现1，10-菲咯啉可以作为配体用于铜催化的Sonogashira反应(参 见:0rg. Lett. 2001. 3，4315 ；Synthesis 2005，1706)。近几年类，还发展了很多其他的配体 用于铜催化的Sonogashira反应，如N，N- 二甲基甘氨酸(参见Chem. Commun. 2004，1934)、 三乙烯二胺(参见 J. Org. Chem. 2007，72，2053)，消旋联二萘酚(参见J. Mol. Catal. A 2008，284，85)，8-羟基喹啉(参见Eur. J. Org. Chem. 2008,4050)和 1，3_ 二酮(参见0rg. Lett. 2008，10,3203)等。关于无配体参与的铜催化的Sonogashira反应也有几篇报道1、Rothenberg等 人报道使用催化量的纳米铜簇、以四丁基醋酸铵为碱、以DMF为溶剂，110°C下反应催化该 反应获得目标产物(参见=Green Chem. 2004，6，215)。但是特定尺寸的纳米铜簇制备比较 繁琐，且有一定难度，本身稳定性也较差，不太适合大规模应用或工业化生产；2、苏州大学
3的毛金成课题组发现铁/铜复合催化剂体系，也能实现无配体参与的Sonogashira反应， 具体催化剂体系为20mol %的CuI和20mol %的Fe (acac) 3，以磷酸钾作碱，DMSO为溶剂， 温度为 1400C (参见=Adv. Synth. Catal. 2008，350，2477) ；3、瑞士的 Vogel 课题组几乎在 同时也发现了铁/铜复合催化剂体系也能催化无配体参与的该反应，具体的催化剂体系为 IOmol %的CuI和IOmol %的Fe (acac) 3，以碳酸铯作碱，NMP (N-甲基吡咯烷酮)为溶剂，温 度为1400C (参见Tetradedron Lett. 2008，49，5961)。对于报道2和3而言，催化体系中 使用碘化亚铜稳定性肯定不如二价铜盐，此外还要额外加入另外一种铁盐，增加了反应的 成本。4、湖南师范大学的李金恒教授发现醋酸铜也可以催化无配体参与下的Sonogashira 反应(参见Chin. Chem. Lett. 2007，18，13)，但是他们的催化剂体系存在以下缺点(1)醋 酸铜用量太大，为50mol%;(2)反应溶剂要求较高，为三乙胺，成本高且气味大；(3)而且反 应的选择性较差，有炔自偶联产物生成；(4)反应需要在140 150°C下进行，而且对于不同 底物的收率不高。因此，需要研发一种无钯、无胺、无配体参与的可以催化Sonogashira反应制备炔 类化合物的高效催化剂体系。
发明内容
本发明目的是提供一种含二价铜盐的催化体系。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种含二价铜盐的催化体系，包括 二价铜盐、碳酸钾以及溶剂二甲基亚砜(DMSO)，其中铜盐与碳酸钾的摩尔比为1 20 40 ；所述铜盐选自醋酸铜(Cu(OAc)2 · H2O)，乙酰丙酮酸铜(Cu (acac) 2 · H2O)，三氟甲磺酸铜 (Cu(OTf)2),硫酸铜(CuSO4 ·5Η20)中的一种或者其一种以上的混合物。上述含二价铜盐的催化剂体系可以催化Sonogashira反应制备炔类化合物，因 此，本发明同时要求保护上述含二价铜盐的催化剂体系催化Sonogashira反应制备炔类化 合物的应用，以芳基卤代烃、端基炔烃为反应物，将催化剂二价铜盐、碳酸钾和反应物溶于 溶剂二甲基亚砜(DMSO)中，于80 140°C下，反应时间为24小时 72小时。优选的技术方案中，上述于Sonogashira反应在惰性气氛中进行，例如在氩气或 氮气等惰性气体氛围中进行，如果反应条件控制不严格或者直接在空气中进行，容易产生 少量的炔烃自偶联产物。上述技术方案中，端基炔烃与芳基卤代烃的摩尔比为1 1.5 1，优选为 1. 2 1。上述技术方案中，所述芳基卤代烃为碘代芳香烃、溴代芳香烃、氯代芳香烃或者芳 基硼酸，优选的技术方案中，当所述芳基商代烃为溴代芳香烃、氯代芳香烃或者芳基硼酸 时，上述反应体系中可以加入IOmol % 200mol%的相转移催化剂，所述相转移催化剂选 自但不限于四丁基溴化铵(TBAB)、四丁基氯化铵(TBAC)；优选为TBAB ；这样能够保证目 标产物的收率可以进一步提高；另外，当所述芳基卤代烃为溴代芳香烃、氯代芳香烃或者 芳基硼酸时，上述反应体系中也可加入碘化钠，并且碘化钠与芳基卤代烃的摩尔比为1 2 1，同样可以提高产率。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点1、本发明所述催化剂体系与以往的含贵金属催化剂体系相比，本催化剂体系用廉价的二价铜盐代替了贵金属，大大降低了成本，而且铜盐本身不具有毒性，此外，二价铜盐 在空气中比较稳定，在后处理时不会残留在产品中，并且，本催化剂体系不含胺、无需额外 的配体。2、本发明所述催化体系在催化Sonogashira反应时，适用的底物范围较宽，包括 各类芳基卤代物和各类端基炔烃，产物的化学收率最高超过99%。3、由于本发明所述催化体系具有非常高的选择性，无副反应发生，反应产物经 GC-MS检测，发现无炔的自偶联产物生成。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步描述实施例一在一Schlenk 试管中依次装入 Cu (acac)2 · H2O (0. 05mmol)，碳酸钾(1. Ommol)，以 及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器分别加 入碘苯(0. 5mmol)和苯乙炔(0. 6mmol)。然后该体系密封后在140°C的油浴加热约24小时， 先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有机相并用无水硫酸钠干燥， 浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即可得到偶联产物1，2-二苯 基乙炔(84. 7mg)，收率为95%。熔点为58-59°C。GC-MS显示反应后体系中未检测到炔的自 偶联产物。其核磁数据为=1H NMR (CDCl3,400MHz) (δ，ppm)7. 59-7. 48(m，4H)，7. 39-7. 29 (m， 6H)；高分辨质谱数据为:HRMS (ESI+) calcfor [C14H10] "requires m/z 178. 0783，found 178.0791。实施例二在一Schlenk 试管中依次装入 Cu (acac)2 · H2O (0. 05mmol)，碳酸钾(1. Ommol)，以 及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器分别加 入对氯碘苯(0. 5mmol)和苯乙炔(0. 6mmol)。然后该体系密封后在140°C的油浴加热约24 小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有机相并用无水硫酸 钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即可得到偶联产物 4-氯苯乙炔基苯(106. 3mg)，收率为99%。熔点为83_84°C。其核磁数据为=1H NMR(CDCl3, 400ΜΗζ) ( δ , ppm)7. 53 (t, J = 7. 6Hz，2H)，7. 46 (d，J = 8. 4Hz，2H)，7. 36-7. 34 (m，4H)， 7. 32 (s，1H)；高分辨质谱数据为HRMS(ESI+)calc for [C14H10]"requires m/z 212.0393， found 212.0396。实施例三在一Schlenk 试管中依次装入 Cu(acac)2 · Η20(0· 05mmol)，碳酸钾(1. Ommol)， 以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器分别 加入对甲氧基碘苯(0. 5mmol)和4-氟苯乙炔(0. 6mmol)。然后该体系密封后在140°C的 油浴加热约24小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有机相 并用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即可 得到交叉偶联产物1氟-4-(2-(4-甲氧基苯)乙炔基)苯(113. Img)，收率为99%。其 核磁数据为屯 NMR (CDCl3,400MHz) (δ，ppm) 3. 84 (s, OCH3)，6. 88-6. 9 (d，J = 8·8Ηζ，2Η， ArH), 7. 02-7. 06 (m, 2H, ArH), 7. 46-7. 51 (m, 4Η, ArH)；高分辨质谱数据为:HRMS (ESI+) calcfor [C15H11FO]+requires m/z 226. 0794，found220. 0704。实施例四在一Schlenk 试管中依次装入 Cu(acac)2 · Η20(0· 05mmol)，碳酸钾(1. Ommol)， 以及DMS0(2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器分 别加入碘苯(0.5mmol)和4-氟苯乙炔(0. 6mmol)。然后该体系密封后在140°C的油浴 加热约24小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX3)，合并有机相并 用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即可 得到偶联产物4-氟苯乙炔基苯(93.2mg)，收率为95%。其核磁数据为=1H NMR(⑶Cl3, 400MHz) ( δ，ppm) 7. 53-7. 50 (m, 4H, ArH)，7. 36-7. 34 (m, 3H, ArH)，7. 05 (t，J = 8· 6Hz,2H, ArH) ； 13C 匪R (CDCl3,100MHz) ( δ，ppm) 165. 4 (d, J = 249. 5Hz, C)，135. 2 (d, J = 8. 3Hz, CH)，133. 2 (CH)，130. 0(d，J = 3. 7Hz, CH)，124. 7(C)，121. 0(d，J = 3. 4Hz, CH)，117. 4(C)， 117. 2(C),90. 7(C),89. 2(C)；高分辨质谱数据为HRMS (ESI+) calc for [C14H9F] "requires m/z 196. 0688，foundl96. 0690。实施例五在一Schlenk 试管中依次装入 Cu (acac)2 · H2O (0. 05mmol)，碳酸钾(1. Ommol)，以 及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器分别加 入对氯碘苯(0. 5mmol)和4-氟苯乙炔(0. 6mmol)。然后该体系密封后在140°C的油浴加热 约48小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX3)，合并有机相并用无水硫 酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即可得到偶联产物 1-氯-4-(2-(4-氟苯)乙炔基)苯(108.4mg)，收率为94%。其核磁数据为=1HNMR(O)Cl3, 400MHz) ( δ，ppm) 7. 04-7. 08 (t, J = 8. 8Hz，2H，ArH), 7. 32-7. 34 (d, J = 8. 4Hz，2H，ArH)，
7.44-7. 46 (d, J = 8. 4Hz, 2H, ArH), 7. 49-7. 53 (m, 2H, ArH) ；13C NMR(CDCl3,100MHz) ( δ , ppm) 165. 5 (d，J = 249. 9Hz, C)，136. 0(C)，135. 2 (J = 8. 3Hz, CH)，134. 4 (CH)，130. 4 (CH)， 123. 2(C)，120. 6 (d, J = 3. 5Hz，CH)，117. 5(d, J = 21. IHz，C)，90. 9 (C)，89. 5 (C)；高分辨质 谱数据为HRMS (ESI+) calc for [C14H8FCl] "requires m/z 230. 0299，found230. 0300。实施例六将Cu (acac) 2 · H2O/碳酸钾/DMSO催化体系用于对甲氧基碘苯(0. 5mmol)和 4-甲基苯乙炔(0.6mmol)的偶联反应，在140°C搅拌24小时得到偶联产物1-甲氧 基-4-(2-p-苯乙炔基)苯(107.8mg)，收率为97%。其核磁数据为=1HNMR(O)Cl3,400MHz) (δ，ppm) 7. 47-7. 39 (m, 4H, ArH)，7. 15-7. 13 (d, J = 8. OHz, 2H, ArH)，6. 88-6. 86 (d, J =
8.4Hz，2H，ArH) ,3. 83(s,3H, OCH3)，2. 36 (s，3H，CH3)；高分辨质谱数据为HRMS (ESI+) calc for[C16H14O] +requiresm/z 222. 1045，found 222. 1042。实施例七将Cu (acac) 2 · H2O/碳酸钾/DMSO催化体系用于对甲基碘苯(0. 5mmol)和4_苯 丁炔(0. 6mmol)的偶联反应，在140°C搅拌48小时得到偶联产物1_甲氧基_4_ (4-苯 丁基-1-炔)苯(92. 2mg)，收率为 78%。其核磁数据为=1H NMR(CDCl3,400MHz) ( δ， ppm) 7. 32-7. 25 (m, 7H, ArH), 6. 81 (d, J = 8. 4Hz，2H，ArH), 3. 79(s，3H，OCH3)，2. 92(t，J = 7. 6Hz,2H, ArCH2)，2. 67 (t，J = 7. 6Hz,2H, CH2)。实施例八
将Cu (acac) 2 · H2O/碳酸钾/DMSO催化体系用于对甲氧基碘苯(0. 5mmol)和 1-辛炔(0.6mmol)的偶联反应，在140°C搅拌48小时得到偶联产物1_(葵烷-1-炔)苯 (83. 3mg)，收率为 77%。其核磁数据为=1H NMR (CDCl3,400ΜΗζ) (δ，ppm)7. 35(d，J = 8. 8Hz， 1H)，6. 95(d, J = 8. 8Hz, 1H)，6. 87-6. 81(m，2H)，3. 80(s，3H)，2. 41-2. 34(t, J = 7. 2Hz，2H)， 1. 64-1. 61 (t, J = 7. 2Hz,2H)，1. 59-1. 57 (d, J = 7. 2Hz,2H)，1. 50-1. 46 (d, J = 7. 2Hz, 2H)，1. 44-1. 40(m，2H)，0· 94-0. 90 (m, 3H) ；13C NMR (CDCl3,100MHz) ( δ，ppm) 134. 5 (CH)， 121. I(CH), 116. 4 (CH) ,115.4 (CH), 90. 4 (C), 88. 4 (C), 56. 8 (CH3), 33. 0 (CH2), 30. 5 (CH2)， 30. 3 (CH2)，24. 2 (CH2) ,21. 0 (CH2), 15. 7 (CH3)。实施例九在一Schlenk 试管中依次装入 Cu(acac)2 · Η20(0· 05mmol)，碳酸钾(1. Ommol)， TBAB (0. 5mmol)，碘化钠(1. Ommol)以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次， 在气体保护下，用微量进样器分别加入对甲氧基溴苯(0. 5mmol)和苯乙炔(0. 6mmol)。然后 该体系密封后在140°C的油浴加热约48小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃 取(4mLX 3)，合并有机相并用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石 油醚(60 90°C ))即可得到偶联产物4-甲氧基苯乙炔基苯(75. Img)，收率为72%。其核 磁数据为=1H NMR (CDCl3,400MHz) ( δ，ppm) 7. 52-7. 50 (m, 2H, ArH), 7. 47 (d, J = 8. 8Hz，2H， ArH)，7. 36-7. 32 (m, 3H, ArH)，6. 88 (d, J = 8. 8Hz,2H, ArH)，3. 83 (s, 3H, CH3)；高分辨质谱数 据为HRMS (ESDcalc for [C15H12O]"requires m/z208. 0888, found 208.0896。实施例十在一Schlenk 试管中依次装入 Cu(acac)2 · Η20(0· 05mmol)，碳酸钾(1. Ommol)， 以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器分别 加入间二碘苯(0.5mmol)和苯乙炔(2. 5mmol)。然后该体系密封后在140°C的油浴加热 约48小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有机相并用无水 硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即可得到偶联 产物1，3_ 二苯乙炔基苯(135. Omg)，收率为97%。其核磁数据为=1H NMR(CDCl3,400MHz) (δ，ppm) 7. 39-7. 32 (m, 7H, ArH)，7. 50-7. 48 (d, J = 7. 6Hz,2H, ArH)，7. 55-7. 53 (t, J = 3. 6Hz, 4H, ArH), 7. 72 (s, 1H, ArH) ； 13C WR(CDC13，100MHz) (δ , ppm) 136. 2 (CH), 133. 3 (CH), 132. 9 (CH)，130. 1 (CH)，130. 1 (CH)，130. 1 (CH)，125. 2 (C)，124. 6(C) ,91. 6 (C)，90. 2(C)；高 分辨质谱数据为HRMS (ESDcalc for [C22H14]"requires m/z 278. 1096，found 278. 1096。实施例i^一在一Schlenk 试管中依次装入 Cu (acac) 2 · H2O (0. 05mmol)，碳酸钾(1. Ommol)，以 及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器分别加 入碘苯(0. 5mmol)和苯酚(0. 6mmol)。然后该体系密封后在140°C的油浴加热约72小时， 先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有机相并用无水硫酸钠干燥， 浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即可得到偶联产物二苯醚 (76. 6mg)，收率为 90%。其核磁数据为=1H NMR (CDCl3,400ΜΗζ) (δ ,ppm) 7. 34(t，J = 7. 4Hz， 4H, ArH), 7. 11 (t, J = 8. OHz，2H，ArH), 7. 03 (d, J = 8. 4Hz，4H，ArH)；经 GC-MS 验证。实施例十二在一Schlenk 试管中依次装入 Cu (acac) 2 · H2O (0. 05mmol)，碳酸钾(1. Ommol)，以
7及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器分别加 入碘苯(0. 5mmol)和苯硫酚(0. 6mmol)。然后该体系密封后在140°C的油浴加热约24小 时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有机相并用无水硫酸钠干 燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C )和乙酸乙酯的混合溶液) 即可得到偶联产物二苯硫醚(93. 2mg)，收率为99%。其核磁数据为=1H NMR (⑶Cl3，400MHz) (δ，ppm) 7. 33 (d, J = 7. 2Hz，4H，ArH), 7. 28 (t, J = 7. 6Hz，4H，ArH), 7. 22 (d, J = 6. 4Hz, 2H, ArH) ； 13C NMR (CDCl3,100MHz) ( δ ,ppm) 128. 7 (CH), 130. 9 (CH), 132. 7 (CH), 137. 4(C)；高 分辨质谱数据为HRMS (ESI+) calc for [C12H10S]"requires m/z 186. 0503, found 186.0503。实施例十三在一Schlenk 试管中依次装入 Cu(acac)2 · H2O (0. 05mmol)，碳酸钾(1. Ommol)，以 及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器分别加 入碘苯(0. 5mmol)和咪唑(0. 6mmol)。然后该体系密封后在140°C的油浴加热约24小时，先 加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有机相并用无水硫酸钠干燥，浓 缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C)和乙酸乙酯的混合溶液)即可得 到偶联产物1-苯基咪唑(72. Img)，收率为99%。其核磁数据为=1H NMR (CDCl3,400MHz) ( δ， ppm) 6. 35 (t, J = 1. 65Hz,2H) ,7. 10 (t, J = 1. 5Hz，2H)，7· 23-7. 26 (m，1H)，7· 38-7. 44 (m， 4Η)；经 GC-MS 验证。实施例十四在一Schlenk 试管中依次装入 Cu(OAc)2 · H2O (0. 05mmol)，碳酸钾(1. Ommol)，以 及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器分别加 入碘苯(0. 5mmol)和苯乙炔(0. 6mmol)。然后该体系密封后在140°C的油浴加热约24小 时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有机相并用无水硫酸钠 干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C ))即可得到偶联产物1， 2-二苯基乙炔(78. 5mg)，收率为88%。熔点为58_59°C。其核磁数据为=1H NMR(⑶Cl3, 400MHz) ( δ，ppm) 7. 59-7. 48 (m, 4H)，7. 39-7. 29 (m, 6H)；高分辨质谱数据为HRMS (ESI+) calc for [C14H10]+requires m/z 178. 0783, foundl78. 0791。实施例十五在一 Schlenk 试管中依次装入 Cu (OTf) 2 (0. 05mmol)，碳酸钾(1. Ommol)，以及 DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器分别加入 碘苯(0. 5mmol)和苯乙炔(0. 6mmol)。然后该体系密封后在140°C的油浴加热约24小时， 先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有机相并用无水硫酸钠干 燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即可得到偶联产物1， 2-二苯基乙炔(64. 2mg)，收率为72%。熔点为58_59°C。其核磁数据为=1H NMR(⑶Cl3, 400MHz) ( δ，ppm) 7. 59-7. 48 (m, 4H)，7. 39-7. 29 (m, 6H)；高分辨质谱数据为HRMS (ESI+) calc for [C14H10]+requires m/z 178. 0783, found 178.0791。实施例十六在一Schlenk 试管中依次装入 CuSO4 · 5H20(0. 05mmol)，碳酸钾(1. Ommol)，以 及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器分别加 入碘苯(0. 5mmol)和苯乙炔(0. 6mmol)。然后该体系密封后在140°C的油浴加热约24小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有机相并用无水硫酸钠 干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即可得到偶联产物1， 2-二苯基乙炔(58.9mg)，收率为66%。熔点为58_59°C。其核磁数据为屯NMR(⑶Cl3， 400MHz) ( 8，ppm) 7. 59-7. 48 (m, 4H)，7. 39-7. 29 (m, 6H)；高分辨质谱数据为HRMS (ESI+) calc for [C14H10]+requires m/z 178. 0783, foundl78. 0791。实施例十七在一Schlenk 试管中依次装入 Cu (acac)2 H20 (0. 05mmol)，碳酸钾(1. Ommol)，以 及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器分别加 入苯硼酸(0. 5mmol)和苯乙炔(0. 6mmol)。然后该体系密封后在140°C的油浴加热约24 小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有机相并用无水硫酸钠 干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即可得到偶联产物1， 2-二苯基乙炔(69. 5mg)，收率为78%。熔点为58_59°C。其核磁数据为屯NMR(⑶Cl3， 400MHz) ( 8，ppm) 7. 59-7. 48 (m, 4H)，7. 39-7. 29 (m, 6H)；高分辨质谱数据为HRMS (ESI+) calc for [C14H10]+requires m/z 178. 0783, foundl78. 0791。实施例十八在一Schlenk 试管中依次装入 Cu (acac)2 H20 (0. 05mmol)，碳酸钾(1. Ommol)，以 及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量进样器分别加 入1-碘萘(0. 5mmol)和苯乙炔(0. 6mmol)。然后该体系密封后在140°C的油浴加热约48 小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有机相并用无水硫酸 钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即可得到偶联产物 1-(2_苯乙炔基)萘(113.0mg)，收率为99%。其核磁数据为屯NMR 8.45(d，J = 8.0Hz， lH，ArH)，786(t，J = 8. 0Hz, 2H, ArH), 7. 77 (d, J = 0. 8Hz, 1H, ArH), 7. 67 (d, J = 0. 2Hz, 1H, ArH)，7. 65 (d, J = 0. 2Hz, 1H, ArH)，7. 59 (d, J = 6. 8Hz, 1H, ArH)，7. 56 (d, J = 0. 8Hz, 1H, ArH)，7. 53 (d, J = 0. 8Hz, 1H, ArH)，7. 48-7. 39 (m, 3H, ArH)；高分辨质谱数据为:HRMS (ESI+) calc for [C18H12]"requires m/z 228. 0939, found 228.0938。实施例十九将Cu (acac) 2 -H20/碳酸钾/TBAB/DMS0催化体系用于3_三氟甲基溴苯(0. 5mmol) 和苯乙炔(0.6mmol)的偶联反应，在140°C搅拌48小时得到偶联产物3-(2-苯乙炔基)吡 啶(115. 7mg)，收率为 94%。其核磁数据为 ^HNMR 7. 80 (s，1H，ArH)，7. 70 (d，J = 7. 6Hz,2H, ArH)，7. 59-7. 54 (m, 3H, ArH)，7. 48 (t，J = 8. 0Hz，1H，ArH)，7. 37 (t，J = 3. 2Hz，3H，ArH)；高 分辨质谱数据为:HRMS (ESI+)calc for [C15H9F]"requires m/z 246. 0656, found 246.0653。
权利要求
一种含二价铜盐的催化体系，包括二价铜盐、碳酸钾以及溶剂二甲基亚砜，其中铜盐与碳酸钾的摩尔比为1∶20～40；所述铜盐选自醋酸铜，乙酰丙酮酸铜，三氟甲磺酸铜，硫酸铜中的一种或者其一种以上的混合物。
2.权利要求1所述含二价铜盐的催化剂体系催化藺头偶合反应制备炔类化合物的应用。
3.应用权利要求1所述含二价铜盐的催化剂体系催化藺头偶合反应制备炔类化合物 的方法，以芳基卤代烃、端基炔烃为反应物，将催化剂二价铜盐、碳酸钾和反应物溶于溶剂 二甲基亚砜中，于80 140°C下，反应24 72小时制备炔类化合物。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，藺头偶合反应在惰性气氛中进行。
全文摘要
本发明属于催化剂领域，具体涉及一种无钯、无胺、无配体参与的铜催化剂体系，该催化剂体系可以催化Sonogashira反应制备炔类化合物。所述催化剂体系包括二价铜盐、碳酸钾以及溶剂二甲基亚砜，其中铜盐与碳酸钾的摩尔比为1∶20～40；所述铜盐选自醋酸铜，乙酰丙酮酸铜，三氟甲磺酸铜，硫酸铜中的一种或者其一种以上的混合物。本催化剂体系用稳定的二价铜盐代替了贵金属，经济廉价而且无毒性，对于活性较差的底物，在催化体系中额外加入TBAB明显促进反应的进行；有望进行大规模应用和工业化生产。
文档编号C07D233/58GK101890366SQ20101021492
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月1日 优先权日2010年7月1日
发明者屈孝铭, 李廷义, 毛金成, 谢观雷 申请人:苏州大学