石墨烯负载钯/铂催化sp3C‑H键偶联合成1,2‑二苯乙烷衍生物的方法与流程

文档序号:14001125阅读:141来源:国知局

【技术领域】

本发明属于多相催化有机合成领域,具体地说涉及一种新型石墨烯负载钯-铂催化双金属纳米材料催化1,2-二苯乙烷类化合物的合成方法。



背景技术:

联芳类化合物大量存在于自然界中,具备优异的生物活性,广泛存在于药物、染料、以及有机材料等中。由于联芳类化合物的重要性,经过几十年的发展,目前已经有很多合成方法,比如suzuki,negishi,stille,hiyama,和kumada偶联反应。然而,通过直接活化sp3c-h键来构建复杂联芳类化合物还是很少有人研究,可能是由于sp3c-h键的离解能远高于其他预活化的c-x键导致反应难以进行。此外,大部分反应是均相催化,催化剂难以回收,造成产物的分离复杂化大大增加反应成本。

近几十年,钯-基纳米材料受到越来越多的关注。因为相比于商业的大块金属催化剂,它们具有更高的催化活性、可回收性、高原子利用率以及无配体辅助等优点。目前,逐渐的成为催化c-c和c-x(x=n、o、s等)的有效手段之一。尤其是双金属钯-基催化剂,在结构上和化学组成上具有更高的稳定性。因此,开发一种新型的钯-基双金属纳米材料催化活化无导向基团的sp3c-h构建c-c键具有深刻的理论和实际意义。



技术实现要素:

本发明的目的在于通过开发一种简便、高效、无导向基团、无溶剂参与的、可重复使用的一种新型的石墨烯负载双金属钯-铂催化剂,催化sp3c-h键活化构建1,2-二苯乙烷类化合物的新方法,以提高目标产物的产率,简化操作步骤,增加原子利用率及催化剂的回收利用。

为达到上述发明目的,本发明提出以下的技术方案:

一种合成1,2-二苯乙烷类化合物的方法,以苯乙烷类化合物为原料,以制备的新型石墨烯负载双金属钯-铂合金纳米材料作催化剂,在无导向基团、无配体、无溶剂的条件下,反应结束后,经柱色谱分离得目标化合物。

上述合成方法中,所述催化剂是以氯钯酸和氯铂酸为前驱体,甲酸为还原剂,在没有其他添加剂(包括表面活性剂、聚合物、模板等)的条件下合成。制备的催化剂经sem、tem、raman、tga等测试手段进行表征。

上述合成方法中,所述催化剂的添加量为1-4mg,氧化剂dtbp的用量为146-438mg。

上述合成方法中,所述原料苯乙烷类化合物优选苯乙烷、甲苯,丙苯,丁苯,异丙基苯,仲丁基苯,对二甲苯,邻二甲苯,间二甲苯,均三甲苯,对氯甲苯,邻甲氧基甲苯,2-甲基萘,2-(4-甲苯基)吡啶等。

上述合成方法中,所述催化反应的条件为:在25-120℃下反应10-24小时。

本发明所提供的合成方法为1,2-二苯乙烷类化合物的制备开辟了步骤经济、路径简单,高效,绿色的新途径,其优点在于:原料来源广泛,目标产物的选择性和产率均较高,反应条件温和,反应操作简便,催化剂可多次回收,底物适用范围广泛等。

【附图说明】

图1所示是本发明提供的1,2-二苯乙烷类化合物合成路径图。

【具体实施方式】

本发明所提供的催化合成1,2-二苯乙烷类化合物方法的合成路径,请参见附图1:将原料苯乙烷类化合物、催化剂等置入反应容器内,加入氧化剂后在25-120℃的环境下反应10-24小时,反应完成后经柱色谱分离得到目标产物。

下面结合具体的制备实例对本发明做进一步说明:

制备例1

在10ml反应管中加入苯乙烷(10mmol,过量)、催化剂(pd@ptpnss/rgo,4mg)、dtbp(5mmol,5equiv)和naoac(1mmol,1equiv),在120℃下反应10h。反应结束后,过滤,浓缩,经柱色谱分离得2,3-二苯基丁烷,产率为96%。

制备例2

在10ml反应管中加入甲苯(10mmol,过量)、催化剂(pd@ptpnss/rgo,4mg)、dtbp(5mmol,5equiv)和naoac(1mmol,1equiv),在120℃下反应10h。反应结束后,过滤,浓缩,经柱色谱分离得1,2-二苯乙烷,产率为94%。

制备例3

在10ml反应管中加入丙苯(10mmol,过量)、催化剂(pd@ptpnss/rgo,4mg)、dtbp(5mmol,5equiv)和naoac(1mmol,1equiv),在120℃下反应10h。反应结束后,过滤,浓缩,经柱色谱分离得3,4-二苯基戊烷,产率为91%。

制备例4

在10ml反应管中加入丁苯(10mmol,过量)、催化剂(pd@ptpnss/rgo,4mg)、dtbp(5mmol,5equiv)和naoac(1mmol,1equiv),在120℃下反应24h。反应结束后,过滤,浓缩,经柱色谱分离得4,5-二苯基辛烷,产率为89%。

制备例5

在10ml反应管中加入异丙基苯(10mmol,过量)、催化剂(pd@ptpnss/rgo,4mg)、dtbp(5mmol,5equiv)和naoac(1mmol,1equiv),在120℃下反应10h。反应结束后,过滤,浓缩,经柱色谱分离得2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷,产率为85%。

制备例6

在10ml反应管中加入仲丁基苯(10mmol,过量)、催化剂(pd@ptpnss/rgo,4mg)、dtbp(5mmol,5equiv)和naoac(1mmol,1equiv),在120℃下反应10h。反应结束后,过滤,浓缩,经柱色谱分离得3,4-二甲基-3,4-二苯基己烷,产率为82%。

制备例7

在10ml反应管中加入对二甲苯(10mmol,过量)、催化剂(pd@ptpnss/rgo,4mg)、dtbp(5mmol,5equiv)和naoac(1mmol,1equiv),在120℃下反应10h。反应结束后,过滤,浓缩,经柱色谱分离得4,4'-二甲基联苄,产率为90%。

制备例8

在10ml反应管中加入邻二甲苯(10mmol,过量)、催化剂(pd@ptpnss/rgo,4mg)、dtbp(5mmol,5equiv)和naoac(1mmol,1equiv),在120℃下反应10h。反应结束后,过滤,浓缩,经柱色谱分离得2-二(2-甲基苯基)乙烷,产率为88%。

制备例9

在10ml反应管中加入间二甲苯(10mmol,过量)、催化剂(pd@ptpnss/rgo,4mg)、dtbp(5mmol,5equiv)和naoac(1mmol,1equiv),在120℃下反应10h。反应结束后,过滤,浓缩,经柱色谱分离得1,2-二(3-甲基苯基)乙烷,产率为91%。

制备例10

在10ml反应管中加入均三甲苯(10mmol,过量)、催化剂(pd@ptpnss/rgo,4mg)、dtbp(5mmol,5equiv)和naoac(1mmol,1equiv),在120℃下反应10h。反应结束后,过滤,浓缩,经柱色谱分离得1,2-二(3,5-二甲基苯基)乙烷,产率为90%。

制备例11

在10ml反应管中加入对氯甲苯(10mmol,过量)、催化剂(pd@ptpnss/rgo,4mg)、dtbp(5mmol,5equiv)和naoac(1mmol,1equiv),在120℃下反应10h。反应结束后,过滤,浓缩,经柱色谱分离得1,2-二(4-氯苯基)乙烷,产率为87%。

制备例12

在10ml反应管中加入邻甲氧基甲苯(10mmol,过量)、催化剂(pd@ptpnss/rgo,4mg)、dtbp(5mmol,5equiv)和naoac(1mmol,1equiv),在120℃下反应10h。反应结束后,过滤,浓缩,经柱色谱分离得1,2-二(2-甲氧基苯基)乙烷,产率为84%。

制备例13

在10ml反应管中加入2-甲基萘(10mmol,过量)、催化剂(pd@ptpnss/rgo,4mg)、dtbp(5mmol,5equiv)和naoac(1mmol,1equiv),在120℃下反应24h。反应结束后,过滤,浓缩,经柱色谱分离得1,2-二(2-萘基)乙烷,产率为82%。

制备例14

在10ml反应管中加入2-(4-甲苯基)吡啶(10mmol,过量)、催化剂(pd@ptpnss/rgo,4mg)、dtbp(5mmol,5equiv)和naoac(1mmol,1equiv),在120℃下反应10h。反应结束后,过滤,浓缩,经柱色谱分离得1,2-二(4-(2-吡啶基苯基)乙烷,产率为77%。

制备例15

在10ml反应管中加入2-异丙基萘(10mmol,过量)、催化剂(pd@ptpnss/rgo,4mg)、dtbp(5mmol,5equiv)和naoac(1mmol,1equiv),在120℃下反应24h。反应结束后,过滤,浓缩,经柱色谱分离得2,3-二甲基二萘基丁烷,产率为73%。

制备例16

在10ml反应管中加入4-异丙基联苯(10mmol,过量)、催化剂(pd@ptpnss/rgo,4mg)、dtbp(5mmol,5equiv)和naoac(1mmol,1equiv),在120℃下反应24h。反应结束后,过滤,浓缩,经柱色谱分离得2,3-二甲基二(1,1’-二联苯基)丁烷,产率为75%。

以上所述实施例仅列举了本发明的几种具体的实施方法,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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