一种铜催化合成芳烃或杂环三氟甲基酮的方法
【专利摘要】本发明公开了一种铜催化合成芳烃或杂环三氟甲基酮的方法：以氧化亚铜或硫化亚铜为催化剂，以芳烃或杂环重氮盐和三氟丙酮酸烷基酯为原料，在二甲基亚砜和二氯甲烷的混合溶剂中，室温下搅拌1~16小时，反应结束后后处理反应液得到芳烃或杂环三氟甲基酮化合物。本发明的合成方法具有催化剂价廉易得且毒性小，反应条件温和、原料易得，操作简便，官能团普适性好等优点。
【专利说明】
一种铜催化合成芳烃或杂环三氟甲基酮的方法
技术领域
[0001] 本发明属于有机氟化学合成领域，具体涉及一种铜催化合成芳烃或杂环三氟甲基 酮的方法。
【背景技术】
[0002] 三氟甲基由于具有强吸电子性和高亲酯性，因此含三氟甲基化合物表现出许多非 常独特的物理性质和化学性质。往分子中引入三氟甲基后，会明显的改变分子的极性、降低 PKa值和提高膜通透性，同时也影响了分子的代谢途径和药代动力学特征。含三氟甲基化合 物在医药、农药以及材料领域中得到了广泛的应用。其中三氟甲基酮化合物表现出显著的 抑制各种酯酶和蛋白酶的活性，也是一类重要的医药中间体。构建含三氟甲基酮化合物具 有重要的理论研究意义，也具有经济价值。然而，现有的合成方法，存在着反应条件苛刻，步 骤繁琐，试剂昂贵，底物范围窄等缺点。因此发明一种利用简单易得的、廉价的原料合成芳 烃或杂环三氟甲基酮化合物的方法，是有机氟化学的研究热点之一。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种铜催化合成芳烃(杂环)三氟甲基酮的方法，该法原料 廉价易得，产率普遍较高，官能团的适应性很好，且其反应操作简便，具有良好的工业应用 前景。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0005] 一种铜催化合成芳烃或杂环三氟甲基酮的方法，以氧化亚铜或硫化亚铜为催化 剂，以三氟丙酮酸烷基酯和芳烃重氮盐或杂环重氮盐为原料，在二甲基亚砜和二氯甲烷的 混合溶剂中，反应制得芳烃或杂环三氟甲基酮；所述的芳烃重氮盐的结构式为：
;所述的杂环重氮盐的结构式为
[0006] 所述的芳烃重氮盐结构式中的芳环部分为下述式1-式25中的任意一种：
所述的杂环重氮盐结构式中的杂环部分为下述式26-式30中的任意一种：
[0007] 所述的三氟丙酮酸烷基酯为三氟丙酮酸甲酯或三氟丙酮酸乙酯。
[0008] 催化剂、芳烃或杂环重氮盐、混合溶剂以及三氟丙酮酸烷基酯的摩尔比为0.1-1: 0.4-4:0.8-8:1.2-12〇
[0009] 优选的，催化剂、芳烃或杂环重氮盐、混合溶剂以及三氟丙酮酸烷基酯的摩尔比为 0.1:0.4:0.8:1.2〇
[0010] 所述的二甲基亚砜和二氯甲烷的混合溶剂中，二甲基亚砜和二氯甲烷的体积比 为：卜3:卜50〇
[0011]具体步骤如下:在氮气气氛中，向带有磁力搅拌装置的容器中加入催化剂、芳烃或 杂环重氮盐、三氟丙酮酸烷基酯和混合溶剂，混合均匀后关好塞子，将其放入室温下继续搅 拌1-16小时，用乙醚萃取，合并有机相，用蒸馏水洗涤3次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤， 然后旋蒸除去有机溶剂;得到的粗产物通过硅胶柱层析，以正戊烷为洗脱剂进行洗脱，得到 芳烃或杂环三氟甲基酮产物。
[0012] 本发明的有益效果在于： 本发明以廉价易得的芳烃（杂环）重氮盐、三氟丙酮酸甲酯或三氟丙酮酸乙酯等为原 料，以氧化亚铜或硫化亚铜为催化剂合成芳烃(杂环)三氟甲基酮，得到普遍较高的产率，官 能团的适应性很好，且其反应操作简便，具有良好的工业应用前景。
【具体实施方式】
[0013] 为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合【具体实施方式】对本发明所述的技术 方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
[0014] 实施例1 在氮气气氛中，在一个反应器中放入聚四氟乙烯磁石一粒，加入0.4 mmol苯重氮四氟 硼酸盐，0.1謹〇1氧化亚铜，1 mL二氯甲烧，0.8謹〇1二甲基亚砜，最后加入1.2 mmol三 氟丙酮酸乙酯，在密闭体系中25 °C搅拌反应16 h后，用乙醚萃取3次，每次10 mL，合并有机 相，用蒸馏水洗涤3次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤，然后旋蒸除去有机溶剂;得到的粗 产物通过硅胶柱层析，以正戊烷为洗脱剂进行洗脱，得到α，α，α-三氟苯乙酮（分离产率 86%)。咕 NMR (400 MHz, CDC13) δ 8.10 (dd，/= 7.5，1.1 Hz, 2Η)，7.77 - 7.71 (m， 1H)，7.61 - 7.54 (m，2H);19F MMR (376 MHz, CDC13) δ -71.46 (s);GC-MS m/z 174 (M+)〇
[0015] 实施例2 在氮气气氛中，在一个反应器中放入聚四氟乙烯磁石一粒，加入0.4 mmol对甲基苯重 氮四氟硼酸盐，0.1 mmol氧化亚铜，1 mL二氯甲烧，0.8 mmol二甲基亚砜，最后加入1.2 mmol三氟丙酮酸乙酯，在密闭体系中25 °C搅拌反应16 h后，用乙醚萃取3次，每次10 mL， 合并有机相，用蒸馏水洗涤3次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤，然后旋蒸除去有机溶剂； 得到的粗产物通过硅胶柱层析，以正戊烷为洗脱剂进行洗脱，得到4_(三氟乙酰基）甲苯(分 离产率86%)</Η NMR (400 MHz, CDC13) δ 7.99 (d，/= 7.8 Hz, 2H), 7.36 (d，/ = 8.1 Hz, 2H)，2.48 (s，3H);19F NMR (376 MHz, CDCh) δ -71.37 (s);GC-MS m/z 188 (M+)〇
[0016] 实施例3 在氮气气氛中，在一个反应器中放入聚四氟乙烯磁石一粒，加入0.4 mmol 3,4-二甲氧 基苯重氮四氟硼酸盐，0.1 mmol氧化亚铜，1 mL二氯甲烧，0.8 mmol二甲基亚砜，最后加 入1.2 mmol三氟丙酮酸乙酯，在密闭体系中25 °C搅拌反应16 h后，用乙醚萃取3次，每次 10 mL，合并有机相，用蒸馏水洗涤3次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤，然后旋蒸除去有机 溶剂;得到的粗产物通过硅胶柱层析，以正戊烷为洗脱剂进行洗脱，得到1-(3,4_二甲氧苯 基)-2,2,2-三氟乙酮(分离产率85%)</Η NMR (400 MHz, CDC13) δ 7.73 (d, /= 8.6 Hz, 1H), 7.57 (d, /= 1.7 Hz, 1H), 6.96 (d, /= 8.6 Hz, 1H), 3.99 (s, 3H), 3.95 (s，3H);19F NMR (376 MHz, CDC13) δ -70.48 (s);GC-MS m/z 234 (M+)。
[0017] 实施例4 在氮气气氛中，在一个反应器中放入聚四氟乙烯磁石一粒，加入0.4 mmol 3,5-二甲基 苯重氮四氟硼酸盐，0.1 mmol氧化亚铜，1 mL二氯甲烧，0.8 mmol二甲基亚砜，最后加入 1.2 mmol三氟丙酮酸乙酯，在密闭体系中25 °C搅拌反应16 h后，用乙醚萃取3次，每次10 mL，合并有机相，用蒸馏水洗涤3次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤，然后旋蒸除去有机溶 剂;得到的粗产物通过硅胶柱层析，以正戊烷为洗脱剂进行洗脱，得到3 '，5 二甲基-2，2， 2_三氟苯乙酮（分离产率82%),Η MMR (400 MHz, CDC13) δ 7.70 (s, 2H), 7.36 (s, 1Η), 2.43 (d, /= 0.6 Hz, 6H);19F NMR (376 MHz, CDC13) δ -71.23 (s);GC-MS m/z 202 (M+)〇
[0018] 实施例5 在氮气气氛中，在一个反应器中放入聚四氟乙烯磁石一粒，加入0.4 mmol 4-苯基苯重 氮四氟硼酸盐，0.1 mmol氧化亚铜，1 mL二氯甲烧，0.8 mmol二甲基亚砜，最后加入1.2 mmol三氟丙酮酸乙酯，在密闭体系中25 °C搅拌反应16 h后，用乙醚萃取3次，每次10 mL， 合并有机相，用蒸馏水洗涤3次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤，然后旋蒸除去有机溶剂； 得到的粗产物通过硅胶柱层析，以正戊烷为洗脱剂进行洗脱，得到4 苯基-2，2，2-三氟苯 乙酮（分离产率88%),Η MMR (400 MHz, CDC13) δ 8.19 (d, /= 8.0 Hz, 2H), 7.80 (dd, /= 8.4, 1.4 Hz, 2H), 7.68 (dd, /= 6.7, 1.4 Hz, 2H), 7.54 (dd, / = 10.7，3.8Hz，2H)，7.48(dd，/=9.6，4.0Hz，lH);19FNMR(376 MHz，CDCl3)S-71.32 (s)；GC-MS m/z 250 (M+)〇
[0019] 实施例6 在氮气气氛中，在一个反应器中放入聚四氟乙稀磁石一粒，加入0.4 mmol 3,4,5-三甲 氧基苯重氮四氟硼酸盐，0.1 mmol氧化亚铜，1 mL二氯甲烧，0.8 mmol二甲基亚砜，最后 加入1.2 mmol三氟丙酮酸乙酯，在密闭体系中25 °C搅拌反应16 h后，用乙醚萃取3次，每 次10 mL，合并有机相，用蒸馏水洗涤3次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤，然后旋蒸除去有 机溶剂;得到的粗产物通过硅胶柱层析，以正戊烷为洗脱剂进行洗脱，得到3'4'5'_三甲氧 基-2,2,2-三氟苯乙酮（分离产率78%),Η MMR (400 MHz, CDC13) δ 7.33 (d, /= 0.8 Hz, 2H), 3.99 (s, 3H), 3.94 (s, 6H)；19F NMR (376 MHz, CDC13) δ -70.52 (s)；GC-MS m/z 264 (M+)〇
[0020] 实施例7 在氮气气氛中，在一个反应器中放入聚四氟乙烯磁石一粒，加入0.4 mmol 4-甲氧基苯 重氮四氟硼酸盐，0.1 mmol氧化亚铜，1 mL二氯甲烧，0.8 mmol二甲基亚砜，最后加入1.2 mmol三氟丙酮酸乙酯，在密闭体系中25 °C搅拌反应16 h后，用乙醚萃取3次，每次10 mL， 合并有机相，用蒸馏水洗涤3次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤，然后旋蒸除去有机溶剂； 得到的粗产物通过硅胶柱层析，以正戊烷为洗脱剂进行洗脱，得到4 ' -甲氧基-2，2，2-三氟 苯乙酮（分离产率88%)</Η NMR (400 MHz, CDC13) δ 8.09 (d, /= 8.3 Hz, 2H), 7.03 (d, /= 9.0 Hz, 2H), 3.94 (s, 3H);19F NMR (376 MHz, CDC13) δ -71.01 (s);GC-MS m/z 204 (M+)〇
[0021] 实施例8 在氮气气氛中，在一个反应器中放入聚四氟乙烯磁石一粒，加入0.4 mmol 2-萘重氮四 氟硼酸盐，0.1 _〇1氧化亚铜，1 mL二氯甲烧，0.8 mmol二甲基亚砜，最后加入1.2 mmol 三氟丙酮酸乙酯，在密闭体系中25 °C搅拌反应16 h后，用乙醚萃取3次，每次10 mL，合并有 机相，用蒸馏水洗涤3次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤，然后旋蒸除去有机溶剂;得到的 粗产物通过硅胶柱层析，以正戊烷为洗脱剂进行洗脱，得到1-(2-萘基)-2，2，2-三氟乙酮 (分离产率75%)</Η NMR (400 MHz, CDC13) δ 8.62 (s，1H)，8.07 (dd，/= 8.7，1.1 Hz, 1H), 8.01 (dd, /= 8.2, 0.6 Hz, 1H), 7.95 (d, /= 8.8 Hz, 1H), 7.90 (dd, /= 8.2, 0.4 Hz, 1H), 7.69 (ddd, /= 8.2, 6.9, 1.3 Hz, 1H), 7.61 (ddd, / = 8.1，6.9，1.3 Hz, 1H);19F 匪R (376 MHz, CDC13) δ -70.74 (s);GC-MS m/z 224 (M + )〇
[0022] 实施例9 在氮气气氛中，在一个反应器中放入聚四氟乙烯磁石一粒，加入0.4 mmol 4-碘苯重氮 四氟硼酸盐，0.1謹〇1氧化亚铜，1 mL二氯甲烧，0.8 mmol二甲基亚砜，最后加入1.2 mmol三氟丙酮酸乙酯，在密闭体系中25 °C搅拌反应16 h后，用乙醚萃取3次，每次10 mL， 合并有机相，用蒸馏水洗涤3次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤，然后旋蒸除去有机溶剂； 得到的粗产物通过硅胶柱层析，以正戊烷为洗脱剂进行洗脱，得到4 碘-2，2，2-三氟苯乙 酮（分离产率66%)</Η MMR (400 MHz, CDC13) δ 7.99 - 7.93 (m，2H), 7.79 (d，/ = 7.9 Hz, 2H);19F NMR (376 MHz, CDC13) δ -71.56 (s);GC-MS m/z 300 (M+)。
[0023] 实施例10 在氮气气氛中，在一个反应器中放入聚四氟乙烯磁石一粒，加入0.4 mmol 2-甲氧基-5-四氟硼酸重氮吡啶，0.1 mmol氧化亚铜，1 mL二氯甲烧，0.8 mmol二甲基亚砜，最后加 入1.2 mmol三氟丙酮酸乙酯，在密闭体系中25 °C搅拌反应16 h后，用乙醚萃取3次，每次 10 mL，合并有机相，用蒸馏水洗涤3次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤，然后旋蒸除去有机 溶剂;得到的粗产物通过硅胶柱层析，以正戊烷为洗脱剂进行洗脱，得到2，2，2-三氟-1-[3-(6-甲氧基）吡啶基]乙酮（分离产率 54%),Η MMR (400 MHz, CDC13) δ 8.94 (s, 1H), 8.23 (d, /= 8.9 Hz, 1H), 6.89 (d, /= 8.9 Hz, 1H), 4.08 (s, 3H)；19F NMR (376 MHz, CDCls) δ -71.85 (s)；GC-MS m/z 205 (M+)〇
[0024] 实施例11 在氮气气氛中，在一个反应器中放入聚四氟乙烯磁石一粒，加入0.4 mmol 2-氯-3-甲 基-5-四氟硼酸重氮吡啶，0.1 mmol氧化亚铜，1 mL二氯甲烧，0.8 mmol二甲基亚砜，最后 加入1.2 mmol三氟丙酮酸乙酯，在密闭体系中25 °C搅拌反应16 h后，用乙醚萃取3次，每 次10 mL，合并有机相，用蒸馏水洗涤3次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤，然后旋蒸除去有 机溶剂;得到的粗产物通过硅胶柱层析，以正戊烷为洗脱剂进行洗脱，得到1_(6'_氯-5'-甲 基-3'-吡啶基)-2,2,2-三氟乙酮（分离产率30%)</Η NMR (400 MHz, CDC13) δ 8.90 (s, 1Η), 8.20 (s, 1Η), 2.52 (s, 3H)</9F NMR (376 MHz, CDC13) δ -72.39 (shGC-MS m/ z 223 (M+)〇
[0025] 实施例12 在氮气气氛中，在一个反应器中放入聚四氟乙烯磁石一粒，加入0.4 mmol 2-(2'_苯并 噻吩）-3-甲基-5-四氟硼酸重氮吡啶，0.1 mmol氧化亚铜，1 mL二氯甲烧，0.8 mmol二甲 基亚砜，最后加入1.2 mmol三氟丙酮酸乙酯，在密闭体系中25 °C搅拌反应16 h后，用乙醚 萃取3次，每次10 mL，合并有机相，用蒸馏水洗涤3次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤，然后 旋蒸除去有机溶剂;得到的粗产物通过硅胶柱层析，以正戊烷为洗脱剂进行洗脱，得到Ια'-(2' 苯并噻吩 )-5'_甲基-3'-吡啶基 )-2,2,2_三氟乙酮(分离产率50%) NMR (400 MHz, CDC13) δ 9.17 (s, 1Η), 8.22 (d, /= 0.6 Hz, 1H), 7.95 (s, 1H), 7.94 -7.86 (m, 2H), 7.52 - 7.34 (m, 2H), 2.82 (s, 3H)〇19F NMR (376 MHz, CDC13) δ -72.07 (s)〇GC-MS m/z 321 (M+)〇
[0026]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与 修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【主权项】
1. 一种铜催化合成芳烃或杂环三氟甲基酮的方法，其特征在于：以氧化亚铜或硫化亚 铜为催化剂，以三氟丙酮酸烷基酯和芳烃重氮盐或杂环重氮盐为原料，在二甲基亚砜和二 氯甲烷的混合溶剂中，反应制得芳烃或杂环三氟甲基酮;所述的芳烃重氮盐的结构式为：;所述的杂环重氮盐的结构式为：2. 根据权利要求1所述的一种铜催化合成芳烃或杂环三氟甲基酮的方法，其特征在于： 所述的芳经重氮盐结构式中的芳环部分为下述式I -式25中的任意一种：所述的杂环重氮盐结构式中的杂环部分为下述式26-式30中的任意一种：3. 根据权利要求1所述的一种铜催化合成芳烃或杂环三氟甲基酮的方法，其特征在于： 所述的三氟丙酮酸烷基酯为三氟丙酮酸甲酯或三氟丙酮酸乙酯。4. 根据权利要求1所述的一种铜催化合成芳烃或杂环三氟甲基酮的方法，其特征在于： 催化剂、芳烃或杂环重氮盐、混合溶剂以及三氟丙酮酸烷基酯的摩尔比为0.1-1 :〇. 4-4: 0.8-8:1.2-12〇5. 根据权利要求4所述的一种铜催化合成芳烃或杂环三氟甲基酮的方法，其特征在于： 催化剂、芳烃或杂环重氮盐、混合溶剂以及三氟丙酮酸烷基酯的摩尔比为0.1:0.4:0.8: 1.2〇6. 根据权利要求1所述的一种铜催化合成芳烃或杂环三氟甲基酮的方法，其特征在于： 所述的二甲基亚砜和二氯甲烷的混合溶剂中，二甲基亚砜和二氯甲烷的体积比为：1-3:1-50 〇7. 根据权利要求1所述的一种铜催化合成芳烃或杂环三氟甲基酮的方法，其特征在于： 具体步骤如下:在氮气气氛中，向带有磁力搅拌装置的容器中加入催化剂、芳烃或杂环重氮 盐、三氟丙酮酸烷基酯和混合溶剂，混合均匀后关好塞子，将其放入室温下继续搅拌1-16小 时，用乙醚萃取，合并有机相，用蒸馏水洗涤3次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤，然后旋蒸 除去有机溶剂;得到的粗产物通过硅胶柱层析，以正戊烷为洗脱剂进行洗脱，得到芳烃或杂 环三氟甲基酮产物。
【文档编号】C07C49/80GK106045836SQ201610493675
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】翁志强, 吴伟, 张云霄, 田沁丽
【申请人】福州大学