一种室温下Pd(II)/Ag(I)组合催化合成二芳基化合物的方法

一种室温下pd(ii)/ag(i)组合催化合成二芳基化合物的方法
技术领域
1.本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种室温下pd(ii)/ag(i)组合催化合成二芳基化合物的方法。


背景技术：

2.二芳基化合物在有机功能材料和药物分子中广泛存在，该类化合物还是重要的有机合成中间体，该类化合物的合成研究一直是有机合成化学家研究的热点之一。合成该类化合物的传统方法多是通过金属催化的交叉偶联反应，但通常需要高温条件下才能实现。最近几十年，利用金属催化的c-h键官能化对有机分子进行结构修饰并获得目标产物已经成为有机合成的重要策略之一，该策略在合成目标产物时通常具有反应步骤短、能源消耗少等经济高效的特点。
3.在已经报道的二芳基合成方法中，利用芳基酮为底物通过金属催化的c-h 键活化芳基化是合成该类化合物的方法之一。例如，2017年jin课题组[j.xu,y. liu,y.wang,y.li,x.xu,z.jin,pd-catalyzed direct ortho-c
–
h arylation ofaromatic ketones enabled by a transient directing group,org.lett.2017,19(7) 1562-1565.]报道了pd(pph3)2cl2/agoac为催化剂，甘氨酸(glycine)为临时导向基团，芳基碘为芳基源，hfip/hoac(9:1)混合物为反应溶剂，并需要加入4当量的 h2o，反应温度为130℃下实现了芳基酮的邻位芳基化。反应过程中经历了底物与甘氨酸生成的酮亚胺，利用酮亚胺的导向作用对芳基酮邻位c-h键进行pd催化活化，然后经芳基化获得二芳基化合物。2019年，li课题组[y.cheng,j.zheng, c.tian,y.he,c.zhang,q.tan,g.an,g.li,palladium-catalyzed c-h arylation ofaliphatic and aromatic ketones using dipeptide transient directing groups,asian j. org.chem.2019,8(4),526-531.]发现在pd(oac)2/agtfa催化下，两分子甘氨酸生成的二肽为临时导向基团，以hfip/hoac(9:1)为反应溶剂，反应温度为110℃，实现了芳基酮的邻位芳基化，但目标产物的收率不高，且只给出了4-碘苯甲酸甲酯作为芳基源的例子。尽管也有不需要加入配体实现芳基醛酮的芳基化，但通常需要相对贵重金属配合物作为催化剂。如2003年，murai课题组[f.kakiuchi,s. kan,k.igi,n.chatani,s.murai,a ruthenium-catalyzed reaction of aromaticketones with arylboronates:a new method for the arylation of aromaticcompounds via c-h bond cleavage,j.am.chem.soc.2003,125(7),1698-1699.] 报道芳基酮和芳基硼化合物在ruh2(co)(pph3)3催化下的芳基化反应，甲苯为溶剂，反应混合物经加热回流得到目标产物。2017年，sun和lu课题组[b.zhang, h.-w.wang,y.-s.kang,p.zhang,h.-j.xu,y.lu,w.-y.sun,rhodium-catalyzeddirect ortho c-h arylation using ketone as directing group with boron reagent, org.lett.2017,19(21),5940-5943.]报道了以金属rh(iii)配合物为催化剂，以芳基苯硼酸片哪醇酯为芳基化试剂，两者的反应摩尔比为1：3，2当量的ag2o为添加剂，氮气保护下130℃实现了芳基酮的邻位芳基化。2019年，kakiuchi课题组 [i.suzuki,h.kondo,t.kochi,f.kakiuchi,selective monoarylation of aromatic
ketones via c
–
h bond cleavage by trialkylphosphine ruthenium catalysts,j.org. chem.2019,84(20),12975
–
12982.]发现以ruhcl(co)(pipr3)2，csf和苯乙烯或五氟苯乙烯三者组成的催化体系可选择性实现芳基酮的邻位单芳基化，芳基苯硼酸酯为芳基源，以环己酮为溶剂加热至沸腾。总之，当前的合成方法存在使用外加配体、高温或贵金属配合物催化剂等苛刻条件，导致合成成本高、操作复杂等问题。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的是提供一种室温下pd(ii)/ag(i)组合催化合成二芳基化合物的方法，原料廉价易得，反应条件温和，步骤简单。
[0005]
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种室温下pd(ii)/ag(i)组合催化合成二芳基化合物的方法，包括以下步骤：
[0006]
以式1所示的芳基酮化合物与式2所示的芳基碘化合物为反应原料，以二价钯盐和一价银盐为催化剂，以六氟异丙醇hfip为反应溶剂，在室温条件下搅拌反应，tlc跟踪反应至完全，浓缩、纯化即制得式3所示的1-([1,1'-二苯基]-2-基)乙酮衍生物；其中，
[0007]
所述芳基酮化合物、芳基碘化合物的摩尔比为1:1.2至1:1.3；
[0008]
所述二价钯盐和一价银盐的摩尔比为1:8；
[0009]
所述芳基酮化合物的结构式为所述芳基碘化合物的结构式为所述1-([1,1'-二苯基]-2-基)乙酮衍生物的结构式为式中 r1选自甲基、羟基、氟、氯、溴中的一种或两种，r2选自乙酰氧基、乙酰基、硝基、甲氧基、醛基、甲基中的一种或两种。
[0010]
优选的，所述二价钯盐为乙酸钯pd(oac)2。
[0011]
优选的，所述二价钯盐使用量为所述芳基酮化合物摩尔量的10％。
[0012]
优选的，所述一价银盐为六氟磷酸银agpf6、四氟硼酸银agbf4、六氟锑酸银agsbf6中的一种或多种。
[0013]
优选的，所述一价银盐使用量为所述芳基酮化合物摩尔量的80％。
[0014]
优选的，所述的纯化为硅胶柱层析，洗脱剂采用体积比为10：1的石油醚/ 乙酸乙酯混合液。
[0015]
其反应路线如下：
[0016][0017]
与现有技术相比，本发明采用简单易得的芳基酮和芳基碘为原料，价格相对rh和ru便宜的pd(ii)/ag(i)催化剂，无需外加配体，且在室温反应合成目标产物，该方法具有原料廉价易得、能耗低、操作简便、后处理方便和产率高等优点，具有较好的经济价值和潜在的重要工业应用前景。
具体实施方式
[0018]
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0019]
下述实施例中，除非另有说明，所述的实验方法通常按照常规条件或制造厂商建议的条件实施。
[0020]
下述实施例中，所使用的原料或试剂均可通过市售购买的方式获得。
[0021]
实施例1：2'-乙酰基-4'-甲基-[1,1'-苯基]-4-甲酸甲酯(3a)制备
[0022]
在装有磁力搅拌子的50ml圆底烧瓶中加入3-苯乙酮(2mmol)，4-碘苯甲酸甲酯(2.5mmol)，0.2毫摩尔的pd(oac)2和1.6毫摩尔的agpf6，再加入5ml六氟异丙醇溶液，在25℃下搅拌反应24小时，将反应混合液减压抽滤得固体粗产品，将粗产品柱层析分离得目标产物3a。
[0023]
实施例1-15的反应原料、反应条件及产率见表1。
[0024][0025]
表1实施例1-15的反应原料、反应条件及产率
[0026][0027][0028]
由表1可知，本发明的方法原料易得，操作简单安全，收率高，后处理方便，因而具有极大的实施价值和潜在社会经济效益。
[0029]
所得化合物的的表征数据如下。
[0030]
2'-乙酰基-4'-甲基-[1,1'-苯基]-4-甲酸甲酯(3a)
[0031]
黄色固体；m.p.90.5-91.7℃；1h nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm)8.08(d,j＝ 8.0hz,2h),7.42
–
7.37(m,3h),7.34(d,j＝7.9hz,1h),7.28(d,j＝7.8hz,1h), 3.94(s,3h),2.43(s,3h),2.06(s,3h)；
13
c{1h}nmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm) 204.13,166.67,145.40,140.40,138.04,136.59,131.51,130.08,129.75,129.19, 128.75,128.55,52.07,30.33,20.91；ir(kbr)(ν,cm-1
)3420,3949,1712,1693,1608, 1432,1362,1279,1114,1101,1005,826,775,707,553.
[0032]
2'-乙酰基-4'-羟基-[1,1'-苯基]-4-甲酸甲酯(3b)
[0033]
黄色油状物；1h nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm)8.17(d,j＝8.0hz,2h),7.41 (d,j＝8.0hz,2h),7.35(d,j＝8.0hz,1h),7.24(s,1h),7.13(d,j＝8.1hz,1h), 3.95(s,3h),2.12
(s,3h)；
13
c{1h}nmr(100mhz,cdcl3)δ202.11,166.55,152.79, 140.90,139.85,130.52,130.19,130.00,129.53,125.26,120.64,118.81,52.33,30.00； ir(kbr)(ν,cm-1
)3421,1717,1684,1537,1507,1436,1400,1356,1285,1115,1005, 798,741.
[0034]
2'-乙酰基-4'-溴-[1,1'-苯基]-4-甲酸甲酯(3c)
[0035]
黄色固体；m.p.89-93℃；1h nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm)8.10(d,j＝8.1 hz,2h),7.71(s,1h),7.66(d,j＝8.2hz,1h),7.39(d,j＝8.1hz,2h),7.27(d,j＝ 5.1hz,1h),3.95(s,3h),2.05(s,3h)；
13
c{1h}nmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm) 202.26,166.60,144.19,141.96,138.23,133.78,131.78,130.99,130.18,130.02, 129.88,128.71,127.23,122.36,52.28,30.26；ir(kbr)(ν,cm-1
)3447,1709,1695, 1608,1430,1285,1116,1004,849,776,706,522.
[0036]
2'-乙酰基-4'-氟-[1,1'-苯基]-4-甲酸甲酯(3d)
[0037]
黄色油状物；1h nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm)8.10(d,j＝8.1hz,2h),7.38 (t,j＝8.1hz,3h),7.29(dd,j＝8.8,2.5hz,1h),7.23(dt,j＝8.3,4.1hz,1h),3.95 (s,3h),2.06(s,3h)；
13
c{1h}nmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm)202.36,166.65, 163.46,160.97,144.39,142.16,142.10,135.55,135.51,132.16,132.08,129.96, 129.69,128.89,117.93,117.71,115.21,114.98,52.26,30.22；ir(kbr)(ν,cm-1
)3447, 1714,1696,1610,1483,1431,1287,1191,1104,877,846,778,707,559.
[0038]
2'-乙酰基-3'-甲基-[1,1'-苯基]-4-甲酸甲酯(3e)
[0039]
黄色油状物；1h nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm)8.08(d,j＝8.0hz,2h),7.43 (d,j＝8.0hz,2h),7.36(t,j＝7.6hz,1h),7.26(d,j＝7.4hz,1h),7.22(d,j＝7.6 hz,1h),3.94(s,3h),2.33(s,3h),1.95(s,3h)；
13
c{1h}nmr(100mhz,cdcl3)δ (ppm)207.25,166.76,145.04,141.35,137.35,133.87,130.24,129.82,129.42, 129.01,128.94,127.16,52.19,32.20,19.49；ir(kbr)(ν,cm-1
)3429,2952,1725, 1697,1610,1436,1352,1279,1181,104,1019,963,771,709,612.
[0040]
2'-乙酰基-3'-氯-[1,1'-苯基]-4-甲酸甲酯(3f)
[0041]
黄色油状物；1h nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm)8.08(d,j＝8.2hz,2h),7.46
ꢀ–
7.37(m,4h),7.29(d,j＝7.5hz,1h),3.94(s,3h),2.14(s,3h)；
13
c{1h}nmr (100mhz,cdcl3)δ(ppm)203.05,166.61,143.34,140.43,139.11,129.89,129.88, 129.85,129.43,129.20,129.03,128.19,52.26,31.96；ir(kbr)(ν,cm-1
)3412,2987, 1715,1609,1428,1357,1283,1244,1117,1018,770,707,600,536,442.
[0042]
2'-乙酰基-5'-甲基-[1,1'-苯基]-4-甲酸甲酯(3g)
[0043]
黄色油状物；1h nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm)8.09(d,j＝7.9hz,2h),7.54 (d,j＝7.9hz,1h),7.40(d,j＝7.9hz,2h),7.26(d,j＝7.8hz,1h),7.18(s,1h), 3.94(s,3h),2.43(s,3h),2.08(s,3h)；
13
c{1h}nmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm) 203.10,166.71,145.82,141.42,139.83,137.53,130.97,129.70,129.27,128.74, 128.61,128.53,52.10,30.18,21.29；ir(kbr)(ν,cm-1
)3424,2951,1724,1686,1608, 1435,1355,1279,1179,1103,1017,963,822,778,709,592.
[0044]
2'-乙酰基-5'-氯-[1,1'-苯基]-4-甲酸甲酯(3h)
[0045]
黄色油状物；1h nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm)8.11(d,j＝8.1hz,2h),7.56 (d,j＝8.3hz,1h),7.43(d,j＝9.6hz,1h),7.40(d,j＝8.7hz,3h),3.95(s,3h), 2.06(s,3h)；
13c{1h}nmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm)202.41,166.57,144.11, 141.34,138.65,136.97,130.21,130.03,130.00,129.79,128.74,128.18,52.29,30.27； ir(kbr)(ν,cm-1
)3431,2952,1724,1690,1611,1589,1435,1356,1279,1180,1103, 1015,963,777,708,590.
[0046]
2'-乙酰基-4',5'-二氯-[1,1'-苯基]-4-甲酸甲酯(3i)
[0047]
黄色油状物；1h nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm)8.08(d,j＝8.0hz,2h),7.40 (d,j＝3.6hz,2h),7.37(s,1h),7.14(s,1h),3.94(s,3h),2.34(s,6h),2.06(s,3h)；
13
c{1h}nmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm)203.39,166.69,145.70,140.03,137.77, 137.32,136.56,131.45,129.64,129.53,129.04,128.73,52.03,30.21,19.60,19.22； ir(kbr)(ν,cm-1
)3428,2950,1723,1686,1608 1435,1353,1280,1179,1103,1019, 859,781,708,526.
[0048]
2'-乙酰基-4'-氟-5'-甲基-[1,1'-苯基]-4-甲酸甲酯(3j)
[0049]
黄色油状物；1h nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm)8.10(d,j＝8.1hz,2h),7.48 (d,j＝7.7hz,1h),7.38(d,j＝8.1hz,2h),7.03(d,j＝9.9hz,1h),3.95(s,3h), 2.35(s,3h),2.05(s,3h)；
13
c{1h}nmr(100mhz,cdcl3)δ(ppm)202.47,166.61, 163.44,160.93,144.43,139.75,139.67,136.21,136.18,132.14,132.08,130.16, 129.91,129.75,128.69,127.20,124.99,124.81,116.89,52.22,30.31,14.18；ir(kbr) (ν,cm-1
)3422,2954,1719,1686,1610,1436,1280,1149,1103,1020,858,787,707, 536
[0050]
1,1'-(4-甲基-[1,1'-二苯基]-2,4'-二基)双(乙基-1-酮)(3k)
[0051]
黄色固体；m.p.96-99℃；1h nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm)8.01(d,j＝8.1 hz,2h),7.42(d,j＝8.3hz,3h),7.36(d,j＝7.9hz,1h),7.28(d,j＝7.7hz,1h), 2.64(s,3h),2.44(s,3h),2.10(s,3h)；
13
c{1h}nmr(100mhz,cdcl3)δ203.95, 197.52,145.64,140.30,138.12,136.56,136.00,131.56,130.13,128.96,128.61, 128.52,30.33,26.55,20.94；ir(kbr)(ν,cm-1
)3447,1685,1604,1401,1351,1260, 1186,1109,957,864,826,605,538.
[0052]
1-(4-甲基-4'-硝基-[1,1'-二苯基]-2-基)乙基-1-酮(3l)
[0053]
黄色固体；m.p.96-98℃；1h nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm)8.25(d,j＝8.3 hz,2h),7.47(d,j＝4.9hz,2h),7.45(s,1h),7.39(d,j＝7.8hz,1h),7.26(d,j＝7.8hz,1h),2.46(s,3h),2.24(s,3h)；
13
c{1h}nmr(100mhz,cdcl3)δ202.70, 147.89,147.02,139.63,138.78,135.70,131.85,130.35,129.52,129.07,123.57, 30.05,21.00；ir(kbr)(ν,cm-1
)3446,1695,1596,1517,1340,1283,1196,1106,825, 741,700,557,499.
[0054]
1-(4-甲氧基-4'-甲基-[1,1'-二苯基]-2-基)乙基-1-酮(3m)
[0055]
黄色油状物；1h nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm)7.35
–
7.29(m,2h),7.27
–ꢀ
7.23(m,3h),6.95(d,j＝8.4hz,2h),3.85(s,3h),2.41(s,3h),2.00(s,3h)；
13
c{1h} nmr(100mhz,cdcl3)δ205.63,159.37,140.76,137.34,136.92,132.98,131.41, 130.09,129.95,128.26,114.10,55.30,30.46,20.92；ir(kbr)(ν,cm-1
)3448,2922, 1725,1686,1608,1514,1481,1283,1249,1177,1036,812,537.
[0056]
2'-乙酰基-4'-甲基-[1,1'-二苯基]-3-甲醛(3n)
[0057]
黄色油状物；1h nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm)10.05(s,1h),7.89(d,j＝6.3 hz,1h),7.85(s,1h),7.57(d,j＝6.3hz,2h),7.44(s,1h),7.36(d,j＝7.5hz,1h), 7.28(d,j＝7.6hz,1h),2.44(s,3h),2.13(s,3h)；
13
c{1h}nmr(100mhz,cdcl3) δ203.72,192.00,141.90,140.09,138.06,136.60,136.39,134.80,131.73,130.45, 129.68,129.16,
128.76,128.67,30.32,20.99；ir(kbr)(ν,cm-1
)3443,1694,1600, 1538,1472,1388,1354,1293,1238,1177,830,800,700,650.
[0058]
2'-乙酰基-2,4'-二甲基-[1,1'-二苯基]-4-甲酸甲酯(3o)
[0059]
黄色油状物；1h nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm)7.95(s,1h),7.88(d,j＝7.9 hz,1h),7.54(s,1h),7.35(d,j＝7.7hz,1h),7.17(d,j＝7.9hz,1h),7.10(d,j＝ 7.7hz,1h),3.93(s,3h),2.45(s,3h),2.15(s,3h),2.06(s,3h)；
13
c{1h}nmr(100 mhz,cdcl3)δ202.14,166.99,145.93,139.22,137.71,136.83,136.08,131.88, 131.14,130.24,129.52,129.33,129.00,126.92,52.06,29.57,21.03,20.04；ir(kbr) (ν,cm-1
)3429,2951,1721,1688,1611,1436,1296,1249,1197,1108,1005,829,774, 573。