溶液中加 入ο. 45g含氟模板剂A，形成透明的乳浊液，控制溶液的温度在60°C，然后加入2.08g四乙氧 基硅烷与2.7g氟碳链的三烷氧基硅烷D，搅拌得到产物浆体，之后分别用体积比为1:1的乙 醇-盐酸混合液及浓盐酸萃取出模板剂，最后在120°C干燥后即可得到4.54g淡黄色氟功能 化的介孔硅胶。
[0043]步骤2，含氟配剂络合的钯催化剂的制备：首先将1.78g氯化钯，1. 17g氯化钠和 50mL甲醇在室温下搅拌反应，再加入过量的甲醇，升温至60°C，同时加入7.75g含氟配体和 1.36g乙酸钠，剧烈搅拌2h，反应结束后，经过滤、干燥得到IOg含氟配剂络合的钯催化剂。
[0044] 步骤3,氟介孔硅胶负载的钯催化剂的制备:将氟功能化的介孔硅胶Ig加入到50mL 全氟苯中，然后加入Ig含氟配体络合的钯催化剂，升温至l〇〇°C搅拌，减压蒸馏除去全氟溶 剂后，得到1.84g氟介孔硅胶负载的钯催化剂。
[0045] 氟介孔硅胶负载钯催化剂在吲哚二位芳基化反应中的应用：将5-甲氧基吲哚 (Immol)，碘苯（Immol)与氟介孔硅胶负载钯催化剂(4 · 5mg，0 · 025mol Pd)加入反应管中，加 入乙酸钠(2mmoI)，DMF(2mL)，在温度120 °C下反应4h，可得粗产品，气相产率为91 %，粗产品 通过柱层析提纯可得纯产品，产率为85%，并通过ICP检查产品中残余金属含量小于lppm。
[0046] 实施例5
[0047]步骤1，氟功能化的介孔硅胶的制备:首先在50mL水与50mL甲醇的混合溶液中加入 〇. 45g含氟模板剂A，形成透明的乳浊液，控制溶液的温度在60 °C，然后加入2.08g四乙氧基 硅烷与2.7g氟碳链的三烷氧基硅烷D，搅拌得到产物浆体，之后分别用体积比为1:1的乙醇-盐酸混合液及浓盐酸萃取出模板剂，最后在l〇〇°C干燥后即可得到4.54g淡黄色氟功能化的 介孔硅胶。
[0048]步骤2，含氟配剂络合的钯催化剂的制备：首先将1.78g氯化钯，1. 17g氯化钠和 50mL甲醇在室温下搅拌反应，再加入过量的甲醇，升温至60°C，同时加入7.75g含氟配体和 1.36g乙酸钠，剧烈搅拌2h，反应结束后，经过滤、干燥得到IOg含氟配剂络合的钯催化剂。
[0049] 步骤3,氟介孔硅胶负载的钯催化剂的制备:将氟功能化的介孔硅胶Ig加入到50mL 全氟辛烷中，然后加入〇.7g含氟配体络合的钯催化剂，升温至100°C搅拌，减压蒸馏除去全 氟溶剂后，得到1.64g氟介孔硅胶负载的钯催化剂。
[0050] 氟介孔硅胶负载钯催化剂在吲哚二位芳基化反应中的应用：将5-甲氧基吲哚 (Immo 1 )，碘苯（Immo 1)与氟介孔硅胶负载钯催化剂（16 · 4mg，0 · 0 ImoI Pd)加入反应管中，加 入乙酸钠(2mmoI)，DMF(2mL)，在温度120 °C下反应4h，可得粗产品，气相产率为93 %，粗产品 通过柱层析提纯可得纯产品，产率为90%，并通过ICP检查产品中残余金属含量小于lppm。 [0051 ] 实施例6
[0052]步骤1，氟功能化的介孔硅胶的制备:首先在50mL水与50mL异丙醇的混合溶液中加 入〇. 5g含氟模板剂B，形成透明的乳浊液，控制溶液的温度在60°C，然后加入2.08g四乙氧基 硅烷与2.7g氟碳链的三烷氧基硅烷D，搅拌得到产物浆体，之后分别用体积比为1:1的乙醇-盐酸混合液及浓盐酸萃取出模板剂，最后在90°C干燥后即可得到4.6g淡黄色氟功能化的介 孔硅胶。
[0053]步骤2，含氟配剂络合的钯催化剂的制备：首先将1.78g氯化钯，1. 17g氯化钠和 50mL甲醇在室温下搅拌反应，再加入过量的甲醇，升温至60°C，同时加入15.5g含氟配体和 1.36g乙酸钠，剧烈搅拌2h，反应结束后，经过滤、干燥得到16.5g含氟配剂络合的钯催化剂。
[0054] 步骤3,氟介孔硅胶负载的钯催化剂的制备:将氟功能化的介孔硅胶Ig加入到50mL 全氟辛烷中，然后加入〇.59g含氟配体络合的钯催化剂，升温至120°C搅拌，减压蒸馏除去全 氟溶剂后，得到1.5g氟介孔硅胶负载的钯催化剂。
[0055] 氟介孔硅胶负载钯催化剂在吲哚二位芳基化反应中的应用：将N-甲基吲哚 (Immol)，碘苯（Immol)与氟介孔硅胶负载钯催化剂（15mg，0.01mol Pd)加入反应管中，加入 乙酸钠(2mmo I)，DMF(2mL)，在温度120 °C下反应4h，可得粗产品，气相产率为96 %，粗产品通 过柱层析提纯可得纯产品，产率为95%，并通过ICP检查产品中残余金属含量小于lppm。
[0056] 实施例7
[0057]步骤1，氟功能化的介孔硅胶的制备:首先在50mL水与50mL甲醇的混合溶液中加入 〇. 5g含氟模板剂B，形成透明的乳浊液，控制溶液的温度在80°C，然后加入2.08g四乙氧基硅 烷与2.7g氟碳链的三烷氧基硅烷D，搅拌得到产物浆体，之后分别用体积比为1:1的乙醇-盐 酸混合液及浓盐酸萃取出模板剂，最后在ll〇°C干燥后即可得到4.6g淡黄色氟功能化的介 孔硅胶。
[0058]步骤2，含氟配剂络合的钯催化剂的制备：首先将1.78g氯化钯，1. 17g氯化钠和 50mL甲醇在室温下搅拌反应，再加入过量的甲醇，升温至60°C，同时加入15.5g含氟配体和 1.36g乙酸钠，剧烈搅拌2h，反应结束后，经过滤、干燥得到16.3g含氟配剂络合的钯催化剂。
[0059] 步骤3,氟介孔硅胶负载的钯催化剂的制备:将氟功能化的介孔硅胶Ig加入到50mL 全氟辛烷中，然后加入〇.59g含氟配体络合的钯催化剂，升温至120°C搅拌，减压蒸馏除去全 氟溶剂后，得到1.49g氟介孔硅胶负载的钯催化剂。
[0060] 氟介孔硅胶负载钯催化剂在吲哚二位芳基化反应中的应用：将N-甲基吲哚 (Immol)，碘苯（Immol)与氟介孔硅胶负载钯催化剂（15mg，0.01mol Pd)加入反应管中，加入 乙酸钠(2mmoI)，DMF(2mL)，在温度120°C下反应4h，可得粗产品，气相产率为97 %，粗产品通 过柱层析提纯可得纯产品，产率为95%，并通过ICP检查产品中残余金属含量小于lppm。 [0061 ] 过滤所得固体催化剂继续投入DMF(2mL)中，并加入N-甲基吲哚（Immo 1 )，碘苯 (Immol)乙酸钠(2mmol)，在温度120°C下反应4h，反应完成后重复上述后处理步骤，发现催 化剂回收使用10次的气相产率分别为：97 %，97 %，97 %，96%，97%，95 %，96 %，94%， 92%，93%，93%〇
[0062] 对比例1
[0063] 根据文献 1(L.Wang,W.Yi，C.Cai ,Fluorous silica gel-supported perfluoro-tagged palladium nanoparticles:an efficient and reusable catalyst for direct C_2arylation of indoles，Chem.Commun.，2011，47,806_808)，制备单一氣硅胶负载钯催 化剂，方法如下:将N-甲基Π 引噪（lmmol)，碘苯（I .5mmol)，氟硅胶负载钯催化剂(40mg)，乙酸 铯(2mmo 1)加入DMF(3mL)中，在温度120 °C下反应24h，反应完成后，反应液过滤，洗涤，干燥 得到粗产品，气相产率85%。粗产品通过柱层析提纯可得纯产品产率82%，并通过ICP检查 产品中残余金属含量为9ppm。
[0064]与现有的单一氟硅胶负载钯催化吲哚C-2芳基化反应相比，本发明的氟功能化介 孔硅胶负载钯催化剂稳定性和反应活性更高，且产品中残余金属钯的量更低。
【主权项】
1. 一种用于吲哚二位芳基化的氟功能化介孔硅胶负载钯催化剂的制备方法，其特征在 于，具体步骤如下： 步骤1，在模板剂的作用下，将水与醇溶剂按体积比为1:1~2充分混合，控制混合溶液 的温度为20~90°C，然后加入四乙氧基硅烷和含有氟碳链的三烷氧基硅烷，搅拌得到稠状 液体，之后分别用体积比为1:1~3的乙醇-盐酸混合液及浓盐酸萃取出稠状液体中的模板 剂，在80~120°C下干燥后即可得到氟功能化的介孔硅胶，所述的模板剂为C nF2n- K2H4NC5H5C1，结构式：含有氟碳链的三烷氧基硅烷为所述的四乙氧基硅烷与含有氟碳链的三烷氧基硅烷的摩尔比 3 ； 为2~10:1; 步骤2,将氯化钯、氯化钠和甲醇在室温下搅拌反应，反应结束后加入含氟配体，补充甲 醇并加热使其溶解，降至室温后加入乙酸钠，并搅拌反应完全，反应结束后，过滤、干燥得到 含氟配体络合的钯催化剂，其中，氯化钯、氯化钠、含氟配体和乙酸钠的摩尔比为1:2:0.5~ 1:2,含氟配体关步骤3,将氟功能化的介孔硅胶和含氟配体络合的钯催化剂加入到全氟溶剂中，升温至 80~120°C搅拌，减压蒸馏除去全氟溶剂后，得到氟功能化介孔硅胶负载钯催化剂，其中氟 功能化的介孔硅胶与含氟配体络合的钯催化剂的质量比为1~〇. 5:1。2. 如权利要求1所述的一种用于吲哚二位芳基化的氟功能化介孔硅胶负载钯催化剂的 制备方法，其特征在于，步骤1中，所述的混合溶液中模板剂的浓度为0.01mm 〇l/L，所述的醇 溶剂选自甲醇、乙醇或异丙醇，控制混合溶液的温度为50°C~60°C，所述的四乙氧基硅烷和 含有氟碳链的三烷氧基硅烷的总浓度为30g/L。3. 如权利要求1所述的一种用于吲哚二位芳基化的氟功能化介孔硅胶负载钯催化剂的 制备方法，其特征在于，步骤3中，所述的全氟溶剂选自全氟辛烷、全氟苯或全氟癸烷。4. 如权利要求1至3任一所述的用于吲哚二位芳基化的氟功能化介孔硅胶负载钯催化 剂的制备方法制得的氟功能化介孔硅胶负载钯催化剂。5. 如权利要求4所述的氟功能化介孔硅胶负载钯催化剂在吲哚二位芳基化反应中的应 用，其特征在于，具体方法如下:将吲哚类化合物、卤苯、氟功能化介孔硅胶负载钯催化剂和 乙酸钠加入到N，N-二甲基甲酰胺中，在30~120 °C下反应2~4h，反应结束后过滤，滤液分别 水洗、盐洗，除去溶剂后可得粗产品，粗产品通过柱层析提纯得到纯产品，其中，吲哚、卤苯、 氟功能化介孔硅胶负载钯催化剂、乙酸钠和N，N-二甲基甲酰胺的摩尔比为1:1:0.002~ 0.01:2:20。
【专利摘要】本发明公开了一种氟功能化介孔硅胶负载钯催化剂、制备方法及其在吲哚及取代吲哚二位的芳基化反应中的应用。首先在模板剂的作用下，加入四乙氧基硅烷和含有氟碳链的三烷氧基硅烷制备氟功能化的介孔硅胶，然后通过氯化钯、氯化钠和甲醇反应，并加入含氟配体和乙酸钠反应得到含氟配体络合的钯催化剂，之后将氟功能化的介孔硅胶和含氟配体络合的钯催化剂在全氟溶剂中反应，最终得到氟功能化介孔硅胶负载钯催化剂。本发明的钯催化剂均匀负载于介孔材料上，性能稳定，催化活性高，在吲哚及取代吲哚C2位与卤苯的芳基化反应中产率可达到90％以上，与传统的均相催化方式相比，氟功能化介孔硅胶负载钯催化剂能够多次回收使用，不会给产品带来残余金属钯污染。
【IPC分类】B01J21/08, C07D209/08, B01J31/22
【公开号】CN105618144
【申请号】CN201610137788
【发明人】蔡春, 冯捷
【申请人】南京理工大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月10日