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一種二芳基酮的制備方法與流程

文檔序號:11568927閱讀:494來源:國知局
本發明涉及一種二芳基酮的制備方法,具體地說,涉及一種取代硝基苯與芳乙酸酯在堿作用下于空氣或氧氣氛圍發生多步轉化制備二芳基酮的方法。
背景技術
:二芳基酮是一類重要的分子砌塊,廣泛用于醫藥、天然產物、功能材料和農用化學品等。芳基酮的制備方法主要包括friedel-crafts酰化法(g.a.olah,friedel-craftschemistry,wiley,newyork,1973;g.sartori,r.maggi,advancesinfriedel-craftsacylationreactions,crcpress,bocaraton,fl,2010),過渡金屬催化偶聯法(xiao,etal,eur.j.org.chem.,2015,36,7919-7925及引用的文獻),一氧化碳插入法(lászlókollár,moderncarbonylationmethods,wiley,weinheim,2008;h.m.colquhoun,d.j.thompsonandm.v.twigg,carbonylation:directsynthesisofcarbonylcompounds,springer,newyork,1991),仲醇氧化法(m.hudlicky,oxidationsinorganicchemistry,americanchemicalsociety,washington,dc,1990;m.fernandez,g.tojo,oxidationofalcoholstoaldehydesandketones:aguidetocurrentcommonpractice,springer,newyork,2006)和二芳基甲烷氧化法(shen,etal,tetrahedron,2015,71,6733-6739及引用的文獻)。其中,friedel-crafts酰化法需要使用過量的酰氯和lewis酸,對設備易造成腐蝕,對設備要求高,同時產生嚴重的三廢;過度金屬催化偶聯法通常需要在偶聯組分引入導向基團,且需使用毒性較大或(且)昂貴的金屬催化劑,容易造成金屬離子殘留;一氧化碳插入法不僅需要使用貴金屬催化劑,而且需要在高壓操作,因而對設設備要求高,且安全性差;仲醇氧化法和二芳基甲烷氧化法則常需要使用當量甚至過量的化學氧化劑,產生大量三廢,即使有使用氧氣或空氣的方法報道,但一般需要金屬催化劑或催化量的化學氧化劑。技術實現要素:本發明的目的是提供一種原料易得、工藝簡單的二芳基酮制備方法。本發明所提供的二芳基酮的合成方法,是將取代硝基苯與芳乙酸酯溶于有機溶劑中,加入堿,在0-60oc下于空氣或氧氣氛圍反應0.5-24小時,得到二芳基酮;所述取代硝基苯與芳乙酸酯的摩爾比為0.5:1~5:1,所述堿與芳乙酸酯的摩爾比為1:1~5:1。在上述方法中,所述的取代硝基苯如式ii所示,所述的芳乙酸酯如式iii所示:其中,r1~r5為氫,烷基,烷氧基,鹵素,酯基,硝基,氰基,其中r1或r5與r3至少一個為硝基;ar為取代芳基;所述取代芳基的取代基選自:鹵素,烷基,烷氧基,氰基,三氟甲基;r6為c1~c4直鏈或支鏈烷基。上述方法中的有機溶劑是指烷基砜、低級叔酰胺、醚、羧酸酯、烷基腈、鹵代烴,通常是指二甲基亞砜、n,n-二甲基甲酰胺、四氫呋喃、乙酸乙酯、乙腈、二氯甲烷,優選二甲基亞砜。上述方法中加入的堿是指低級醇的堿金屬鹽、氫氧堿、氫化堿,通常是指叔丁醇鈉、叔丁醇鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫化鈉,優選叔丁醇鈉、叔丁醇鉀、氫化鈉。本發明的特點是:以易得的硝基芳烴(式ii所示化合物)與芳乙酸酯(式iii所示化合物)在堿的作用下于空氣或氧氣氛圍中發生交叉偶聯,一步即得目標物(式i所示化合物),克服了現有技術中的一些不足,如酰氯/lewis酸體系:有毒、易水解和強腐蝕;一氧化碳/金屬催化體系:高壓、安全性低和重金屬殘留;醛/金屬催化體系:原料易氧化、需導向基團和重金屬殘留。下面結合具體實例對本發明做進一步詳細說明。具體實施方式下述實施例中所用方法如無特別說明均為常規方法。實施例1、用硝基苯與苯乙酸甲酯的偶聯制備(4-硝基苯基)苯基甲酮為例說明反應操作并檢測不同溶劑對偶聯反應的影響(以式所示i-1化合物為例)將硝基苯(0.4mmol)、苯乙酸甲酯(0.2mmol)、不同反應溶劑(0.5ml)(二甲基亞砜,n,n-二甲基甲酰胺,四氫呋喃,乙酸乙酯,乙腈,二氯甲烷)和叔丁醇鈉(0.4mmol)依次加入反應瓶內,敞口于45℃反應8小時。往反應液中依次加入水、稀鹽酸,乙酸乙酯萃取,硅膠柱層析分離出偶聯產物,計算分離收率如表1所示,其中,在二甲基亞砜中目標產物酮的收率獲得最高值,為80%,將最佳溶劑定為二甲基亞砜。黃色固體,mp132-134℃。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.34(d,j=8.6hz,2h),7.94(d,j=8.6hz,2h),7.80(d,j=7.7hz,2h),7.66(t,j=7.4hz,1h),7.53(t,j=7.7hz,2h).13cnmr(101mhz,cdcl3)δ194.82,149.84,142.90,136.30,133.49,130.71(2c),130.11(2c),128.70(2c),123.56(2c)。表1不同反應溶劑對偶聯反應的影響反應溶劑二甲基亞砜n,n-二甲基甲酰胺四氫呋喃乙酸乙酯乙腈二氯甲烷分離收率(%)803540102510實施例2、反應溫度對本發明的偶聯反應的影響除反應溫度不同(10℃、15℃、25℃、35℃、45℃、60℃)外,其他反應條件均與實施例1相同,檢測反應溫度對偶聯反應收率的影響。反應結束后,目標酮的分離收率測定結果如表2所示,表明隨著反應溫度的變化,偶聯反應的收率存在一個最佳值,將最佳反應溫度定為45℃。表2不同溫度對脫氫偶聯反應的影響反應溫度(oc)101525354560分離收率(%)506570778080實施例3、不同堿對本發明的偶聯反應的影響除反應堿不同(叔丁醇鈉、叔丁醇鉀、氫化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鉀、dbu)外,其他反應條件均與實施例1相同,檢測堿的種類對偶聯反應收率的影響。反應結束后,目標酮的分離收率測定結果如表3所示,表明較強的堿都能促進偶聯反應,所測試的堿中叔丁醇堿和氫化堿最好,尤以叔丁醇鈉最佳。表3不同堿對脫氫偶聯反應的影響堿叔丁醇鈉叔丁醇鉀氫化鈉氫氧化鉀氫氧化鈉碳酸鉀或dbu分離收率(%)80756520500實施例4、硝基苯與苯乙酸甲酯的比例對本發明的偶聯反應的影響除硝基苯與苯乙酸甲酯的摩爾比例不同(1:1,2:1,3:1,4:1,10;1)外,其他反應條件均與實施例1相同,檢測硝基苯與苯乙酸甲酯的摩爾比例對偶聯反應收率的影響。反應結束后,目標酮的分離收率測定結果如表4所示,表明隨著硝基苯與苯乙酸甲酯的摩爾比例的變化,偶聯反應的收率存在一個最佳值,將硝基苯與苯乙酸甲酯的最佳摩爾比例定為2:1。表4硝基苯/苯乙酸甲酯摩爾比對偶聯反應的影響硝基苯與苯乙酸甲酯比(mol/mol)0.51235分離收率(%)3045808079實施例5、堿與苯乙酸甲酯的比例對本發明的偶聯反應的影響除堿與苯乙酸甲酯的摩爾比例不同(1:1,2:1,3:1,4:1,10;1)外,其他反應條件均與實施例1相同,檢測堿與苯乙酸甲酯的摩爾比例對偶聯反應收率的影響。反應結束后,目標酮的分離收率測定結果如表4所示,表明隨著堿與苯乙酸甲酯的摩爾比例的變化,偶聯反應的收率存在一個最佳值,將堿與苯乙酸甲酯的最佳摩爾比例定為2:1。表5堿/苯乙酸甲酯摩爾比對偶聯反應的影響堿與苯乙酸甲酯比(mol/mol)12345分離收率(%)5080807370實施例6、式所示i-2化合物的合成將硝基苯(0.4mmol)、間甲氧基苯乙酸甲酯(0.2mmol)、二甲基亞砜(0.5ml)和叔丁醇鈉(0.4mmol)依次加入反應瓶內,敞口于45℃反應8小時。往反應液中依次加入水、稀鹽酸,乙酸乙酯萃取,硅膠柱層析分離出偶聯產物,收率43%,黃色固體,mp75-76℃。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.34(d,j=8.3hz,1h),7.94(d,j=8.3hz,1h),7.42(t,j=7.9hz,1h),7.37(s,1h),7.31(d,j=7.5hz,1h),7.20(d,j=8.2hz,1h),3.88(s,2h).13cnmr(101mhz,cdcl3)δ194.64,159.86,149.83,142.95,137.55,130.70(2c),129.63,123.53(2c),122.94,119.91,114.28,55.56.實施例7、式所示i-3化合物的合成除芳乙酸酯為鄰甲氧基苯乙酸甲酯外,其他反應條件均與實施例6相同,收率41%。黃色固體,mp88-90℃。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.28(d,j=8.2hz,1h),7.92(d,j=8.2hz,1h),7.55(t,j=7.9hz,1h),7.48(d,j=7.5hz,1h),7.10(t,j=7.5hz,1h),7.01(d,j=8.4hz,1h),3.69(s,1h).13cnmr(101mhz,cdcl3)δ194.84,157.68,149.98,143.16,133.36,130.29(2c),127.39,123.43(2c),120.99,111.56,55.50.實施例8、式所示i-4化合物的合成除芳乙酸酯為對甲基苯乙酸甲酯外,其他反應條件均與實施例6相同,收率37%。黃色固體,mp122-123℃1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.34(d,j=8.4hz,2h),7.91(d,j=8.4hz,2h),7.71(d,j=7.9hz,2h),7.32(d,j=7.9hz,2h),2.47(s,3h).13cnmr(101mhz,cdcl3)δ194.56,149.69,144.61,143.34,133.64,130.58(2c),130.35(2c),129.40(2c),123.51(2c),21.78.實施例9、式所示i-5化合物的合成除芳乙酸酯為鄰甲基苯乙酸甲酯外,其他反應條件均與實施例6相同,收率38%。黃色液體。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.31(d,j=8.5hz,2h),7.95(d,j=8.5hz,2h),7.46(t,j=7.2hz,1h),7.35–7.28(m,3h),2.38(s,3h).實施例10、式所示i-6化合物的合成除芳乙酸酯為對三氟甲基苯乙酸甲酯外,其他反應條件均與實施例6相同,收率38%。白色固體,mp114-115℃。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.72?7.75(m,2h),7.83-7.91(m,4h),8.28-8.31(m,2h).實施例11、式所示i-7化合物的合成除芳乙酸酯為鄰氯苯乙酸甲酯外,其他反應條件均與實施例6相同,收率63%。黃色固體,mp83-85℃。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.31(d,j=8.3hz,2h),7.96(d,j=8.3hz,2h),7.54–7.48(m,2h),7.47–7.40(m,3h).實施例12、式所示i-8化合物的合成除芳乙酸酯為對氯苯乙酸甲酯外,其他反應條件均與實施例6相同,收率55%。白色固體,mp112-114℃。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.35(d,j=8.3hz,2h),7.92(d,j=8.3hz,2h),7.76(d,j=8.2hz,2h),7.51(d,j=8.1hz,2h)。實施例13、式所示i-9化合物的合成除取代硝基苯為間氯硝基苯、芳乙酸酯為苯乙酸甲酯外,其他反應條件均與實施例6相同,收率90%。黃色固體,mp93-94℃。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.36(s,1h),8.25(d,j=8.4hz,1h),7.79(d,j=8.0hz,2h),7.67(t,j=7.4hz,1h),7.57(d,j=8.4hz,1h),7.51(t,j=7.6hz,2h)。實施例14、式所示i-10化合物的合成除取代硝基苯為間氯硝基苯、芳乙酸酯為對三氟基苯乙酸甲酯外,其他反應條件均與實施例6相同,收率69%。黃色固體,mp98-100℃1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.38(s,1h),8.29(d,j=8.4hz,1h),7.91(d,j=8.1hz,2h),7.78(d,j=8.1hz,2h),7.60(d,j=8.4hz,1h).13cnmr(101mhz,cdcl3)δ192.39,149.22,143.46,138.00,135.80,135.47,132.65,130.19,129.85,126.08(q.j=14.8hz,cf3),125.48,124.70,122.17.當前第1頁12
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