O催化脱羧偶联反应的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于脱羧偶联反应技术领域，具体涉及到一种1，2, 3-三氮唑单取代 1，3, 5-均三嗪类化合物协同CuS04 ? 5H20催化脱羧偶联反应的方法。
【背景技术】
[0002] 炔烃是有效构建有机合成单元的一类重要物种。目前，过渡金属催化的偶联反应 是合成炔经的主要方法，常见的反应有Negishi，Stille，Sonogashira等经典的有机反应。 但是这些反应通常存在许多缺点：1.需要提前制备金属试剂；2.这些金属试剂对水空气敏 感；3.金属试剂要求多官能团兼容；4.乙炔气体作为炔源难以处理；5.引入的三甲基硅烷 基乙炔在反应结束后会产生等当量的有机废物；6.引入的双（三丁基锡）乙炔需要强碱来 脱保护。相比与这些反应，用脱羧偶联的方法去合成炔烃有众多优点：1.无需引入金属试 剂，减少了金属废弃；2.副产物为C02低毒；3.原料为羧酸容易得到、稳定易于保存。
[0003] 脱羧偶联最早是在1966年Nilsson首次报道，其反应产率低、底物局限、用到大量 的氧化亚铜，随着蓬勃发展的有机合成方法的发展，2000年后大量的研究投入到脱羧偶联 的研究。过渡金属催化的脱酸偶联反应的催化体系通常使用贵金属Pd，Ag及膦配体。这两 类催化体系在催化脱酸偶联反应中均表现出良好的催化活性，但由于金属Pd，Ag既是贵金 属又是重金属，不但使反应体系成本高昂，不利于工业化推广，而且造成后处理过程复杂， 环境污染风险增加等一系列问题。
[0004] 非Pd金属作为催化剂往往具有成本低廉、体系无毒的特点，该类催化体系逐渐进 入人们的视野并占据一席之地，尤其是Cu催化的脱羧偶联反应，更是得到了人们的广泛关 注。然而，不可忽视的是，各种Cu催化体系不同程度的存在需要较苛刻的反应条件、催化效 率较低的问题，例如：需要较活泼不稳定的铜盐和富电子的配体的去提高Cu催化的脱酸偶 联反应的效率和活性。然而这类配体通常产对环境不友好，而且在一些体系中用量较大，易 造成环境污染。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题在于本发明所要解决的技术问题在于克服上述Cu催 化脱羧偶联反应存在的缺点，提供一种高效、低耗、安全的1，2, 3-三氮唑单取代1，3, 5-均 三嗪类化合物协同CuS04 ? 5H20催化脱羧偶联反应的方法。
[0006] 解决上述技术问题所采用的技术方案是：以CuS04 ? 5H20为催化剂、1，2, 3-三氮 唑单取代1，3, 5-均三嗪类化合物为配体、N，N-二甲基甲酰胺为溶剂，将卤代芳烃与苯丙炔 酸、K2C03按摩尔比为1:1~1. 5:2~3,在惰性气氛中120~130°C反应8~14小时，分离 纯化产物，得到炔烃化合物。
[0007] 上述的1，2, 3-三氮唑单取代1，3, 5-均三嗪类化合物的结构式为
式中R1代表Ci~C2烷氧基或对甲氧基苯基，R2代表C3~C6烷基、苯 基、对位带有(；~C5烷基的苯基、对位带有CC5烷氧基的苯基中的任意一种；进一步优 选R1代表甲氧基或对甲氧基苯基，R2代表己基、苯基、对甲基苯基、对乙基苯基、对戊基苯 基、对甲氧基苯基中的任意一种；其根据申请号为201510160510.X、发明名称为"1，2, 3-三 氮唑单取代1，3, 5-均三嗪类化合物的合成方法"的发明专利申请中公开的方法制备得到。
[0008] 本发明优选CuS04 ? 5H20与1，2, 3-三氮唑单取代1，3, 5-均三嗪类化合物的加入 量均为卤代芳烃摩尔量的5%~15%，进一步优选&^04*511 20与1，2,3-三氮唑单取代 1，3, 5-均三嗪类化合物的加入量均为卤代芳烃摩尔量的10%。
[0009] 上述的卤代芳烃优选为碘代芳烃，所述的碘代芳烃具体如
式中A、B、C 各自独立的代表H、(；~C4烷基、CC4烷氧基、硝基等。
[0010] 本发明以1，2, 3-三氮唑单取代1，3, 5-均三嗪类化合物作为配体，用CuS04 ? 5H20 催化卤代芳烃与苯丙炔酸的脱羧偶联反应，具有以下有益效果：
[0011] 1、配体1，2, 3-三氮唑单取代1，3, 5-均三嗪类化合物对水和氧稳定，可以在空气 中保存。
[0012] 2、CuS04 ? 5H20作为催化剂，相比一价铜更加稳定，比传统的活泼型Cu催化剂更稳 定且廉价易得。
[0013] 3、反应时间相对短。
[0014] 4、反应体系无需添加膦配体，减少了环境污染，且具有良好的底物适用性，目标产 物易分离纯化并收率高。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实 施例。
[0016] 实施例1
[0017] 在氮气保护下，将0. 1206g(0. 5mmol)对甲氧基鹏苯与0. 0870g(0. 5mmol)苯丙块 酸、0? 0125g(0. 05mmol)CuS04.5H20、0. 1382g(l. 0mmol)K2C03、0. 0142g(0. 05mmol)2, 4-二甲 氧基-6- (4-苯基-1-氢-1，2, 3-三唑基）-1，3, 5-均三嗪加入3mLN，N-二甲基甲酰胺中， 搅拌混合均匀，升温至130°C，恒温反应12小时，冷却至常温，用乙酸乙酯萃取，柱色谱分离 产物，得到1-甲氧基_4_(苯乙炔基）苯，其收率为93%。
[0018] 实施例2
[0019] 在实施例1中，所用的对甲氧基碘苯用等摩尔的邻甲基碘苯替换，其他步骤与实 施例1相同，制备成1-甲氧基_2_(苯乙炔基）苯，其收率为86%。
[0020] 实施例3
[0021] 在实施例1中，所用的对甲氧基碘苯用等摩尔的碘苯替换，其他步骤与实施例1相 同，制备成1，2-二苯乙炔，其收率为95%。
[0022] 实施例4
[0023] 在实施例1中，所用的对甲氧基碘苯用等摩尔的邻甲基碘苯替换，其他步骤与实 施例1相同，制备成1-甲基_2_(苯乙炔基）苯，其收率为83%。
[0024] 实施例5
[0025] 在实施例1中，所用的对甲氧基碘苯用等摩尔的间甲基碘苯替换，其他步骤与实 施例1相同，制备成1-甲基_3_(苯乙炔基）苯，其收率为80%。
[0026] 实施例6
[0027] 在实施例1中，所用的对甲氧基碘苯用等摩尔的3-硝基碘苯替换，其他步骤与实 施例1相同，制备成1-硝基-3-(苯乙炔基）苯，其收率为61 %。
[0028] 实施例7
[0029] 在实施例1中，所用的2, 4-二甲氧基-6-(4_苯基-1-氢-1，2, 3-三唑 基）-1，3, 5-均三嗪用等摩尔的2- (4- (4-乙基苯基）-1-氢-1，2, 3-三唑基）-4, 6-二甲氧 基-1，3, 5-均三嗪替换，其他步骤与实施例1相同，制备成1-甲氧基_4_(苯乙炔基）苯， 其收率为95%。
[0030] 实施例8
[0031] 在实施例1中，所用的2, 4-二甲氧基-6-(4-苯基-1-氢-1，2, 3-三唑 基）-1，3, 5-均三嗪用等摩尔的2, 4-二甲氧基-6-(4-(4-戊基苯基）-1_氢-1，2, 3-三唑 基）-1，3, 5-均三嗪氧基-1，3, 5-均三嗪替换，其他步骤与实施例1相同，制备成1-甲氧 基-4-(苯乙炔基）苯，其收率为99%。
[0032] 实施例9
[0033] 在实施例1中，所用的2, 4-二甲氧基-6-(4_苯基-1-氢-1，2, 3-三唑 基）-1，3, 5-均三嗪用等摩尔的2, 4-二甲氧基-6-(4-(4-甲基苯基）-1_氢-1，2, 3-三唑 基）-1，3, 5-均三嗪替换，其他步骤与实施例1相同，制备成1-甲氧基_4_(苯乙炔基）苯， 其收率为99%。
[0034] 实施例10
[0035] 在实施例1中，所用的2, 4-二甲氧基-6-(4_苯基-1-氢-1，2, 3-三唑 基）-1，3, 5-均三嗪用等摩尔的2, 4-二甲氧基-6- (4- (4-甲氧基苯基）-1-氢-1，2, 3-三 唑基）_1，3, 5-均三嗪替换，其他步骤与实施例1相同，制备成1-甲氧基_4_(苯乙炔基） 苯，其收率为92%。
[0036] 实施例11
[0037] 在实施例1中，所用的2, 4-二甲氧基-6-(4_苯基-1-氢-1，2, 3-三唑 基）-1，3, 5-均三嗪用等摩尔的2-(4_己基-1-氢-1，2, 3-三唑基）-4, 6-二甲氧 基-1，3, 5-均三嗪替换，其他步骤与实施例1相同，制备成1-甲氧基_4_(苯乙炔基）苯， 其收率为99%。
[0038] 实施例12
[0039] 在实施例1中，所用的2, 4-二甲氧基-6-(4_苯基-1-氢-1，2, 3-三唑 基）-1，3, 5-均三嗪用等摩尔的2- (4- (4-乙基苯基）-1-氢-1，2, 3-三唑基）-4, 6-二（4-甲 氧基苯基）-1，3, 5-均三嗪替换，其他步骤与实施例1相同，制备成1-甲氧基_4_(苯乙炔 基）苯，其收率为95%。
【主权项】
1. 一种1，2, 3-三氮唑单取代1，3, 5-均三嗪类化合物协同CuSO4 ? 5H20催化脱羧偶联 反应的方法，其特征在于：以CuSO4 ? 5H20为催化剂、1，2, 3-三氮唑单取代1，3, 5-均三嗪类 化合物为配体、N，N-二甲基甲酰胺为溶剂，将卤代芳烃与苯丙炔酸、K2CO3按摩尔比为1:1~ 1. 5:2~3,在惰性气氛中120~130°C反应8~14小时，分离纯化产物，得到炔烃化合物； 上述的1，2, 3-三氮唑单取代1，3, 5-均三嗪类化合物的结构式为式中R1代表CC2烷氧基或对甲氧基苯基，R2代表C3~C6烷基、苯基、对位带有CC5 烷基的苯基、对位带有(；~C5烷氧基的苯基中的任意一种。2. 根据权利要求1所述的1，2, 3-三氮唑单取代1，3, 5-均三嗪类化合物协同 CuSO4 *5H20催化脱羧偶联反应的方法，其特征在于：所述的R1代表甲氧基或对甲氧基苯基， R2代表己基、苯基、对甲基苯基、对乙基苯基、对戊基苯基、对甲氧基苯基中的任意一种。3. 根据权利要求1或2所述的1，2, 3-三氮唑单取代1，3, 5-均三嗪类化合物协同 CuSO4 ? 5H20催化脱羧偶联反应的方法，其特征在于：所述的CuSO4 ? 5H20与1，2, 3-三氮唑 单取代1，3, 5-均三嗪类化合物的加入量均为卤代芳烃摩尔量的5%~15%。4. 根据权利要求1或2所述的1，2, 3-三氮唑单取代1，3, 5-均三嗪类化合物协同 CuSO4 ? 5H20催化脱羧偶联反应的方法，其特征在于：所述的CuSO4 ? 5H20与1，2, 3-三氮唑 单取代1，3, 5-均三嗪类化合物的加入量均为卤代芳烃摩尔量的10%。5. 根据权利要求1所述的1，2, 3-三氮唑单取代1，3, 5-均三嗪类化合物协同 CuSO4 ? 5H20催化脱羧偶联反应的方法，其特征在于：所述的卤代芳烃为碘代芳烃。6. 根据权利要求5所述的1，2, 3-三氮唑单取代1，3, 5-均三嗪类化合物协同 CuSO4 ? 5H20催化脱羧偶联反应的方法，其特征在于：所述的碘代芳烃B、C各自独立的代表H、(；~C4烷基、C广C4烷氧基、硝基中的任意一种。
【专利摘要】本发明公开了一种1,2,3-三氮唑单取代1,3,5-均三嗪类化合物协同CuSO4·5H2O催化脱羧偶联反应的方法，该方法以稳定性好、廉价易得的CuSO4·5H2O和对水、空气稳定、高对官能团化的三嗪类化合物为催化体系，催化卤代芳烃与苯丙炔酸的脱羧偶联反应，该反应体系无需使用传统膦配体，减少了环境污染，且具有良好的底物适用性，目标产物易分离纯化并收率高。本发明是一种高效、安全的脱羧偶联反应体系，可应用于一步构筑Csp-Csp2键。
【IPC分类】B01J31/22, C07C43/215, C07B37/00, C07C201/12, C07C41/30, C07C205/06, C07C1/32, C07C15/54
【公开号】CN105130722
【申请号】CN201510523014
【发明人】高子伟, 王振华, 王秀, 孙华明, 张伟强, 张国防, 杨丹
【申请人】陕西师范大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月24日