一种常压下钯催化合成芳醛的方法
【专利摘要】本发明公开了一种常压下钯催化合成芳醛的方法，属于催化合成技术领域。本发明在溶剂聚乙二醇或聚乙二醇的水溶液中，在碱和还原剂的作用下，无需配体参与的钯催化芳基卤代物、与常压一氧化碳直接还原偶联制备芳醛。本发明催化还原偶联反应制备芳醛的方法，无需配体且活性好；反应常温常压下进行且选择性高；底物来源广泛且稳定；底物官能团相容性好且底物的适用范围广；反应介质绿色且可以循环回收。在优化的反应条件之下，目标产品分离收率高达92％。
【专利说明】
一种常压下钯催化合成芳醛的方法
技术领域
[0001 ]本发明属于催化合成技术领域，更具体地说，涉及一种常压下钯催化合成芳醛的 方法，是无配体钯催化芳基卤代物与常压一氧化碳还原交叉偶联来制备芳醛的方法。
【背景技术】
[0002] 芳醛是一类重要的有机合成中间体，广泛应用于医药、农药、染料和香料等的合 成。目前报道的芳醛合成方法中，钯催化的还原羰基化芳卤法引起了广泛的关注，因为该方 法具有适用范围广、底物官能团相容性好、选择性和产率高和原子经济性高的优势。虽然该 方法已取得了一定的进展，特别是在催化剂设计和底物适用范围上，然而，通常情况下，该 方法需要用到高压装置，且反应温度较高，而且还需要适用昂贵而有毒的膦配体来提高反 应效果（X. _F.Wu，M.Beller，Transition Metal Catalyzed Carbonylation Reactions-Carbonylative Activation of C_X Bonds，Springer-Verlag Berlin,Heidelberg, 2013)，这些都限制了该方法的广泛应用。例如，中国专利申请号为200680010029.1，【公开日】 为2008年3月26日的专利申请文件公开了一种芳香醛类的制备方法，该方法需要在特定的 单齿磷烷基配体体系的存在下，通过钯催化的还原羰基化从相应的Hal'-取代的（杂)芳香 族化合物获得醛类。该反应需要特定的磷配体，而且反应温度较高，限制了其广泛应用。
[0003] 为了克服反应压力大的不足，计量反应的羰基试剂如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-甲酰亚胺（1'.116(1&，!1.1(〇11丨811；[，1(.]\^11&匕6，厶1^6￥.〇16111.1111:』(1.2013,52,8611)等也相继用 于代替一氧化碳或合成气，取得了较好的反应效果，但反应仍旧需要较高的反应温度和膦 配体的参与，而且原子经济性较差。到目前为止，尚未有一个通用的常压下、无配体的钯催 化还原羰基化芳卤制备芳醛方法的报道。从节能减排和经济的角度看，发明一个常压下、经 济的、环境友好的和高效的方法来合成芳醛具有重要的研究意义和应用价值。
【发明内容】
[0004] 1.要解决的问题
[0005] 针对现有的芳醛合成方法存在需要高压、较高的反应温度和膦配体的参与等问 题，本发明提供一种常压下钯催化合成芳醛的方法，在无配体条件下钯催化芳卤与常压一 氧化碳直接还原偶联合成芳醛，该方法具有显著的优势：反应能在常温常压下进行且选择 性高;反应无需配体且活性好;底物来源广泛且稳定;底物官能团相容性好且底物的适用范 围广;反应介质绿色且可以循环回收的优势。
[0006] 2.技术方案
[0007] 为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
[0008] -种常压下钯催化合成芳醛的方法，以醇溶液为溶剂，在碱和还原剂的作用下，钯 催化剂催化芳基卤代物与一氧化碳直接还原交叉偶联反应，制得芳醛，反应通式表示如下：
[0009]
[0010] 式中：χ = ι或Br;
[0011] Ar-X表示芳基或杂芳基的芳基卤代物；
[0012] 本发明的方法所合成的芳醛产品的结构通式为：
[0013]
[0014] 式中，Ar表示的芳基为取代或非取代的苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基或芘基;Ar 表示的杂芳基为含N，0或S的五至十三元环的杂芳基，其中，偶联反应温度为20~200°C，反 应时间为0.5~60小时。
[0015] 进一步地，所述的杂芳基为呋喃基、苯并呋喃基、噻吩基、吡咯基、吲哚基、咔唑基、 吡啶基、异恶唑基、吡唑基、咪唑基、恶唑基或噻唑基。
[0016] 进一步地，所述的Ar上的取代基可以是单取代，也可以是多取代芳环上的氢，所述 的取代基任意选自氢、C1~C12直链或支链的烷基、C1~C12直链或支链的烷氧基、C1~C12 直链或支链的氟取代烷基、C3~C12的环烷基、苯基、氟、氯、溴、羟基、羧基、甲酯基、乙酯基、 丙酯基、氰基、硝基或甲酰基。
[0017] 进一步地，Ar表示杂芳基吡咯基、咪唑基、吲哚基、吡唑基和咔唑基时，其氮原子上 的取代基任意选自氢、C1~C12直链或支链的烷基、C3~C12的环烷基、芳基、対甲苯磺酰基、 苄基、乙酰基、苯甲酰基或叔丁氧酰基。
[0018]优选地，所述的芳卤类化合物为苯类、联苯类、萘类、蒽类、芘类、呋喃类、苯并呋喃 类、噻吩类、吡咯类、吲哚类、咔唑类、吡啶类、异恶唑类、吡唑类、咪唑类、恶唑类或噻唑类的 芳碘或芳溴，最优选的芳卤类化合物为芳基碘代物。
[0019] 进一步地，芳基卤代物、还原剂、碱和钯催化剂的摩尔比为1:(1~10):(1~10): (0.005~0.1)。
[0020] 进一步地，所述的一氧化碳的压力为常压，芳基卤代物与溶剂的重量比为1: (5~ 1000)〇
[0021] 进一步地，所述的钯催化剂包括但不限于钯纳米、钯粉、钯碳、醋酸钯、氯化钯、氢 氧化钯碳、三(二亚苄基丙酮)二钯、二苯腈氯化钯、二乙腈氯化钯或四氯钯酸钠。
[0022] 进一步地，所述的还原剂包括但不限于为三乙基硅烷、三乙氧基硅烷、聚甲基氢硅 氧烷、三异丙基硅烷、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]进一步地，所述的碱包括但不限于为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸 铯、醋酸钠、醋酸钾、醋酸铯、特戊酸铯、特戊酸钾、特戊酸钠、特戊酸锂、磷酸钾、磷酸氢钾、 磷酸氢二钾、磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸氢二钠、氟化钾、氟化铯、甲醇钠、乙醇钠，乙醇钾、叔丁 醇锂、叔丁醇钠、叔丁醇钾、四丁基氟化铵、四丁基醋酸铵、三乙胺或二异丙基乙胺中的一种 或几种。
[0024] 进一步地，所述的醇溶液包括但不限于为平均分子量为100~10000的聚乙二醇， 或平均分子量为100~10000的聚乙二醇水溶液，其中聚乙二醇与水的体积比为1: (〇~ 100)。
[0025] 3 ·有益效果
[0026] 相比于现有技术，本发明的有益效果为：
[0027] (1)本发明提供了一种在聚乙二醇或聚乙二醇的水溶液中无配体钯催化的芳卤与 常压一氧化碳的直接还原交叉偶联反应来制备芳醛的新方法，该方法具有无需配体和常压 反应的独特优势;反应无需配体且活性好;反应常压进行且选择性高；
[0028] (2)本发明提供的芳醛合成方法中，底物来源广泛且稳定;底物官能团相容性好且 底物的适用范围广;反应介质绿色且可以循环回收的优势，所述的方法简单易行，一步法直 接得到芳醛，在优化的反应条件之下，目标产品分离后收率高达92%，是一种通用、高效、经 济、环境友好的合成芳醛的方法；
[0029] (3)本发明的方法之所以能够在无配体和常温常压下进行，关键在于选择了聚乙 二醇为主体的溶剂，聚乙二醇在本反应中起了多重作用：反应的溶剂、还原剂和稳定剂，聚 乙二醇还原剂与稳定剂的作用可以使钯形成具有高催化活性的钯纳米催化剂，从而使反应 能在非常温和的条件下进行，并取得理想的催化效果。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
[0031] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本 发明提出的技术方案【具体实施方式】、特征及其功效，详细说明如后。
[0032] 实施例1
[0033] 化合物1:25mL反应瓶中依次加入醋酸钯(O.Olmmol)，碳酸钠(0.5mmol)，碳酸氢钠 (0 · 5mmol)，碘苯(0 · 5mmol)，三乙基硅烷（1 .Ommol)和聚乙二醇-400(2.0g)，并引入一个大 气压的一氧化碳。反应混合物在常温下反应24h。反应结束，加入饱和食盐水10mL，并用乙醚 萃取(10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率81%。
[0034] 实施例2
[0035] 化合物2:251111^反应瓶中依次加入钯纳米(0.011]11]1〇1)，碳酸钠(0.51111]1〇1)，碳酸氢钠 (0.5mmol)，4_异丙基碘苯(0.5mmol)，三乙基硅烷（1 .Ommol)和聚乙二醇_400(2.0g)，并引 入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在常温下反应24h。反应结束，加入饱和食盐水10mL， 并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率85%。
[0036] 实施例3
[0037] 化合物3:25mL反应瓶中依次加入氯化钯(0.0 lmmol)，特戊酸钾(0.5mmol)，碳酸氢 钠（0.51111]1〇1)，4-环己基鹏苯（0.51111]1〇1)，三乙基硅烷（1.01]11]1〇1)和聚乙二醇-400(1.(^)，并 引入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在常温下反应30h。反应结束，加入饱和食盐水 10mL，并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率88%。 [0038] 实施例4
[0039] 化合物4:25mL反应瓶中依次加入二乙腈氯化钯(O.Olmmol)，碳酸钠（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)，并引入一个大气压 的一氧化碳。反应混合物在常温下反应48h。反应结束，加入饱和食盐水10mL，并用乙醚萃取 (10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率80%。
[0040] 实施例5
[0041 ] 化合物5:25mL反应瓶中依次加入醋酸钯(0.01 mmo 1)，碳酸钠（1. Ommo 1)，碳酸氢钠 (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 一个大气压的一氧化碳。反应混合物在100 °C下反应36h。反应结束，加入饱和食盐水10mL， 并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率85%。
[0042] 实施例6
[0043] 化合物6:25mL反应瓶中依次加入醋酸钯(O.Olmmol)，碳酸氢钠（1 .Ommol)，4_碘苯 甲酸(0.5mmol)，三异丙基硅烷（1 .Ommol)和聚乙二醇_400(2.0g)，并引入一个大气压的一 氧化碳。反应混合物在常温下反应24h。反应结束，加入饱和食盐水10mL，并用乙醚萃取 (10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率71%。
[0044] 实施例7
[0045] 化合物7:25mL反应瓶中依次加入醋酸钯(O.Olmmol)，碳酸钠(0.5mmol)，碳酸氢钠 (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.(^)， 并引入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在常温下反应24h。反应结束，加入饱和食盐水 10mL，并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率83%。
[0046] 实施例8
[0047] 化合物8:25mL反应瓶中依次加入醋酸钯(0.01 mmo 1)，碳酸钠(0.5mmo 1)，碳酸氢钠 (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)，并引入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在常温下反应36h。反应结束，加入饱和 食盐水10mL，并用乙醚萃取（10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率 85%〇
[0048] 实施例9
[0049] 化合物9:25mL反应瓶中依次加入醋酸钯(0.01 mmo 1)，碳酸钠(0.5mmo 1)，碳酸氢钠 (0.5mmol)，4-鹏-1，1 '联苯(0· 5mmol)，三乙基硅烷（1 ·Ommol)和聚乙二醇-600(2·0g)，并引 入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在常温下反应36h。反应结束，加入饱和食盐水10mL， 并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率86%。
[0050] 实施例10
[0051] 化合物10:25mL反应瓶中依次加入醋酸钯(O.Olmmol)，碳酸钠(0.5mmol)，碳酸氢 钠(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 入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在60 °C下反应12h。冷却到室温，加入饱和食盐水 10mL，并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率80%。 [0052] 实施例11
[0053] 化合物11:25mL反应瓶中依次加入醋酸钯(O.Olmmol)，醋酸钠（1 .Ommol)，叔丁醇 钠（1.01111]1〇1)，4-碘苯腈(0.51]11]1〇1)，聚甲基氢硅氧烷（1.01]11]1〇1)和聚乙二醇-400(2.(^)，并 引入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在常温下反应24h。反应结束，加入饱和食盐水 10mL，并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率83%。 [0054] 实施例12
[0055] 化合物12:25mL反应瓶中依次加入醋酸钯(0.OOlmmol)，特戊酸钾（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 一个大气压的一氧化碳。反应混合物在常温下反应24h。反应结束，加入饱和食盐水10mL，并 用乙醚萃取(10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率65%。
[0056] 实施例13
[0057] 化合物13:25mL反应瓶中依次加入醋酸钯(0.Olmmol)，磷酸钠（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.(^)，并引入一个大气压 的一氧化碳。反应混合物在常温下反应12h。反应结束，加入饱和食盐水10mL，并用乙醚萃取 (10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率83%。
[0058] 实施例14
[0059] 化合物14:25mL反应瓶中依次加入醋酸钯(0 .Olmmol)，四丁基氟化铵（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)，并引入一个大 气压的一氧化碳。反应混合物在常温下反应12h。反应结束，加入饱和食盐水10mL，并用乙醚 萃取(10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率82%。
[0060] 实施例15
[0061] 化合物15:25mL反应瓶中依次加入醋酸钯(0.Olmmol)，碳酸钠（1 .Ommol)，4-碘P比 啶（0.5mmol)，三乙基硅烷（l.Ommol)和聚乙二醇-400(2.0g)，并引入一个大气压的一氧化 碳。反应混合物在l〇〇°C下反应24h。冷却到室温，加入饱和食盐水10mL，并用乙醚萃取（10mL X3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率72%。
[0062] 实施例16
[0063] 化合物16:25mL反应瓶中依次加入醋酸钯(O.Olmmol)，碳酸钠(0.5mmol)，碳酸氢 钠（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 一个大气压的一氧化碳。反应混合物在常温下反应24h。冷却到室温，加入饱和食盐水10mL， 并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率90%。
[0064] 实施例17
[0065] 化合物17:25mL反应瓶中依次加入三（二亚苄基丙酮）二钯（0.005mmol)，碳酸钠 (0.5mmol)，碳酸氢钠(0.5mmol)，3,5_二甲基鹏异恶唑(0.5mmol)，三乙基硅烷（1 .Ommol)和 聚乙二醇-400(2.0g)，并引入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在常温下反应24h。反应 结束，加入饱和食盐水10mL，并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析 分离得到产率88 %。
[0066] 实施例18
[0067] 化合物18:25mL反应瓶中依次加入钯碳(0 ·Olmmol)，碳酸钠(0 · 5mmol)，磷酸氢钠 (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 入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在80 °C下反应24h。冷却到室温，加入饱和食盐水 10mL，并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率89%。 [0068] 实施例19
[0069] 化合物19:25mL反应瓶中依次加入二苯腈氯化钯(0 · Olmmol )，碳酸钠(0 · 5mmol)， 碳酸氢钠（0.5謹〇1)，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)， 并引入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在室温下反应24h。反应结束，加入饱和食盐水 10mL，并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率80%。 [0070] 实施例20
[0071 ] 化合物20:25mL反应瓶中依次加入二苯腈氯化钯(0.005mmol)，碳酸钠（1 .Ommol)， 2,4_二碘恶唑（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 一个大气压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应24h。冷却到室温，加入饱和食盐水 10mL，并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率77%。 [0072] 实施例21
[0073] 化合物21:25mL反应瓶中依次加入氯化钯(O.Olmmol)，碳酸钠(1 .Ommol)，1_苄基- 2-碘噻唑（0.5mmol)，一苯基硅烷（1 .Ommol)和聚乙二醇-400(2.0g)，并引入一个大气压的 一氧化碳。反应混合物在常温下反应24h。反应结束，加入饱和食盐水10mL，并用乙醚萃取 (10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率89%。
[0074] 实施例22
[0075] 化合物22:25mL反应瓶中依次加入醋酸钯(O.Olmmol)，醋酸铯（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.(^)，并引入一个大 气压的一氧化碳。反应混合物在常温下反应24h。反应结束，加入饱和食盐水10mL，并用乙醚 萃取(10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率61%。
[0076] 实施例23
[0077] 化合物23:25mL反应瓶中依次加入醋酸化钯（O.Olmmol)，磷酸钠（1 .Ommol)，2_碘 P比略(〇.5mmol)，二苯基硅烷（1 .Ommol)和聚乙二醇-400(2.0g)，并引入一个大气压的一氧 化碳。反应混合物在80°C下反应24h。反应冷却到室温，加入饱和食盐水10mL，并用乙醚萃取 (10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率71%。
[0078] 实施例24
[0079] 化合物24:25mL反应瓶中依次加入氯化钯(0 .Olmmol)，四丁基醋酸铵（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)，并引入一个大 气压的一氧化碳。反应混合物在常温下反应24h。反应结束，加入饱和食盐水10mL，并用乙醚 萃取(10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率80%。
[0080] 实施例25
[0081] 化合物25:25mL反应瓶中依次加入醋酸钯(O.Olmmol)，碳酸钠(0.5mmol)，碳酸氢 钠(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)， 并引入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在常温下反应24h。反应结束，加入饱和食盐水 10mL，并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率86%。 [0082] 实施例26
[0083] 化合物26:25mL反应瓶中依次加入醋酸钯(O.Olmmol)，碳酸钠(0.5mmol)，碳酸氢 钠（0.5mmol)，1_环丙基-3-碘吲哚（0.5mmol)，三乙基硅烷（l.Ommol)和聚乙二醇-400 (2.0g)，并引入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在常温下反应24h。反应结束，加入饱和 食盐水10mL，并用乙醚萃取（10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率 85%〇
[0084] 实施例27
[0085] 化合物27:25mL反应瓶中依次加入醋酸钯(O.Olmmol)，碳酸钠(0.5mmol)，碳酸氢 钠（0 · 5mmol)，1-对甲苯磺酰基-3-碘吲噪（0 · 5mmol)，三乙基硅烷（1 · Ommol)和聚乙二醇-400(2.0g)，并引入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在常温下反应24h。反应结束，加入 饱和食盐水10mL，并用乙醚萃取（10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到 产率83%。
[0086] 实施例28
[0087] 化合物28:25mL反应瓶中依次加入醋酸钯(0 · Olmmol)，醋酸钠(0 · 5mmol)，磷酸钾 (0.5謹〇1)，1-乙酰基-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)， 并引入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在常温下反应24h。反应结束，加入饱和食盐水 10mL，并用乙醚萃取(10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率81%。 [0088] 实施例29
[0089] 化合物29:25mL反应瓶中依次加入醋酸钯（0 · 0lmmol)，碳酸钠（0 · 5mmol)，乙醇钠 (0 · 5mmo 1)，叔丁氧羰基保护的味唑碘化物(0 · 5mmo 1)，三乙基硅烷（1 · Ommo 1)和聚乙二醇-400(2.0g)，并引入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在常温下反应24h。反应结束，加入 饱和食盐水10mL，并用乙醚萃取（10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到 产率79%。
[0090] 实施例30
[0091 ] 化合物30:25mL反应瓶中依次加入醋酸钯(0 .Olmmol )，磷酸钠(0 · 5mmol )，碳酸氢 钠（0 · 5mmol)，1-苯甲酰基-4-碘吡唑（0 · 5mmol)，三乙基硅烷（1 · Ommol)和聚乙二醇-400 (2.0g)，并引入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在常温下反应24h。反应结束，加入饱和 食盐水10mL，并用乙醚萃取（10mLX3)，合并有机相，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率 87%〇
[0092]实施例1~30涉及具体芳醛的合成方法对应的实验结果列于表1:
[0093]表1无配体钯催化的芳醛的合成[a]
[0094]
[0095]
[0096]
[0097] [a]反应条件见实施例；[b]柱分离收率。
[0098] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，本发明中的各种钯催化剂 在聚乙二醇或其水溶液中，都能形成高活性的钯纳米催化剂，从而有利于反应的顺利进行； 碱是发生芳卤代物羰基化反应所必须的促进剂，利用的是其碱性中和掉反应形成的氢卤 酸，本发明给出的各种碱，都应能取得类似之效果;硅烷类的还原剂，利用的是硅-氢键的作 用，还原有机钯中间体，形成有机钯-氢关键物，从而使反应顺利形成产品芳醛，本发明提供 的具有还原性的氢硅烷都应能取得上述实施例中的效果;芳基卤代物发生反应的化学键是 碳-卤键，而其芳环上的取代基影响的是芳环的电子云密度大小以及反应时的空间位阻大 小，即取代基的修饰只是一定程度上影响反应，不对反应的发生起决定作用。任何熟悉本专 业的技术人员不难理解，在不脱离本发明技术方案范围内，当可进行变动或修饰得到相应 的实施例，例如对于所述的取代基可在本发明范围内进行替换、改变或修饰，均可以实现本 发明方法。但凡是未脱离本发明技术方案的宗旨，依据本发明的对以上实施例所作的任何 修改、修饰或等同与等效的变化，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1. 一种常压下钯催化合成芳醛的方法，其特征在于：以醇溶液为溶剂，在碱和还原剂的 作用下，钯催化剂催化芳基卤代物与一氧化碳直接还原交叉偶联反应，制得芳醛，反应通式 表示如下：式中：X=I或Br; Ar-X表示芳基或杂芳基的芳基卤代物;Ar表示的芳基为取代或非取代的苯基、联苯基、 萘基、蒽基、菲基或芘基;Ar表示的杂芳基为含N，0或S的五至十三元环的杂芳基，其中，偶联 反应温度为20~200 °C，反应时间为0.5~60小时。2. 根据权利要求1所述的一种常压下钯催化合成芳醛的方法，其特征在于:所述的杂芳 基为呋喃基、苯并呋喃基、噻吩基、吡咯基、吲哚基、咔唑基、吡啶基、异恶唑基、吡唑基、咪唑 基、恶唑基或噻唑基。3. 根据权利要求1所述的一种常压下钯催化合成芳醛的方法，其特征在于:所述的Ar上 的取代基单取代或多取代芳环上的氢，所述的取代基任意选自氢、Cl~C12直链或支链的烷 基、Cl~C12直链或支链的烷氧基、Cl~C12直链或支链的氟取代烷基、C3~C12的环烷基、苯 基、氟、氯、溴、羟基、羧基、甲酯基、乙酯基、丙酯基、氰基、硝基或甲酰基。4. 根据权利要求2所述的一种常压下钯催化合成芳醛的方法，其特征在于:Ar表示杂芳 基吡咯基、咪唑基、吲哚基、吡唑基和咔唑基时，其氮原子上的取代基任意选自氢、Cl~C12 直链或支链的烷基、C3~C12的环烷基、芳基、対甲苯磺酰基、苄基、乙酰基、苯甲酰基或叔丁 氧酰基。5. 根据权利要求1所述的一种常压下钯催化合成芳醛的方法，其特征在于：芳基卤代 物、还原剂、碱和钯催化剂的摩尔比为1:(1~10):(1~10) :(0.005~0.1)。6. 根据权利要求1所述的一种常压下钯催化合成芳醛的方法，其特征在于:所述的一氧 化碳的压力为常压，芳基卤代物与溶剂的重量比为1: (5~1000)。7. 根据权利要求1所述的一种常压下钯催化合成芳醛的方法，其特征在于:所述的钯催 化剂为钯纳米、钯粉、钯碳、醋酸钯、氯化钯、氢氧化钯碳、三(二亚苄基丙酮)二钯、二苯腈氯 化钯、二乙腈氯化钯或四氯钯酸钠。8. 根据权利要求1或7所述的一种常压下钯催化合成芳醛的方法，其特征在于:所述的 还原剂为二乙基硅烷、二乙氧基硅烷、聚甲基氣硅氧烷、二异丙基硅烷、^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. 根据权利要求1或5所述的一种常压下钯催化合成芳醛的方法，其特征在于:所述的 碱为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸铯、醋酸钠、醋酸钾、醋酸铯、特戊酸铯、特戊 酸钾、特戊酸钠、特戊酸锂、磷酸钾、磷酸氢钾、磷酸氢二钾、磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸氢二钠、 氟化钾、氟化铯、甲醇钠、乙醇钠，乙醇钾、叔丁醇锂、叔丁醇钠、叔丁醇钾、四丁基氟化铵、四 丁基醋酸铵、三乙胺或二异丙基乙胺中的一种或几种。10. 根据权利要求1所述的一种常压下钯催化合成芳醛的方法，其特征在于:所述的醇 溶液为平均分子量为100~10000的聚乙二醇，或平均分子量为100~10000的聚乙二醇水溶 液，其中聚乙二醇与水的体积比为1: (0~10 0)。
【文档编号】C07D231/12GK106008346SQ201610446905
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】韩维, 周青
【申请人】南京师范大学