一种常压下无金属催化合成二芳甲酮的方法
一种常压下无金属催化合成二芳甲酮的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种合成二芳甲酮的方法，是一种常压下无金属催化芳硼类化合物、 芳基卤代物与一氧化碳交叉偶联来制备二芳甲酮的方法。
【背景技术】
[0002] 二芳甲酮的骨架结构广泛存在于天然产品、医药、光敏剂和有机材料中，其合成方 法已经引起了广泛的关注，并取得了一定的进展。付-克酰基化反应是合成二芳甲酮常用 的方法之一，但是该方法需要用到大大过量的路易斯酸如三氯化铝，导致官能团的相容性 问题和形成废物多。而且此方法形成的产物主要是邻和对位取代产物，会使产品纯化困难 和间位取代产品无法通过此法获得（G.A.Olah，Friedel-Crafts Chemistry，Wiley，New York，1973.)。为了克服这些问题，过渡金属催化的芳亲电试剂、芳金属试剂如有机镁试剂、 有机铝试剂、有机锌试剂、有机锡试剂、有机硅试剂和有机铟试剂，与一氧化碳的三组分偶 联反应提供了一个直接和方便的合成二芳甲酮的方法，但这些方法存在形成大量非羰基化 副产的问题（J. _J. Brunet，and R. Chauvin，Chem. Soc. Rev. 1995, 24,89) 〇
[0003] 羰基化的Suzuki反应具有反应选择性好、产率高、底物来源广泛和稳定性好、底 物适用范围广和官能团相容性好的优点，能用于合成各类二芳甲酮的结构。目前，催化羰基 化的Suzuki反应的催化体系一般都要用到膦配体，然而膦配体有毒、对空气和水不稳定， 且价格昂贵。虽然稳定的氮卡宾配体和氮配体也用于此反应，但是配体的引入给反应的后 处理造成困难，而且也增加了生产成本。此外，羰基化的Suzuki反应一般需要较大压力下 才能顺利进行，限制了该反应的广泛应用。如此同时，反应所用到的介质绝大部分是有毒 的有机溶剂。最为不利的一点是：羰基化的Suzuki反应必须用到金属催化剂，特别是贵 金属?巴（M. Beller，X.-F. Wu，Transition Metal Catalyzed Carbonylation Reactions ： Carbonylative Activation of C_X Bonds，Springer-Verlag，Berlin. Heidelberg，2013)， 该金属在地壳中的含量仅为一亿分之一，而且还有毒性，在制药工艺中，解决金属的残留也 是一个工艺难题。
[0004] 显而易见，发明一种无配体且无金属催化剂的、经济的、环境友好的和高效的方法 来合成二芳甲酮具有重要的研宄意义和应用价值。
【发明内容】
[0005] 本发明的主要目的在于，克服现有的二芳甲酮合成方法存在的缺陷，提供一种通 用的合成二芳甲酮类化合物的方法，无金属催化剂作用下，芳基硼类化合物、芳卤类化合物 与常压一氧化碳直接偶联合成二芳甲酮，该方法具有无需使用金属催化剂的优势；反应无 需配体且活性好；反应常压进行且选择性高；底物来源广泛且稳定；底物官能团相容性好 且底物的适用范围广；反应介质绿色且可以循环回收的优势。
[0006] 本发明为实现上述目的及解决其技术问题，采用以下技术方案：
[0007] -种常压下无金属催化合成二芳甲酮的方法，其特征在于，以醇或醇的水溶液为 溶剂，无金属催化剂参与，在碱和酸的作用下，芳硼类化合物、芳基卤代物与一氧化碳直接 交叉偶联反应，制得二芳甲酮类，反应通式表示如下：
[0008]
[0009] 式中：X = Ur 或 Cl
[0010] Ar-B表示芳基或杂芳基的硼酸、硼酸酯或氟硼酸盐，Ar' -X表示芳基或杂芳基的 芳卤代物。
[0011] 本发明的方法所合成的二芳甲酮产品的结构通式为：
[0012]
[0013] 式中：Ar表示的芳基为取代或非取代的苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基或芘基；杂 芳基为取代或非取代的呋喃基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、吡咯基、吲哚基和咔唑基、吡啶 基、喹啉基、异喹啉基、吡唑基、咪唑基、恶唑基、噻唑基、嘌呤基或哒嗪基；Ar '表示的芳基为 取代或非取代的苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基或芘基；杂芳基为取代或非取代的呋喃基、 苯并呋喃基、二苯并呋喃基、噻吩基、吡咯基、吲哚基、咔唑基、吡啶基、喹啉基、异喹啉基、吡 唑基、咪唑基、恶唑基、噻唑基、嘌呤基或哒嗪基。
[0014] Ar上的取代基R可以是单取代，也可以是多取代芳环上的氢；Ar'上的取代基R' 可以是单取代，也可以是多取代芳环上的氢。
[0015] R任意选自氢、Cl~C12直链或支链的烷基、Cl~C12直链或支链的烷氧基、Cl~ C12直链或支链的氟取代烷基、C3~C12的环烷基、芳基或芳氧基、杂芳基或杂芳氧基、芳胺 基或杂芳胺基、氟、氯、溴、羟基、羧基、酯基、磺酰基、磺酸基、磺酸酯基、磷酸酯基或硝基；R' 任意选自氢、Cl~C12直链或支链的烷基、Cl~C12直链或支链的烷氧基、Cl~C12直链 或支链的氟取代烷基、C3~C12的环烷基、芳基或芳氧基、杂芳基或杂芳氧基、芳胺基或杂 芳胺基、氟、氯、溴、羟基、羰基、羧基、氰基、酯基、磺酰基、磺酸基、磺酸酯基、磷酸酯基或硝 基；
[0016] 进一步地，Ar或Ar'中的吡咯类、吲哚类、吡唑、咪唑、嘌呤类和咔唑类杂芳基中的 氮原子上的取代基任意选自氢、Cl~C12直链或支链的烷基、Cl~C12直链或支链的氟取 代烷基、C3~C12的环烷基、芳基或芳氧基、杂芳基、対甲苯磺酰基、苄基、乙酰基、苯甲酰 基、叔丁氧酰基或苯氧酰基。
[0017] 优选地，所述的杂芳基为含N、0或S的五~十三元环的杂芳基。
[0018] 所述的芳硼类化合物为呋喃类、苯并呋喃类、二苯并呋喃类、吡咯类、吲哚类和咔 唑类、吡啶类、喹啉类、异喹啉类、吡唑类、咪唑类、恶唑类、噻唑类、嘌呤类或哒嗪类的硼酸、 硼酸酯或氟硼酸盐。最优选的，芳硼类化合物为芳基三氟硼酸钾。
[0019] 所述的芳基卤代物化合物为苯类、联苯类、萘类、蒽类、芘类、呋喃类、苯并呋喃类、 二苯并呋喃类、吡咯类、吲哚类和咔唑类、吡啶类、喹啉类、异喹啉类、吡唑类、咪唑类、恶唑 类、噻唑类、嘌呤类或哒嗪类的芳碘、芳溴或芳氯。最优选的，芳卤类化合物为芳基碘代物。
[0020] 所述的碱为无机碱或有机碱。无机碱包括但不限于磷酸钾、磷酸氢钾、磷酸氢二 钾、磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸氢二钠、氟化钾、氟化铯、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、 碳酸铯、醋酸钠、醋酸钾、醋酸铯、特戊酸铯、特戊酸钾、特戊酸钠、特戊酸锂、甲醇钠、乙醇 钠，乙醇钾、叔丁醇锂、叔丁醇钠、叔丁醇钾、氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯等； 有机碱包括但不限于四丁基氟化铵、四丁基醋酸铵、四丁基氢氧化铵、三乙胺、二异丙基乙 胺、三丁胺、吡啶、氮取代的苯胺、1，4-二氮杂二环[2. 2. 2]辛烷、1，8-二氮杂二环[5.4.0] 十一碳-7-烯、1，5_二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯等；且上述各碱可以组合使用。最优选 的碱为碳酸钠。
[0021] 所述的酸包括但不限于特戊酸、2-甲基丙酸、乙酸、1-金刚烷羧酸、2-硝基苯甲 酸、苯甲酸、三氟乙酸、或对甲苯磺酸。最优选的酸为特戊酸。
[0022] 所述的溶剂醇包括但不限于甲醇，乙醇，异丙醇，正丁醇，叔丁醇，叔戊醇，乙二醇， 甘油，葡萄糖，或平均分子量为100~6000的聚乙二醇。醇的水溶液中醇与水的体积比为： I : 0~1000。最优选的溶剂为PEG-400。芳硼类底物与溶剂的重量比为1 : 5~1000。
[0023] 所述的方法中，所述的芳硼类底物、芳卤类底物、酸和碱的摩尔比为1~ 4 : I : 0~4 : 1~10;最优选摩尔比为1.5 : 1 : 0.5 : 2。
[0024] 所述的方法中，一氧化碳的压力为常压。
[0025] 所述的方法中，偶联反应温度为50~250°C，反应时间为0. 5~60小时。
[0026] 借由上述技术方案，本发明的合成二芳甲酮类化合物的方法至少具有下列优点：
[0027] 本发明提供了一种在醇或醇的水溶液中无金属催化的芳硼类化合物、芳卤与常压 一氧化碳的直接交叉偶联反应来制备二芳甲酮化合物的新方法。该方法具有无需金属催化 剂的独特优势；反应无需配体且活性好；反应 常压进行且选择性高；底物来源广泛且稳定； 底物官能团相容性好且底物的适用范围广；反应介质绿色且可以循环回收的优势。所述的 方法简单易行，一步法直接得到二芳甲酮，在优化的反应条件之下，目标产品分离后收率高 达97%，是一种通用、高效、经济、环境友好的合成二芳甲酮的方法。
[0028] 本发明方法制备的二芳甲酮可用来制备具有独特的生物、药理活性和功能的杂环 化合物，在药物中间体、生物活性分子和荧光材料等方面有着广泛的用途。
[0029] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
【具体实施方式】
[0030] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本 发明提出的技术方案【具体实施方式】、特征及其功效，详细说明如后。
[0031] 实施例1~21涉及二芳甲酮的合成，实验结果列于表1 :
[0032] 表1无金属催化的二芳甲酮的合成反应[a]
[0033]
[0037] [a]反应条件见实施例；[b]柱分离收率。
[0038] 实施例1
[0039] 化合物I : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)4-氟碘 苯（0. 5mmol)，4_氟苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400(2. Og)，并引入一个大气 压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应6h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分离 得到产率85%。
[0040] 实施例2
[0041] 化合物2 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，2-甲 基碘苯（0. 5mmol)，苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400 (2. Og)，并引入一个大气 压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应24h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分离 得到产率87%。
[0042] 实施例3
[0043] 化合物3 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，4_轻 甲基碘苯（0. 5mmol)，苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400 (2. Og)，并引入一个大 气压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应24h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分 离得到产率81 %。
[0044] 实施例4
[0045] 化合物4 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，3-甲 氧基碘苯（0. 5mmol)，苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400 (2. Og)，并引入一个大 气压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应30h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分 离得到产率80%。
[0046] 实施例5
[0047] 化合物5 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，4_硝 基碘苯（0. 5mmol)，1-萘三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400 (2. Og)，并引入一个大气 压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应12h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分离 得到产率89%。
[0048] 实施例6
[0049] 化合物6 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，4_碘 苯甲酸（0. 5mmol)，苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400 (2. Og)，并引入一个大气 压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应24h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分离 得到产率75%。
[0050] 实施例7
[0051] 化合物7 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，4_碘 苯甲酸甲醋（〇· 5mmol)，4_联苯三氟硼酸钾（0· 75mmol)和聚乙二醇-400(2. Og)，并引入一 个大气压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应30h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层 析分离得到产率76%。
[0052] 实施例8
[0053] 化合物8: 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（LOmmol)，特戊酸（0.25mmol)， 2-甲基-2-(4-碘苯氧基）丙酸（0. 5mmol)，4-氯苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二 醇-400 (2. Og)，并引入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在100°C下反应15h。冷却到室 温，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率67 %。
[0054] 实施例9
[0055] 化合物9 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，2-甲 基-2-(4-碘苯氧基）丙酸异丙醋（0. 5mmol)，4_氯苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二 醇-400 (2. Og)，并引入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在100°C下反应12h。冷却到室 温，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率80 %。
[0056] 实施例10
[0057] 化合物10 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，4氰 基碘苯（0. 5mmol)，2-萘三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400(2. 0g)，并引入一个大气 压的一氧化碳。反应混合物在120°C下反应22h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分离 得到产率87%。
[0058] 实施例11
[0059] 化合物11 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，4_碘 苯酷（0. 5mmol)，苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400 (2. Og)，并引入一个大气压 的一氧化碳。反应混合物在120°C下反应24h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分离得 到产率65%。
[0060] 实施例12
[0061] 化合物12 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，4_氯 碘苯（0. 5mmol)，3-氟苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400 (2. Og)，并引入一个大 气压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应12h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分 离得到产率83%。
[0062] 实施例13
[0063] 化合物13 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，1-碘 萘（0. 5mmol)，2-萘三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400(2. 0g)，并引入一个大气压的 一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应17h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到 产率82%。
[0064] 实施例14
[0065] 化合物14 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 5mmol)，4_碘 吡啶（0. 5mmol)，苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400(2. 0g)，并引入一个大气压 的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应24h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分离得 到产率72%。
[0066] 实施例15
[0067] 化合物15 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，3_碘 噻吩（0. 5mmol)，苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400 (2. Og)，并引入一个大气压 的一氧化碳。反应混合物在100°c下反应24h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分离得 到产率85%。
[0068] 实施例16
[0069] 化合物16 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（LOmmol)，特戊酸（0.25mmol)， 3, 5-二甲基-4-碘基异恶挫（0. 5mmol)，苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二 醇-400 (2. Og)，并引入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在100°C下反应31h。冷却到室 温，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率90 %。
[0070] 实施例17
[0071] 化合物17 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，3_碘 苯并呋喃（〇. 5mmol)，2-呋喃基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400 (2. Og)，并引入一 个大气压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应24h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层 析分离得到产率89%。
[0072] 实施例18
[0073] 化合物18 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，雌酮 基芳碘（〇. 5mmol)，苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400 (2. Og)，并引入一个大气 压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应15h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分离 得到产率80%。
[0074] 实施例19
[0075] 化合物19 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，4_三 氟甲基碘苯（0. 5mmol)，4-氯苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400(2.0g)，并引入 一个大气压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应9h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱 层析分离得到产率81 %。
[0076] 实施例20
[0077] 化合物20 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，4_碘 联苯（0. 5mmol)，2,4_二甲基苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400(2. 0g)，并引入 一个大气压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应12h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱 层析分离得到产率89%。
[0078] 实施例21
[0079] 化合物21 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（2. Ommol)，特戊酸（0. 5mmol)，1， 4-二碘苯（0. 5mmol)，苯基三氟硼酸钾（I. 5mmol)和聚乙二醇-400 (2. Og)，并引入一个大气 压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应24h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分离 得到产率70%。
[0080] 实施例22
[0081] 化合物22 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)， 1-氯-4-碘苯（0. 5mmol)，4-氯苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-1000(2.0g)，并 引入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应18h。冷却到室温，减压蒸除溶剂 后柱层析分离得到产率82%。
[0082] 实施例23
[0083] 化合物22 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)， 1_氯-4-碘苯（0. 5mmol)，4-轻甲基苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和叔戊醇（2. Og)，并引入 一个大气压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应24h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱 层析分离得到产率80%。
[0084] 实施例24
[0085] 化合物22 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)， 1-氯-4-碘苯（0. 5mmol)，4-氟苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-2000(2.0g)，并 引入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应24h。冷却到室温，减压蒸除溶剂 后柱层析分离得到产率72%。
【主权项】
1. 一种常压下无金属催化合成二芳甲酮的方法，其特征在于，以醇或醇的水溶液为溶 剂，无金属催化剂参与，在碱和酸的作用下，芳硼类化合物、芳基卤代物与一氧化碳直接交 叉偶联反应，制得二芳甲酮，反应通式表示如下：式中：X = Ur或Cl Ar-B表示芳基或杂芳基的硼酸、硼酸醋或氟硼酸盐，Ar' -X表示芳基或杂芳基的芳基 卤代物； Ar-B中的芳基为取代或非取代的苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基或芘基；杂芳基为取 代或非取代的呋喃基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、吡咯基、吲哚基和咔唑基、吡啶基、喹啉 基、异喹啉基、吡唑基、咪唑基、恶唑基、噻唑基、嘌呤基或哒嗪基； Ar' -X表示的芳基为取代或非取代的苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基或芘基；杂芳基为 取代或非取代的呋喃基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、噻吩基、吡咯基、吲哚基、咔唑基、吡啶 基、喹啉基、异喹啉基、吡唑基、咪唑基、恶唑基、噻唑基、嘌呤基或哒嗪基。2. 根据权利要求1所述的合成二芳甲酮的方法，其特征在于，以R表示Ar上的取代基， R单取代或多取代芳环上的氢；以R'表示Ar'上的取代基，R'单取代或多取代芳环上的氢； R任意选自氢、Cl~C12直链或支链的烷基、Cl~C12直链或支链的烷氧基、Cl~C12 直链或支链的氟取代烷基、C3~C12的环烷基、芳基或芳氧基、杂芳基或杂芳氧基、芳胺基 或杂芳胺基、氟、氯、溴、羟基、羧基、酯基、磺酰基、磺酸基、磺酸酯基或磷酸酯基；R'任意选 自氢、Cl~C12直链或支链的烷基、Cl~C12直链或支链的烷氧基、Cl~C12直链或支链 的氟取代烷基、C3~C12的环烷基、芳基或芳氧基、杂芳基或杂芳氧基、芳胺基或杂芳胺基、 氟、氯、溴、羟基、羰基、羧基、氰基、酯基、磺酰基、磺酸基、磺酸酯基、磷酸酯基或硝基。3. 根据权利要求2所述的合成二芳甲酮的方法，其特征在于，Ar或Ar'中的杂芳基吡咯 基、吲哚基、吡唑基、咪唑基、嘌呤基和咔唑基，其氮原子上的取代基任意选自氢、Cl~C12 直链或支链的烷基、Cl~C12直链或支链的氟取代烷基、C3~C12的环烷基、芳基或芳氧 基、杂芳基、対甲苯磺酰基、苄基、乙酰基、苯甲酰基、叔丁氧酰基或苯氧酰基。4. 根据权利要求1所述的合成二芳甲酮的方法，其特征在于，所述的杂芳基为含N或O 的五~十三元环的杂芳基。5. 根据权利要求1所述的合成二芳甲酮的方法，其特征在于，所述的芳硼类化合物、芳 基卤代物、酸和碱的摩尔比为1~4 : I : O~4 : 1~10。6. 根据权利要求1所述的合成二芳甲酮的方法，其特征在于，所述的方法中，一氧化碳 的压力为常压。7. 根据权利要求1所述的合成二芳甲酮的方法，其特征在于，所述的醇为甲醇，乙醇， 异丙醇，正丁醇，叔丁醇，叔戊醇，乙二醇，甘油，葡萄糖，或平均分子量为100~6000的聚乙 二醇；醇的水溶液中醇与水的体积比为: 〇~1000。8. 根据权利要求1所述的合成二芳甲酮的方法，其特征在于，所述的芳硼化合物与溶 剂的重量比为1 : 5~1000。9. 根据权利要求1所述的合成二芳甲酮的方法，其特征在于，所述的方法中，偶联反应 温度为50~250°C，反应时间为0. 5~60小时。
【专利摘要】本发明公开了一种常压下合成二芳甲酮类化合物的方法，在溶剂醇或醇的水溶液中，在碱和酸的作用下，无需过渡金属催化剂参与，芳基卤代物、芳硼类化合物与常压一氧化碳直接交叉偶联反应制备二芳甲酮类化合物。本发明的偶联反应制备二芳甲酮类化合物的方法，不使用任何金属催化剂，反应无需配体且活性好；反应常压进行且选择性高；底物来源广泛且稳定；底物官能团相容性好且底物的适用范围广；反应介质绿色且可以循环回收。在优化的反应条件之下，目标产品分离收率高达97％。
【IPC分类】C07C205/45, C07C45/49, C07C253/30, C07D307/83, C07D261/12, C07C201/12, C07C49/784, C07C49/782, C07B41/06, C07C49/84, C07C49/83, C07C49/813, C07C255/56, C07D333/32, C07J1/00, C07D213/50
【公开号】CN104892335
【申请号】CN201510246960
【发明人】韩维, 金凤莉
【申请人】南京师范大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月14日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种合成二芳甲酮的方法，是一种常压下无金属催化芳硼类化合物、 芳基卤代物与一氧化碳交叉偶联来制备二芳甲酮的方法。
【背景技术】
[0002] 二芳甲酮的骨架结构广泛存在于天然产品、医药、光敏剂和有机材料中，其合成方 法已经引起了广泛的关注，并取得了一定的进展。付-克酰基化反应是合成二芳甲酮常用 的方法之一，但是该方法需要用到大大过量的路易斯酸如三氯化铝，导致官能团的相容性 问题和形成废物多。而且此方法形成的产物主要是邻和对位取代产物，会使产品纯化困难 和间位取代产品无法通过此法获得（G.A.Olah，Friedel-Crafts Chemistry，Wiley，New York，1973.)。为了克服这些问题，过渡金属催化的芳亲电试剂、芳金属试剂如有机镁试剂、 有机铝试剂、有机锌试剂、有机锡试剂、有机硅试剂和有机铟试剂，与一氧化碳的三组分偶 联反应提供了一个直接和方便的合成二芳甲酮的方法，但这些方法存在形成大量非羰基化 副产的问题（J. _J. Brunet，and R. Chauvin，Chem. Soc. Rev. 1995, 24,89) 〇
[0003] 羰基化的Suzuki反应具有反应选择性好、产率高、底物来源广泛和稳定性好、底 物适用范围广和官能团相容性好的优点，能用于合成各类二芳甲酮的结构。目前，催化羰基 化的Suzuki反应的催化体系一般都要用到膦配体，然而膦配体有毒、对空气和水不稳定， 且价格昂贵。虽然稳定的氮卡宾配体和氮配体也用于此反应，但是配体的引入给反应的后 处理造成困难，而且也增加了生产成本。此外，羰基化的Suzuki反应一般需要较大压力下 才能顺利进行，限制了该反应的广泛应用。如此同时，反应所用到的介质绝大部分是有毒 的有机溶剂。最为不利的一点是：羰基化的Suzuki反应必须用到金属催化剂，特别是贵 金属?巴（M. Beller，X.-F. Wu，Transition Metal Catalyzed Carbonylation Reactions ： Carbonylative Activation of C_X Bonds，Springer-Verlag，Berlin. Heidelberg，2013)， 该金属在地壳中的含量仅为一亿分之一，而且还有毒性，在制药工艺中，解决金属的残留也 是一个工艺难题。
[0004] 显而易见，发明一种无配体且无金属催化剂的、经济的、环境友好的和高效的方法 来合成二芳甲酮具有重要的研宄意义和应用价值。
【发明内容】
[0005] 本发明的主要目的在于，克服现有的二芳甲酮合成方法存在的缺陷，提供一种通 用的合成二芳甲酮类化合物的方法，无金属催化剂作用下，芳基硼类化合物、芳卤类化合物 与常压一氧化碳直接偶联合成二芳甲酮，该方法具有无需使用金属催化剂的优势；反应无 需配体且活性好；反应常压进行且选择性高；底物来源广泛且稳定；底物官能团相容性好 且底物的适用范围广；反应介质绿色且可以循环回收的优势。
[0006] 本发明为实现上述目的及解决其技术问题，采用以下技术方案：
[0007] -种常压下无金属催化合成二芳甲酮的方法，其特征在于，以醇或醇的水溶液为 溶剂，无金属催化剂参与，在碱和酸的作用下，芳硼类化合物、芳基卤代物与一氧化碳直接 交叉偶联反应，制得二芳甲酮类，反应通式表示如下：
[0008]
[0009] 式中：X = Ur 或 Cl
[0010] Ar-B表示芳基或杂芳基的硼酸、硼酸酯或氟硼酸盐，Ar' -X表示芳基或杂芳基的 芳卤代物。
[0011] 本发明的方法所合成的二芳甲酮产品的结构通式为：
[0012]
[0013] 式中：Ar表示的芳基为取代或非取代的苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基或芘基；杂 芳基为取代或非取代的呋喃基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、吡咯基、吲哚基和咔唑基、吡啶 基、喹啉基、异喹啉基、吡唑基、咪唑基、恶唑基、噻唑基、嘌呤基或哒嗪基；Ar '表示的芳基为 取代或非取代的苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基或芘基；杂芳基为取代或非取代的呋喃基、 苯并呋喃基、二苯并呋喃基、噻吩基、吡咯基、吲哚基、咔唑基、吡啶基、喹啉基、异喹啉基、吡 唑基、咪唑基、恶唑基、噻唑基、嘌呤基或哒嗪基。
[0014] Ar上的取代基R可以是单取代，也可以是多取代芳环上的氢；Ar'上的取代基R' 可以是单取代，也可以是多取代芳环上的氢。
[0015] R任意选自氢、Cl~C12直链或支链的烷基、Cl~C12直链或支链的烷氧基、Cl~ C12直链或支链的氟取代烷基、C3~C12的环烷基、芳基或芳氧基、杂芳基或杂芳氧基、芳胺 基或杂芳胺基、氟、氯、溴、羟基、羧基、酯基、磺酰基、磺酸基、磺酸酯基、磷酸酯基或硝基；R' 任意选自氢、Cl~C12直链或支链的烷基、Cl~C12直链或支链的烷氧基、Cl~C12直链 或支链的氟取代烷基、C3~C12的环烷基、芳基或芳氧基、杂芳基或杂芳氧基、芳胺基或杂 芳胺基、氟、氯、溴、羟基、羰基、羧基、氰基、酯基、磺酰基、磺酸基、磺酸酯基、磷酸酯基或硝 基；
[0016] 进一步地，Ar或Ar'中的吡咯类、吲哚类、吡唑、咪唑、嘌呤类和咔唑类杂芳基中的 氮原子上的取代基任意选自氢、Cl~C12直链或支链的烷基、Cl~C12直链或支链的氟取 代烷基、C3~C12的环烷基、芳基或芳氧基、杂芳基、対甲苯磺酰基、苄基、乙酰基、苯甲酰 基、叔丁氧酰基或苯氧酰基。
[0017] 优选地，所述的杂芳基为含N、0或S的五~十三元环的杂芳基。
[0018] 所述的芳硼类化合物为呋喃类、苯并呋喃类、二苯并呋喃类、吡咯类、吲哚类和咔 唑类、吡啶类、喹啉类、异喹啉类、吡唑类、咪唑类、恶唑类、噻唑类、嘌呤类或哒嗪类的硼酸、 硼酸酯或氟硼酸盐。最优选的，芳硼类化合物为芳基三氟硼酸钾。
[0019] 所述的芳基卤代物化合物为苯类、联苯类、萘类、蒽类、芘类、呋喃类、苯并呋喃类、 二苯并呋喃类、吡咯类、吲哚类和咔唑类、吡啶类、喹啉类、异喹啉类、吡唑类、咪唑类、恶唑 类、噻唑类、嘌呤类或哒嗪类的芳碘、芳溴或芳氯。最优选的，芳卤类化合物为芳基碘代物。
[0020] 所述的碱为无机碱或有机碱。无机碱包括但不限于磷酸钾、磷酸氢钾、磷酸氢二 钾、磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸氢二钠、氟化钾、氟化铯、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、 碳酸铯、醋酸钠、醋酸钾、醋酸铯、特戊酸铯、特戊酸钾、特戊酸钠、特戊酸锂、甲醇钠、乙醇 钠，乙醇钾、叔丁醇锂、叔丁醇钠、叔丁醇钾、氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯等； 有机碱包括但不限于四丁基氟化铵、四丁基醋酸铵、四丁基氢氧化铵、三乙胺、二异丙基乙 胺、三丁胺、吡啶、氮取代的苯胺、1，4-二氮杂二环[2. 2. 2]辛烷、1，8-二氮杂二环[5.4.0] 十一碳-7-烯、1，5_二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯等；且上述各碱可以组合使用。最优选 的碱为碳酸钠。
[0021] 所述的酸包括但不限于特戊酸、2-甲基丙酸、乙酸、1-金刚烷羧酸、2-硝基苯甲 酸、苯甲酸、三氟乙酸、或对甲苯磺酸。最优选的酸为特戊酸。
[0022] 所述的溶剂醇包括但不限于甲醇，乙醇，异丙醇，正丁醇，叔丁醇，叔戊醇，乙二醇， 甘油，葡萄糖，或平均分子量为100~6000的聚乙二醇。醇的水溶液中醇与水的体积比为： I : 0~1000。最优选的溶剂为PEG-400。芳硼类底物与溶剂的重量比为1 : 5~1000。
[0023] 所述的方法中，所述的芳硼类底物、芳卤类底物、酸和碱的摩尔比为1~ 4 : I : 0~4 : 1~10;最优选摩尔比为1.5 : 1 : 0.5 : 2。
[0024] 所述的方法中，一氧化碳的压力为常压。
[0025] 所述的方法中，偶联反应温度为50~250°C，反应时间为0. 5~60小时。
[0026] 借由上述技术方案，本发明的合成二芳甲酮类化合物的方法至少具有下列优点：
[0027] 本发明提供了一种在醇或醇的水溶液中无金属催化的芳硼类化合物、芳卤与常压 一氧化碳的直接交叉偶联反应来制备二芳甲酮化合物的新方法。该方法具有无需金属催化 剂的独特优势；反应无需配体且活性好；反应 常压进行且选择性高；底物来源广泛且稳定； 底物官能团相容性好且底物的适用范围广；反应介质绿色且可以循环回收的优势。所述的 方法简单易行，一步法直接得到二芳甲酮，在优化的反应条件之下，目标产品分离后收率高 达97%，是一种通用、高效、经济、环境友好的合成二芳甲酮的方法。
[0028] 本发明方法制备的二芳甲酮可用来制备具有独特的生物、药理活性和功能的杂环 化合物，在药物中间体、生物活性分子和荧光材料等方面有着广泛的用途。
[0029] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
【具体实施方式】
[0030] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本 发明提出的技术方案【具体实施方式】、特征及其功效，详细说明如后。
[0031] 实施例1~21涉及二芳甲酮的合成，实验结果列于表1 :
[0032] 表1无金属催化的二芳甲酮的合成反应[a]
[0033]
[0037] [a]反应条件见实施例；[b]柱分离收率。
[0038] 实施例1
[0039] 化合物I : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)4-氟碘 苯（0. 5mmol)，4_氟苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400(2. Og)，并引入一个大气 压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应6h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分离 得到产率85%。
[0040] 实施例2
[0041] 化合物2 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，2-甲 基碘苯（0. 5mmol)，苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400 (2. Og)，并引入一个大气 压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应24h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分离 得到产率87%。
[0042] 实施例3
[0043] 化合物3 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，4_轻 甲基碘苯（0. 5mmol)，苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400 (2. Og)，并引入一个大 气压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应24h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分 离得到产率81 %。
[0044] 实施例4
[0045] 化合物4 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，3-甲 氧基碘苯（0. 5mmol)，苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400 (2. Og)，并引入一个大 气压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应30h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分 离得到产率80%。
[0046] 实施例5
[0047] 化合物5 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，4_硝 基碘苯（0. 5mmol)，1-萘三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400 (2. Og)，并引入一个大气 压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应12h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分离 得到产率89%。
[0048] 实施例6
[0049] 化合物6 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，4_碘 苯甲酸（0. 5mmol)，苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400 (2. Og)，并引入一个大气 压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应24h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分离 得到产率75%。
[0050] 实施例7
[0051] 化合物7 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，4_碘 苯甲酸甲醋（〇· 5mmol)，4_联苯三氟硼酸钾（0· 75mmol)和聚乙二醇-400(2. Og)，并引入一 个大气压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应30h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层 析分离得到产率76%。
[0052] 实施例8
[0053] 化合物8: 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（LOmmol)，特戊酸（0.25mmol)， 2-甲基-2-(4-碘苯氧基）丙酸（0. 5mmol)，4-氯苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二 醇-400 (2. Og)，并引入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在100°C下反应15h。冷却到室 温，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率67 %。
[0054] 实施例9
[0055] 化合物9 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，2-甲 基-2-(4-碘苯氧基）丙酸异丙醋（0. 5mmol)，4_氯苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二 醇-400 (2. Og)，并引入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在100°C下反应12h。冷却到室 温，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率80 %。
[0056] 实施例10
[0057] 化合物10 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，4氰 基碘苯（0. 5mmol)，2-萘三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400(2. 0g)，并引入一个大气 压的一氧化碳。反应混合物在120°C下反应22h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分离 得到产率87%。
[0058] 实施例11
[0059] 化合物11 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，4_碘 苯酷（0. 5mmol)，苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400 (2. Og)，并引入一个大气压 的一氧化碳。反应混合物在120°C下反应24h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分离得 到产率65%。
[0060] 实施例12
[0061] 化合物12 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，4_氯 碘苯（0. 5mmol)，3-氟苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400 (2. Og)，并引入一个大 气压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应12h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分 离得到产率83%。
[0062] 实施例13
[0063] 化合物13 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，1-碘 萘（0. 5mmol)，2-萘三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400(2. 0g)，并引入一个大气压的 一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应17h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到 产率82%。
[0064] 实施例14
[0065] 化合物14 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 5mmol)，4_碘 吡啶（0. 5mmol)，苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400(2. 0g)，并引入一个大气压 的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应24h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分离得 到产率72%。
[0066] 实施例15
[0067] 化合物15 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，3_碘 噻吩（0. 5mmol)，苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400 (2. Og)，并引入一个大气压 的一氧化碳。反应混合物在100°c下反应24h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分离得 到产率85%。
[0068] 实施例16
[0069] 化合物16 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（LOmmol)，特戊酸（0.25mmol)， 3, 5-二甲基-4-碘基异恶挫（0. 5mmol)，苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二 醇-400 (2. Og)，并引入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在100°C下反应31h。冷却到室 温，减压蒸除溶剂后柱层析分离得到产率90 %。
[0070] 实施例17
[0071] 化合物17 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，3_碘 苯并呋喃（〇. 5mmol)，2-呋喃基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400 (2. Og)，并引入一 个大气压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应24h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层 析分离得到产率89%。
[0072] 实施例18
[0073] 化合物18 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，雌酮 基芳碘（〇. 5mmol)，苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400 (2. Og)，并引入一个大气 压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应15h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分离 得到产率80%。
[0074] 实施例19
[0075] 化合物19 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，4_三 氟甲基碘苯（0. 5mmol)，4-氯苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400(2.0g)，并引入 一个大气压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应9h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱 层析分离得到产率81 %。
[0076] 实施例20
[0077] 化合物20 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)，4_碘 联苯（0. 5mmol)，2,4_二甲基苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-400(2. 0g)，并引入 一个大气压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应12h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱 层析分离得到产率89%。
[0078] 实施例21
[0079] 化合物21 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（2. Ommol)，特戊酸（0. 5mmol)，1， 4-二碘苯（0. 5mmol)，苯基三氟硼酸钾（I. 5mmol)和聚乙二醇-400 (2. Og)，并引入一个大气 压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应24h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱层析分离 得到产率70%。
[0080] 实施例22
[0081] 化合物22 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)， 1-氯-4-碘苯（0. 5mmol)，4-氯苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-1000(2.0g)，并 引入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应18h。冷却到室温，减压蒸除溶剂 后柱层析分离得到产率82%。
[0082] 实施例23
[0083] 化合物22 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)， 1_氯-4-碘苯（0. 5mmol)，4-轻甲基苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和叔戊醇（2. Og)，并引入 一个大气压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应24h。冷却到室温，减压蒸除溶剂后柱 层析分离得到产率80%。
[0084] 实施例24
[0085] 化合物22 : 25mL反应瓶中依次加入碳酸钠（1.0 mmol)，特戊酸（0. 25mmol)， 1-氯-4-碘苯（0. 5mmol)，4-氟苯基三氟硼酸钾（0. 75mmol)和聚乙二醇-2000(2.0g)，并 引入一个大气压的一氧化碳。反应混合物在l〇〇°C下反应24h。冷却到室温，减压蒸除溶剂 后柱层析分离得到产率72%。
【主权项】
1. 一种常压下无金属催化合成二芳甲酮的方法，其特征在于，以醇或醇的水溶液为溶 剂，无金属催化剂参与，在碱和酸的作用下，芳硼类化合物、芳基卤代物与一氧化碳直接交 叉偶联反应，制得二芳甲酮，反应通式表示如下：式中：X = Ur或Cl Ar-B表示芳基或杂芳基的硼酸、硼酸醋或氟硼酸盐，Ar' -X表示芳基或杂芳基的芳基 卤代物； Ar-B中的芳基为取代或非取代的苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基或芘基；杂芳基为取 代或非取代的呋喃基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、吡咯基、吲哚基和咔唑基、吡啶基、喹啉 基、异喹啉基、吡唑基、咪唑基、恶唑基、噻唑基、嘌呤基或哒嗪基； Ar' -X表示的芳基为取代或非取代的苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基或芘基；杂芳基为 取代或非取代的呋喃基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、噻吩基、吡咯基、吲哚基、咔唑基、吡啶 基、喹啉基、异喹啉基、吡唑基、咪唑基、恶唑基、噻唑基、嘌呤基或哒嗪基。2. 根据权利要求1所述的合成二芳甲酮的方法，其特征在于，以R表示Ar上的取代基， R单取代或多取代芳环上的氢；以R'表示Ar'上的取代基，R'单取代或多取代芳环上的氢； R任意选自氢、Cl~C12直链或支链的烷基、Cl~C12直链或支链的烷氧基、Cl~C12 直链或支链的氟取代烷基、C3~C12的环烷基、芳基或芳氧基、杂芳基或杂芳氧基、芳胺基 或杂芳胺基、氟、氯、溴、羟基、羧基、酯基、磺酰基、磺酸基、磺酸酯基或磷酸酯基；R'任意选 自氢、Cl~C12直链或支链的烷基、Cl~C12直链或支链的烷氧基、Cl~C12直链或支链 的氟取代烷基、C3~C12的环烷基、芳基或芳氧基、杂芳基或杂芳氧基、芳胺基或杂芳胺基、 氟、氯、溴、羟基、羰基、羧基、氰基、酯基、磺酰基、磺酸基、磺酸酯基、磷酸酯基或硝基。3. 根据权利要求2所述的合成二芳甲酮的方法，其特征在于，Ar或Ar'中的杂芳基吡咯 基、吲哚基、吡唑基、咪唑基、嘌呤基和咔唑基，其氮原子上的取代基任意选自氢、Cl~C12 直链或支链的烷基、Cl~C12直链或支链的氟取代烷基、C3~C12的环烷基、芳基或芳氧 基、杂芳基、対甲苯磺酰基、苄基、乙酰基、苯甲酰基、叔丁氧酰基或苯氧酰基。4. 根据权利要求1所述的合成二芳甲酮的方法，其特征在于，所述的杂芳基为含N或O 的五~十三元环的杂芳基。5. 根据权利要求1所述的合成二芳甲酮的方法，其特征在于，所述的芳硼类化合物、芳 基卤代物、酸和碱的摩尔比为1~4 : I : O~4 : 1~10。6. 根据权利要求1所述的合成二芳甲酮的方法，其特征在于，所述的方法中，一氧化碳 的压力为常压。7. 根据权利要求1所述的合成二芳甲酮的方法，其特征在于，所述的醇为甲醇，乙醇， 异丙醇，正丁醇，叔丁醇，叔戊醇，乙二醇，甘油，葡萄糖，或平均分子量为100~6000的聚乙 二醇；醇的水溶液中醇与水的体积比为: 〇~1000。8. 根据权利要求1所述的合成二芳甲酮的方法，其特征在于，所述的芳硼化合物与溶 剂的重量比为1 : 5~1000。9. 根据权利要求1所述的合成二芳甲酮的方法，其特征在于，所述的方法中，偶联反应 温度为50~250°C，反应时间为0. 5~60小时。
【专利摘要】本发明公开了一种常压下合成二芳甲酮类化合物的方法，在溶剂醇或醇的水溶液中，在碱和酸的作用下，无需过渡金属催化剂参与，芳基卤代物、芳硼类化合物与常压一氧化碳直接交叉偶联反应制备二芳甲酮类化合物。本发明的偶联反应制备二芳甲酮类化合物的方法，不使用任何金属催化剂，反应无需配体且活性好；反应常压进行且选择性高；底物来源广泛且稳定；底物官能团相容性好且底物的适用范围广；反应介质绿色且可以循环回收。在优化的反应条件之下，目标产品分离收率高达97％。
【IPC分类】C07C205/45, C07C45/49, C07C253/30, C07D307/83, C07D261/12, C07C201/12, C07C49/784, C07C49/782, C07B41/06, C07C49/84, C07C49/83, C07C49/813, C07C255/56, C07D333/32, C07J1/00, C07D213/50
【公开号】CN104892335
【申请号】CN201510246960
【发明人】韩维, 金凤莉
【申请人】南京师范大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月14日
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