手性和非手性pcn钳形钯化合物及合成方法和用途的制作方法

专利名称：手性和非手性pcn钳形钯化合物及合成方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明属于有机化合物的合成及应用技术领域，涉及非手性和手性PCN 钳形钯化合物的合成及其在催化Suzuki反应中的应用。
技术背景常见的钳形钯化合物由一个钳形的Y，C，Y型三齿配体和金属中心组成，其 中Y为中性双电子给体，如Y-NR2、 PR2、 OPR2、 =NR、 SR，两个给体相 同且位于钯原子的两侧，C代表芳基碳负离子的碳原子，化合物中一般至少 含一个Pd-Ccj键，同时存在两个相同的五元，少数为六元金属螯合环。我们 称此类化合物为对称的钳形钯化合物，根据配体与钯直接配位或成键的原子 种类，钳形钯化合物有PCP、 NCN、 SCS等类型。由于分子中金属-碳d键的 存在，该类化合物通常情况下对空气、水分以及热的稳定性非常高，金属不 易从配体中解离出来；另外，钳形配体的结构容易修饰，例如改变给体原子 及其所带R基团可以调控配体的电子及空间效应，苄基碳原子或给体Y处可 引入手性，芳环上还可联结多种活性基团(通常在钯的对位)。自1976年 Moiilton和Shaw报道了第一个PCP钳形金属化合物的合成后，人们对新颖钳形金属化合物的合成、结构、反应以及应用的兴趣迅速增长，尤其是最近几年，在应用方面取得了一些显著的进展(参考文献(a)Albrecht,M.;vanKoten， G. ~證CA謹.，嵐M 2001,哉3750. (b) van der Boom, M. E.; Milstein， D. C7zew i ev. 2003, M3， 1759. (c) Peris, E.; Crabtree, R. H. Ozew. i ev. 2004，风2239. (d) Dupont,丄；Co歸rti， C. S.; Spencer, J. C7^w i ev. 2005,節，2527. (e) Pugh, D.; Danopoulos， A. A. C7ze附.i e v. 2007, 610)，在均相催化领域，形式多样的芳基PCP、NCN、SCS钳形金属化合物被成功地用于Kharasch 加成、烷烃脱氢反应、Suzuki反应、酮的氢转移反应(Hydrogen transfer reaction)、 Heck反应、Michael加成反应、Diels-Alder反应等。钳形钯化合物 中，如果两个直接与钯配位的给体原子Y或者两个金属螯合环的大小不再相 同，我们称此类化合物为非对称的钳形钯化合物。由于不同给体的配位特性 具有明显差异，将两种不同的给体同时引入钳形配体中，有可能使得钳形钯 化合物的物理化学性质发生显著的改变，从而提高其在催化反应时的活性或 立体选择性。到目前为止，关于非对称钳形钯化合物的合成及其应用的研究 工作还很少见，Dupoiit研究组通过杂原子取代炔烃的氯钯化反应合成了一些 特殊的非手性PCN和SCN钳形钯化合物，其中的C为烯基而非常见的芳基 碳负离子，并对其催化活性进行了研究(参考文献(a)Rosa，G. R.;Ebeling，G.;Dupont，丄；Monteiro, A. L. 一to/s 2003,风2894. (b) Co腦rti， C. S.; Ebeling， G.; Flores, F. R. Rominger, F.; Dupont， J. 》仇C她/. 2004,锡，617. (c) Rosa, G. R.; Rosa, C. H.; Rominger, F.; Dupont， J.; Monteiro， A. L. /"org. CTn'm.2006, "9, 1947)，结果发现PCN钳形钯化合物能够催化廉价易得的氯代 芳烃与芳基硼酸的Suzuki偶联反应，尽管反应的催化剂用量较大(lmol%)、 温度较高(130°C)，但偶联产物的产率较高，例如氯苯与2-甲基苯基硼酸偶 联的产率可达到98%，对甲氧基氯苯与2-甲基苯基硼酸的偶联产率也可达到 80%。 2006年，Motoyama研究组采用氧化加成法合成了首例非对称的手性 PCNf甘幵多钯(参考文南犬Motoyama, Y.; Shimozono， K.; Nishiyama，K. /"org. C7i/m.2006, 359, 1725)。钳形钯化合物的合成方法通常有(见下式)(1)基于 配体C-H键活化的直接金属化反应，(2)氧化加成反应，(3)金属转移反应，这三种经典的合成方法均是先合成需要的配体，最后一步通过金属化反应生 成金属-碳cj键，同时形成两个金属螯合环，其中以配体C2位的C-H键活化(第一种方法)由于不需要预先引入卤素或其他金属原子而最为方便、实用。<formula>formula see original document page 6</formula>方法1中X二H;方法2中X-Cl,Br,I等；方法3中X-Li, SiR3, SnR3,Hg等联芳类化合物是极为重要的有机原料，广泛用作药物、染料、农用化学品、 添加剂、表面活性剂、纺织助剂、螯合剂以及聚合物、阻燃剂等的生成，应 用领域非常广泛，随着我国工业与经济的发展，各相关行业对联芳类化合物 的需求量将会越来越大。而钯催化下，各种卤代芳烃与芳基硼酸的Suzuki偶 联反应则是合成联芳类化合物最有效的方法之一。发明内容鉴于非对称钳形钯化合物如PCN钳形钯化合物的合成及其应用的研究工 作还很少见，为了增加该类化合物的种类，开拓其应用领域，本发明的目的 是提供非手性或手性PCN钳形钯化合物。本发明的另一个目的是提供一种非手性或手性PCN钳形钯化合物的合成 方法，该方法采用"一锅煮"的膦化/钯化反应，由含氮杂环的间羟基苯类化 合物进行膦化反应后在反应液中直接加入钯盐进一步反应，毋须分离不稳定 的PCN配体，并成功地实现了配体的C2位C-H键活化，从而简化了合成步骤，使得操作简便易行、产物收率高。本发明的另一个目的是提供一种非手性PCN钳形钯化合物在Suzuki反应中用作催化剂，催化反应时，使用廉价易得的碱、反应溶剂毋须处理、催化 效果良好。本发明的技术方案是以下述方式实现的 非手性的PCN钳形钯化合物为以下通式1所示的化合物<formula>formula see original document page 8</formula>Rffi式l 其中R为烷基或氢；R'为垸基或芳基。手性的PCN钳形钯化合物为以下通式2所示的化合物通式2 其中&、 R2、 R'为垸基或芳基。所说的烷基优选为含有l-6个碳原子的垸基；芳基为苯基、对甲苯基或对 甲氧基苯基。l-6个碳原子的烷基为甲基、乙基、异丙基、叔丁基或环己基等。 所述的非手性PCN钳形钯化合物的合成方法是将非手性的间羟基口比唑甲基苯类化合物，在有机溶剂中、碱存在下与二烃基氯化膦回流反应，再与钯盐回流反应，分离纯化即得产品；其中碱为三乙胺或DMAP;有机溶剂为 甲苯、二氧六环或THF;钯盐为氯化钯或Pd(COD)Cl2。所述的手性PCN钳形钯化合物的合成方法是将手性的间羟基咪唑啉基苯类化合物，在有机溶剂中、碱存在下与二烃基氯化膦回流反应，再与钯盐回流反应，分离纯化即得产品；其中碱为三乙胺或DMAP;有机溶剂为甲苯、 二氧六环或THF;钯盐为氯化钯或Pd(COD)Cl2。所述的非手性PCN钳形钯化合物的合成方法，其碱、二烃基氯化膦以及 钯盐的摩尔用量均为非手性的间羟基吡唑甲基苯类化合物摩尔用量的1-1.5倍。所述的手性PCN钳形钯化合物的合成方法，其碱、二烃基氯化膦以及钯 盐的摩尔用量均为手性的间羟基咪唑啉基苯类化合物摩尔用量的1-1.5倍。所述的非手性PCN钳形钯化合物或手性PCN钳形钯化合物的合成方法， 其非手性的间羟基吡唑甲基苯类化合物或手性的间羟基咪唑啉基苯类化合物 在碱存在下与二烃基氯化膦回流反应的时间为4-8小时；加入钯盐后，继续回 流反应的时间为12-20小时。所述的非手性PCN钳形钯化合物在催化卤代芳烃和苯基硼酸的Suzuki偶 联反应，生成联芳类化合物中的应用。其中间羟基吡唑甲基苯类化合物的结构用下面通式3表示，手性的间羟 基咪唑啉基苯类化合物的结构用下面通式4表示；通式3 通式4制备联芳类化合物采用以下步骤将非手性的PCN钳形钯化合物催化剂、碱、卤代芳烃、苯基硼酸加入到溶剂中，在氮气保护下，于40-100"C反应24-48 小时，反应完毕，降至室温，萃取，干燥，浓縮，纯化即得产品。 所述卤代芳烃为下列通式的化合物Aryl—XR为H、 CH3、 CH30或N02; X为Br或Cl非手性PCN钳形钯化合物的摩尔用量为卤代芳烃摩尔用量的0.1%-1%;卤 代芳烃、苯基硼酸、碱的摩尔比为l丄2:2;碱为磷酸钾或碳酸钾；溶剂为甲 苯或DMF。本发明的积极效果是采用"一锅煮"的膦化/钯化反应合成得到了一系列非手性或手性PCN钳 形钯化合物。该非手性或手性PCN钳形钯化合物由含氮杂环的间羟基苯类化 合物进行膦化反应后在反应液中直接加入钯盐进一步反应，毋须分离不稳定 的PCN配体，并成功地实现了配体的C2位C-H键活化，简化了合成步骤， 使得操作简便易行、产物收率高，为手性和非手性PCN钳形钯化合物的合成 提供了新的途径。本发明还提供了非手性PCN钳形钯化合物的用途，可用于 催化卤代芳烃和苯基硼酸的Suzuki偶联反应，生成联芳类化合物，催化反应 时，使用廉价易得的碱、反应溶剂毋须处理、催化效果良好。
具体实施方式
下面结合实例来进一步描述本发明惰性气体保护下，间羟基苄基溴和吡唑或吡唑衍生物在碱作用下，于二氧六环或THF中加热回流反应l-3天后，加水停止反应，调节PH值至6左右，萃取，干燥，浓縮，重结晶或薄层层析分离得到间羟基吡唑甲基苯类化合物。
参照文献(Hao, X. Q.; Gong, J. F.; Du， C. X; Wu, L. Y.; Wu, Y. J.; Song, M. P. r"ra/2eA朋2006, 47， 5033)所述的方法制备手性的间羟基咪唑啉基苯类 化合物。具体方法是向手性氨基醇和三乙胺的四氢呋喃溶液中，加入间(乙 酰氧基)苯甲酰氯的四氢呋喃溶液，室温下搅拌反应，过滤除去不溶物，蒸 去四氢呋喃，用丙酮溶解，柱层析分离得产品间(乙酰氧基)苯甲酰氨基醇。 将酰氨基醇在亚硫酰氯中回流，然后蒸去过量的亚硫酰氯，溶于乙醚，过滤， 加入三乙胺和芳香胺或脂肪胺，室温搅拌，然后加入氢氧化钠的水溶液，萃 取，干燥，浓縮，薄层层析分离即得手性的间羟基咪唑啉基苯类化合物。
实例一2-(3，5-二甲基吡唑-l-基甲基)-6-(二苯基膦氧)苯基氯化钯(II)的合
成
在装有搅拌回流装置的50 mL三口瓶中，分别加入1-(3,5-二甲基吡唑-1-基甲基)-3-羟基苯(202 mg， l.Ommol) 、 DMAP (147mg， 1.2 mmoL)、 二苯 基氯化膦(216 uL， 1.2 mmol)和20 mL THF，氮气气氛下，搅拌回流反应6 小时，然后加入氯化钯(212 mg， 1.2mmo1)，继续搅拌回流反应18小时。 冷却至室温，将反应液过滤转移到圆底烧瓶中，二氯甲烷洗涤不溶物，旋转 蒸发浓縮，浓缩液以2:1的二氯甲烷/石油醚为展开剂，用硅胶薄层色谱分离得到产品，即2-(3,5-二甲基吡唑-1-基甲基)-6-(二苯基膦氧)苯基氯化钯(11)340 mg，产率62.4% (白色固体)。该化合物的实验数据m.p. 256-258 °C Found: C, 54.37; H, 4.22; N 5.05. Calc. for C24H22ClN2OPPd C, 54.67; H, 4.21; N, 5.31%. IR (KBr, cm"): u 1551, 1469， 1428， 1382， 1356, 1286, 1222, 1107, 1031,991,836, 781, 742, 710. 、H画R (400MHz, CDC13， ppm): 5 8.06-8.01 (m, 4H, Ph-H), 7.55-7.46 (m, 6H, Ph-H), 7.03 (dt， J= 1.6， 7.9 Hz, 1H, Ar-H)， 6.92 (d， 7.9 Hz, IH， Ar陽H), 6.79 (d, 7= 7.3 Hz, 1H, Ar-H)， 5.89 (s， 1H, =CH), 5.04 (s， 2H, CH2), 2.66 (s, 3H， CH3), 2.36 (s， 3H, CH3). 13C画R (100MHz, CDC13): S 163.7, 152.1, 139.9, 138.7, 138.3， 132.9, 132.4, 132.3, 132.1， 128.7, 128.6, 126.9， 120.9, 112.0， 107.2, 53.2， 15.3, 11.8 ppm. 31P{)H}NMR (162MHz, CDC13， ppm ): S 154,4. MS-ESI+ [m/z]: 491.1 (M+-C1).
实例二 2-(3,5-二甲基吡唑-1-基甲基)-6-(二环己基膦氧)苯基氯化钯(11)的 合成
在装有搅拌回流装置的50 mL三口瓶中，分别加入1—(3,5-二甲基吡唑-l-基甲基)-3-羟基苯(202 mg， l.Ommol)、三乙胺(210 uL， 1.5mmoL)、 二环 己基氯化膦(264uL， 1.2mmol)禾n20mLTHF，氮气气氛下，搅拌回流反应8 小时，然后加入Pd(COD)Cl2 (285mg， l.Ommol)，继续搅拌回流反应12小时。冷却至室温，将反应液过滤转移到圆底烧瓶中，二氯甲烷洗涤不溶物， 旋转蒸发浓縮，浓縮液以3:1的二氯甲烷/石油醚为展开剂，用硅胶薄层色谱
分离得到产品，即2-(3,5-二甲基吡唑-l-基甲基)-6-(二环己基膦氧)苯基氯化钯 (II) 364 mg，产率67.6%(白色固体)。该化合物的实验数据m.p. 〉260°C. Found: C， 53.74; H, 6.48; N 4.86. Calc. for C24H34ClN2OPPd C, 53.44; H, 6.35; N, 5.19%. IR (KBr， cm曙')u 2929, 2851， 1548, 1445, 1421, 1383， 1347， 1293， 1223, 1036, 888, 835, 784， 760. 'H NMR (400MHz,CDCl3，ppm): 5 6.96 1.3, 7.7 Hz,
1H, Ar-H), 6.74 (d, J= 7.9 Hz, 1H, Ar-H), 6.73 (d, 7.2 Hz， 1H, Ar-H), 5.85 (s, 1H， =CH), 5.00 (s, 2H, CH2), 2.65 (s, 3H, CH3), 2.34 (s, 3H, CH3), 2.36-2.33 (m, 2H, Cy)， 2.24-2.22 (m, 2H， Cy)， 1.86-1.61 (m， 12H， Cy)， 1.40-1.24 (m， 6H, Cy). 13C NMR (100MHz,CDCl3): 5 165.3， 151.7, 139.6， 138.7， 137.4， 126.4, 120.3, 110.8, 107.0， 53.3, 38.1, 37.8， 27.2, 26.9, 26.5, 26.4, 26.3, 25.8， 15.1, 11.7 ppm. 3!P('H〉NMR (162MHz, CDCl3,ppm): 5 195.7. MS-ESI+ [m/z]: 503.3 (W-Cl). 实例三2-(吡唑-1-基甲基)-6-(二苯基膦氧傳基氯化钯(11)的合成 在装有搅拌回流装置的50 mL三口瓶中，分别加入1-(卩比唑-1-基甲基)-3-羟基苯(174mg， l.Ommol) 、 DMAP(122mg， 1.0mmoL)、 二苯基氯化膦(270 uL， 1.5mmol)和20mL二氧六环，氮气气氛下，搅拌回流反应6小时，然后加入氯化钯(266 mg， 1.5mmol)，继续搅拌回流反应20小时。冷却至室温， 将反应液过滤转移到圆底烧瓶中，二氯甲烷洗涤不溶物，旋转蒸发浓縮，浓 縮液以5:1的二氯甲烷/石油醚为展开剂，用硅胶薄层色谱分离得到产品，即 2-(批唑-l—基甲基)-6-(二苯基膦氧)苯基氯化钯(n) 356 mg，产率71.5% (白色 固体)。该化合物的实验数据m.p.>260°C. Found: C, 53.14; H, 3.66; N 5.43.Calc. for C22H18ClN2OPPd C, 52.93; H, 3.63; N, 5.61%. IR (KBr， cm"): d 2927, 1426， 1371， 1276, 1211， 1163, 1109, 1067， 1028， 984, 940， 848, 778， 747， 704. 'HNMR (400MHz, CDCl3,ppm): 5 8.43 (d, J= 2.0 Hz, 1H, =CH), 8.03-7.98 (m, 4H, Ph-H), 7.64 (d, /= 2.0 Hz, 1H, =CH), 7.53-7.44 (m, 6H, Ph-H), 7.07 (dt, J= 1.7， 7.9 Hz, 1H, Ar-H), 6.98 (d, /= 7.5 Hz, 1H, Ar-H), 6.80 (d, /= 7.1 Hz， 1H, Ar-H)， 6.36 (s, 1H, =CH), 5.22 (s, 2H, CH2).3C画R (100MHz,CDCl3): 5 164.4, 142.9， 137.2, 136.6, 132.8, 132.2, 132.1, 132.0, 128.8, 128.6, 127.1, 121.1, 112.2, 106.1, 57.3. 31P{'H}NMR (162MHz, CDCl3,ppm): 5 156.8. MS-ESI+ [m/z]: 463.6 (M+-C1). 实例四2-(吡唑-l-基甲基)-6-(二环己基膦氧)苯基氯化钯(II)的合成 在装有搅拌回流装置的50mL三口瓶中，分别加入l-(吡唑-l-基甲基)-3-羟 基苯(174mg， l.Ommol)、三乙胺(140uL， 1.0mmoL)、 二环己基氯化膦(220 uL， 1 mmol)和20mL甲苯，氮气气氛下，搅拌回流反应4小时，然后加入Pd(COD)Cl2 (285 mg， 1 mmol)，继续搅拌回流反应16小时。冷却至室温， 将反应液过滤转移到圆底烧瓶中，二氯甲垸洗漆不溶物，旋转蒸发浓縮，浓 縮液以6:1的二氯甲烷/石油醚为展开剂，用硅胶薄层色谱分离得到产品，即 2-(吡唑-1-基甲基)-6-(二环己基膦氧)苯基氯化钯(11) 300 mg，产率58.8% (白 色固体)。该化合物的实验数据m.p>260°C. Found: C， 51.92; H, 5.99; N 5.10. Calc. for C22H30ClN2OPPd C， 51.68; H， 5.91; N, 5.48%. IR (KBr， cm"): d 2930, 2852, 1633, 1555, 1445, 1420, 1380， 1281， 1228, 1173, 1116， 1071, 1031, 995, 944, 845， 766. 'H画R (400MHz, CDCl3,ppm): S 8.43 (s, IH, =CH)， 7.66 (s, IH, =CH),7.06 (t, /=7.6Hz, lH,Ar-H) ,6.84 (d, J= 7.9 Hz， IH, Ar-H) ，6.80 (d, /= 7.3 Hz， IH, Ar-H), 6.40 (s, IH, =CH), 5.25 (s, 2H,CH2), 2.38-2.32 (m， 2H, Cy)， 2.25-2.22 (m, 2H， Cy), 1.87-1.62 (m, 12H, Cy)， 1.41-1.24 (m, 6H， Cy). 13C画R (100MHz, CDC13): S 165.7, 142.1, 137.0， 135.6, 131.7， 126.4， 120.4, 110.9, 105.7, 57.3， 37.5， 37.3， 26.8, 26.6, 26.2, 26.1, 26.0， 25.5 ppm. 31P{'H}NMR (162MHz, CDCl3,ppm): 5 196.7. MS-ESI+ [m/z]: 475.7 (M+-C1).
实例五2-((S)-4-异丙基-4， 5-二氢-1-苯基-IH-咪唑-2-基)_6-(二苯基
膦氧)苯基氯化钯(n)的合成
在装有搅拌回流装置的25mL三口瓶中，分别加入l-((S)-4-异丙基-4， 5-二氢-1-苯基-1H-咪唑-2-基)-3-羟基苯(154mg， 0.55mmo1)、三乙胺(93uL， 0.66mmoL)、 二苯基氯化膦(100 uL， 0.55 mmol)和10 mL甲苯，氮气气氛下， 搅拌回流反应6小时，然后加入氯化钯(97mg， 0.55mmo1)，继续搅拌回流 反应18小时。冷却至室温，将反应液过滤转移到圆底烧瓶中，二氯甲垸洗涤 不溶物，旋转蒸发浓縮，浓縮液以10:1的二氯甲烷/石油醚为展开剂，用硅胶 薄层色谱分离得到产品，即2-((S)-4-异丙基-4，5-二氢-1-苯基-1H-咪唑-2-基)-6-(二苯基膦氧)苯基氯化钯(II) 155 mg，产率45.7% (黄色固体)。该化 合物的实验数据m.p. 255-256 °C. IR (KBr, cm力d 3040， 2955, 2868, 1567, 1533， 1499， 1435, 1300， 1226， 1109, 1042， 873, 696. 'H雨R (400MHz, CDC13): S 8.06-8.01 (m， 4H, Ph-H), 7.51-7.35 (m, 9H, Ph-H)， 7.25-7.24 (m, 1H， Ph-H)， 7.19-7.14 (m, 1H， Ph誦H), 6.89 (d，h 8.0 Hz, 1H， Ar-H)， 6.75 (t， /= 7.7 Hz， 1H， Ar-H), 6.16 (d， /= 7.7 Hz, 1H, Ar陽H)， 4.47-4.42 (m, 1H, =NCH), 4.07 (app t, J =10.6 Hz, 1H, NC朋)，3.84 (dd， 5.6, 9.9 Hz, 1H, NCH//), 2.88-2.80 (m， 1H, C//(CH3)2), 0.95 (d， /= 6.8 Hz, 3H, CH(C//3)2), 0,94 (d, J= 7.0 Hz, 3H， CH(C//3)2) ppm. 13C NMR (100MHz, CDC13): 5: 169.5, 162.6， 151,3， 140.4, 135,7, 134.0, 133.6， 133.5, 133.1， 131.9, 131.7, 131.5, 129.8, 129.0, 128.9, 128.8, 128.7， 128.2， 127,8, 126.6, 125.5， 125.3， 121.2, 114.5, 114.3， 66.4, 55.3, 30.0, 18.8, 14.6 ppm.实例六2-((S)-4-异丙基-4，5-二氢-l-对甲苯基-lH-咪唑-2-基)-6-(二苯基膦 氧)苯基氯化钯(II)的合成在装有搅拌回流装置的25mL三口瓶中，分别加入l-((S)-4-异丙基-4,5-二 氢-l-对甲苯基-lH-咪唑-2-基)-3-羟基苯(162mg， 0.55 mmol) 、 DMAP (67 mg， 0.55mmoL)、 二苯基氯化膦(119uL， 0.66 mmol)和10 mL 二氧六环，氮气气 氛下，搅拌回流反应8小时，然后加入Pd(COD)Cl2 (188mg， 0.66mmo1)， 继续搅拌回流反应20小时。冷却至室温，将反应液过滤转移到圆底烧瓶中， 二氯甲烷洗涤不溶物，旋转蒸发浓縮，浓縮液以9:1的二氯甲烷/石油醚为展 开剂，用硅胶薄层色谱分离得到产品，即2-((S)-4-异丙基-4，5-二氢-l-对甲 苯基-lH-咪唑-2-基)-6-(二苯基膦氧)苯基氯化钯(11) 145 mg，产率42.7% (黄色固体)。m.p. 275-275.6。C. IR(KBr, cm"): u 3043, 2952, 2864, 1566, 1532, 1437, 1283, 1231， 1187, 1107, 1038, 969, 874， 792, 697. 'H NMR (400MHz， CDC13): S 8.05-8.00 (m， 4H, Ph陽H), 7.51-7.43 (m, 6H， Ph隱H)， 7.22 8.1 Hz,2H, Ar-H), 7.13 (d, /= 8.1 Hz, 2H, Ar-H)， 6.88 (d, /= 8.0 Hz, 1H, Ar-H)， 6.74 (dt, J=0.9， 7.8 Hz, 1H, Ar-H)， 6.16 (d, /= 7.7 Hz, 1H， Ar-H), 4.42 (ddd, /= 3.6, 5.5, 11.2 Hz, 1H, =NCH), 4.02 (app t, /= 10.6 Hz， IH,誦NC朋)，3.79 (dd, J= 5.7, 10.0 Hz, IH, -NC,, 2.85-2.80 (m, IH, C/f(CH3)2), 2.41 (s, 3H, CH3), 0.94 (d, J =6.8 Hz, 3H, CH(C//3)2), 0.93 (d, J = 7.1 Hz, 3H， CH(C//3)2) ppm. "C NMR (lOOMHz， CDC13): 5 169.6, 162.5, 162.4, 151.2, 137.9, 137.7， 135.7, 134.0, 133.7， 133.5， 133.2， 131.9， 131.7, 131.5, 130.4, 128.9， 128.8, 128.7, 126.5， 125.5, 121.2, 114.4， 114.3， 66.4, 55.4， 30.1, 21.2， 18.8, 14.6 ppm. 实例七对甲基联苯的合成向10 mL的Schlenk反应管(一种玻璃仪器)中加入0.0005mmol (0.26mg) 的2-(吡唑-1-基甲基)-6-(二环己基膦氧)苯基氯化钯(11)催化剂、1 mmol(212mg) 磷酸钾、0.5 mmol (61.5 pi)对甲基溴苯、0.6 mmol (73.2mg)苯基硼酸及2mL 的DMF溶剂，用氮气置换反应管4次，然后将反应管放入温度为IO(TC的油 浴中，氮气保护下搅拌反应24小时。降到室温，二氯甲垸萃取，合并有机相 并用无水MgS04干燥，过滤，旋蒸浓縮，残液以石油醚为展开剂，用硅胶薄 层色谱分离得到纯的对甲基联苯79mg，分离收率94.0%。以0.0005mmo1 (0.25mg)的2-(吡唑-1-基甲基)-6-(二苯基膦氧)苯基氯化钯(11)为催化剂，在 同样的条件下进行反应，可以得到45.2%的分离收率。White plates, m.p. 47-49 。C， lit. 48-50。C. 'H画R (400MHz, CDC13): 5 7.57 (2H， d, /=7.6 Hz， Ar-H)， 7.49 (2H， d， ^7.4 Hz, Ar-H), 7.41(2H, t, /=7.5 Hz， Ar-H), 7.31(1H, t, J=7.2 Hz, Ar-H), 7.24(2H, d, J=7.6 Hz， Ar-H), 2.38 (3H, s, CH3).实例八对甲氧基联苯的合成向10 mL的ScWenk反应管(一种玻璃仪器)加入0.0005mmol (0.26mg) 的2-(吡唑-l-基甲基)-6-(二环己基膦氧)苯基氯化钯(II)催化剂、lmmol(212mg) 磷酸钾、0.5mmol (63(il)的对甲氧基溴苯、0.6 mmol (73.2mg)苯基硼酸及 2mL的DMF，用氮气置换反应管4次，然后将反应管放入温度为IO(TC的油 浴中，氮气保护下搅拌反应24小时。降到室温，二氯甲烷萃取，合并有机相 并用无水MgS04干燥，过滤，旋蒸浓縮，残液以石油醚为展开剂，用硅胶薄 层色谱分离得到纯的对甲氧基联苯73mg，分离收率79.3%。 White plates, m.p. 92 °C, lit. 91 92 °C. 'H NMR (400MHz, CDC13): 57.56-7.51(4H， m, Ar醒H), 7.41(2H, t, /=7.5 Hz, Ar-H), 7.29(1H, t, /=7.3 Hz， Ar陽H), 6.97 (2H, d， /=8.7 Hz, Ar-H)， 3.84 (3H, s， CH3).实例九对硝基联苯的合成向10mL的Schlenk反应管(一种玻璃仪器)加入0.0005mmol (0.27mg) 的2-(3,5-二甲基吡唑-l-基甲基)-6-(二环己基膦氧)苯基氯化钯(II)催化剂、 lmmol (212mg)磷酸钾、0.5 mmol (lOlmg)对硝基溴苯、0.6 mmol (73.2mg) 苯基硼酸及2mL的DMF，用氮气置换反应管4次，然后将反应管放入温度为 IO(TC的油浴中，氮气保护下搅拌反应24小时。降到室温，二氯甲烷萃取合并有机相并用无水MgS04干燥，过滤，旋蒸浓縮，残液以石油醚为展开剂，用硅胶薄层色谱分离得到纯的对硝基联苯99mg，分离收率99.0%。 Yellow needles, m.p. 114 °C, lit. 113~114 0C. 实例十邻硝基联苯的合成向10mL的Schlenk反应管(一种玻璃仪器)加入0細5mmo1 (0.27mg) 的2-(3,5-二甲基吡唑-l-基甲基)-6-(二环己基膦氧)苯基氯化钯(II)催化剂、 lmmol (212mg)磷酸钾、0.5 mmol (lOlmg)的邻硝基溴苯、0.6 mmol (73.2mg) 苯基硼酸及2mL的DMF，用氮气置换反应管4次，然后将反应管放入温度为 IO(TC的油浴中，氮气保护下搅拌反应24小时。降到室温，二氯甲烷萃取， 合并有机相并用无水MgS04干燥，过滤，旋蒸浓縮，残液以石油醚为展开剂， 用硅胶薄层色谱分离得到纯的对硝基联苯98mg，分离收率98.2%。 Yellow needles, m.p. 37 °C, lit. 36~37 0C.实例十一2-苯基噻酚的合成向lOmL的Schlenk反应管(一种玻璃仪器)加入0細5mmo1 (0.27mg) 的2-(3，5-二甲基吡唑-l-基甲基)-6-(二环己基膦氧)苯基氯化钯(II)催化剂、 lmmol (212mg)磷酸钾、0.5mmol (48|il)的2-溴噻酚、0.6 mmol (73.2mg) 苯基硼酸及2mL的DMF，用氮气置换反应管4次，然后将反应管放入温度为IO(TC的油浴中，氮气保护下搅拌反应24小时。降到室温，二氯甲烷萃取，合并有机相并用无水MgS04干燥，过滤，旋蒸浓缩，残液以石油醚为展开剂， 用硅胶薄层色谱分离得到纯的2-苯基噻酚78mg，分离收率97.5%。 White plates, m.p. 39-41 °C ， lit. 40-41 °C. 'H NMR (CDC13): 5 7.09 (t, 4.2 Hz，lH， C4H3S)， 7.29 (m, 3H， C4H3S, Ar-H)， 7.38 (t， 《/= 7.6 Hz， 2H, Ar画H), 7.62 (d, /= 7.6 Hz， 2H, Ar-H).实例十二对甲基联苯的合成向10 mL的Schlenk反应管(一种玻璃仪器)加入0.005mmol (2.70mg) 的2-(3,5-二甲基吡唑-l-基甲基)-6-(二环己基膦氧)苯基氯化钯(II)催化剂、 lmmol (212mg)磷酸钾、0.5mmol (59.2(il)的对甲基氯苯、0.6 mmol (73.2mg) 苯基硼酸及2mL的DMF，用氮气置换反应管4次，然后将反应管放入温度为 IO(TC的油浴中，氮气保护下搅拌反应48小时。降到室温，二氯甲烷萃取， 合并有机相并用无水MgS04干燥，过滤，旋蒸浓縮，残液以石油醚为展开剂， 用硅胶薄层色谱分离得到纯的对甲基联苯59mg，分离收率70.2。/。。White plates, m.p. 47-49 °C, lit. 48-50oC.实例十三对硝基联苯的合成向10 mL的Schlenk反应管(一种玻璃仪器)加入0.005mmol (2.64mg)的2-(3,5-二甲基吡唑-l-基甲基)-6-(二苯基膦氧傳基氯化钯(II)催化剂、lmmol (158mg)碳酸钾、0.5mmo1 (79mg)的对硝基氯苯、0.6 mmol (73.2mg)苯 基硼酸及2mL的甲苯，用氮气置换反应管4次，然后将反应管放入温度为40 'C的油浴中，氮气保护下搅拌反应24小时。降到室温，二氯甲垸萃取，合并 有机相并用无水MgS04干燥，过滤，旋蒸浓縮，残液以石油醚为展开剂，用 硅胶薄层色谱分离得到纯的对硝基联苯73mg，分离收率73.4%。 Yellow needles, m.p. 114 。C， lit. 113~1140C.实例十四对甲基联苯的合成向10 mL的Schlenk反应管(一种玻璃仪器)加入O德mmol (2.64mg) 的2-(3，5-二甲基吡唑-1-基甲基)-6-(二苯基膦氧)苯基氯化钯(11)催化齐"lmmol (158mg)碳酸钾、0.5mmol (61.5(il)的对甲基溴苯、0.6 mmol (73.2mg)苯 基硼酸及2mL的甲苯，用氮气置换反应管4次，然后将反应管放入温度为40 'C的油浴中，氮气保护下搅拌反应24小时。降到室温，二氯甲垸萃取，合并 有机相并用无水MgS04干燥，过滤，旋蒸浓縮，残液以石油醚为展开剂，用 硅胶薄层色谱分离得到纯的对甲基联苯61mg，分离收率72.6%。 White plates, m.p. 47-49 。C , lit 48-50。C.实例十五对硝基联苯的合成向10 mL的Schlenk反应管(一种玻璃仪器)加入O駕mmol (2.64mg) 的2-(3,5-二甲基吡唑-l-基甲基)-6-(二苯基膦氧)苯基氯化钯(II)催化齐lJ、 lmmol (212mg)磷酸钾、0.5mmo1 (79mg)的对硝基氯苯、0.6 mmol (73.2mg)苯 基硼酸及2mL的DMF，用氮气置换反应管4次，然后将反应管放入温度为 IO(TC的油浴中，氮气保护下搅拌反应24小时。降到室温，二氯甲垸萃取， 合并有机相并用无水MgS04干燥，过滤，旋蒸浓縮，残液以石油醚为展开剂， 用硅胶薄层色谱分离得到纯的对硝基联苯98mg，分离收率98.0%。 Yellow needles, m.p. 1140C， lit. 113 1140C.
权利要求
1. 非手性的PCN钳形钯化合物，其特征在于为以下通式所示的化合物id="icf0001" file="A2007100548560002C1.gif" wi="58" he="36" top= "37" left = "30" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>通式1 其中R为烷基或氢；R′为烷基或芳基。
2、手性的PCN钳形钯化合物，其特征在于为以下通式所示的化合物:<formula>formula see original document page 2</formula>其中R，、 R2、 R'为烷基或芳;
3、 如权利要求1或2所述的非手性或手性的PCN钳形钯化合物，其特征在于所说的垸基优选为含有l-6个碳原子的烷基；芳基为苯基、对甲苯基或对甲氧基苯基；l-6个碳原子的烷基为甲基、乙基、异丙基、叔丁基或环己基。
4、 一种如权利要求1或3所述的非手性PCN钳形钯化合物的合成方法，其特征在于将非手性的间羟基吡唑甲基苯类化合物，在有机溶剂中、碱存在下与二烃基氯化膦回流反应，再与钯盐回流反应，分离纯化即得产品；其 中碱为三乙胺或DMAP;有机溶剂为甲苯、二氧六环或THF;钯盐为氯化钯 或Pd(COD)Cl2。
5、 一种如权利要求2或3所述的手性PCN钳形钯化合物的合成方法，其 特征在于将手性的间羟基咪唑啉基苯类化合物，在有机溶剂中、碱存在下 与二烃基氯化膦回流反应，再与钯盐回流反应，分离纯化即得产品；其中碱 为三乙胺或DMAP;有机溶剂为甲苯、二氧六环或THF;钯盐为氯化钯或 Pd(COD)Cl2。
6、 如权利要求4所述的非手性PCN钳形钯化合物的合成方法，其特征在 于碱、二烃基氯化膦以及钯盐的摩尔用量均为非手性的间羟基吡唑甲基苯 类化合物摩尔用量的1-1.5倍。
7、 如权利要求5所述的手性PCN钳形钯化合物的合成方法，其特征在于: 碱、二烃基氯化膦以及钯盐的摩尔用量均为手性的间羟基咪唑啉基苯类化合 物摩尔用量的1-1.5倍。
8、 如权利要求6或7所述的非手性PCN钳形钯化合物或手性PCN钳形 钯化合物的合成方法，其特征在于，非手性的间羟基吡唑甲基苯类化合物或 手性的间羟基咪唑啉基苯类化合物在碱存在下与二烃基氯化膦回流反应的时 间为4-8小时；加入钯盐后，继续回流反应的时间为12-20小时。
9、 一种如权利要求1或3所述的非手性PCN钳形钯化合物在催化卤代芳 烃和苯基硼酸的Suzuki偶联反应，生成联芳类化合物中的应用。
全文摘要
本发明提供了一种非手性或手性的PCN钳形钯化合物及合成方法以及在催化Suzuki反应中的应用。非手性的PCN钳形钯化合物为通式1，手性的PCN钳形钯化合物为通式2，通式中R为烷基或氢；R₁、R₂、R′为烷基或芳基。本发明采用“一锅煮”的膦化/钯化反应，由含氮杂环的间羟基苯类化合物合成得到一系列非手性和手性的PCN钳形钯化合物。该方法毋须分离不稳定的PCN配体，从而简化了合成步骤，使得操作简便易行、产物收率高，提供了一条合成非手性和手性PCN钳形钯化合物的新途径。非手性的PCN钳形钯化合物可用于催化卤代芳烃和苯基硼酸的Suzuki偶联反应，生成联芳类化合物；催化反应时，使用廉价易得的碱、反应溶剂毋须处理、催化效果良好。
文档编号C07F15/00GK101220058SQ20071005485
公开日2008年7月16日 申请日期2007年7月27日 优先权日2007年7月27日
发明者宋毛平, 张彦辉, 张本尚, 龚军芳 申请人:郑州大学