一种芳炔的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种合成芳炔的新方法，属于化工技术领域。该方法先以硫酰氟与2-三烷基（或芳基）硅基苯酚为起始原料合成新型的芳炔前体，然后使其与碱作用生成芳炔（活性中间体）。该活性中间体在原位与其它化合物发生化学反应。该方法底物氟原子含量低，具有高原子经济性，并有效减少反应及后处理过程中氟对环境造成污染和对人体造成伤害；同时原料廉价易得，合成工艺简单，反应条件温和，后处理过程简单、产率高，有利于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种芳炔的合成方法
本专利技术属于化工领域，涉及一种合成芳炔的方法，尤其涉及一种使用硫酰氟与2-三烷基（或芳基）硅基苯酚合成的新型芳炔前体，该前体再与碱作用合成芳炔的方法。
技术介绍
芳炔是一类十分有用的高活性的有机合成中间体，它们被广泛应用于环加成反应、亲核加成反应和过渡金属催化的反应，常用来构建多取代的芳香化合物。芳炔的结构式如下：式中，A、B、C、D为碳、氮、氧、硫、硼、磷或硒等；R1为氢，卤素，烷基，烷氧基，芳基或取代芳基，杂环芳基或取代杂环芳基，硝基，酰基，酯基，硅基；或为与芳香炔或杂环芳炔形成的三元环以上桥环。1983年，Kobayashi合成了一种新的芳炔前体——邻三甲基硅芳基三氟磺酸酯（Himeshima,Y.;Sonoda,T.;Kobayashi,H.Chem.Lett.1983,1211.），由于该前体化学性质稳定，在含氟的碱的作用下，很容易地转化为芳炔，成为目前广泛用来合成芳炔的方法。然而邻三甲基硅芳基三氟磺酸酯在碱性条件下水解稳定性低（Choy,P.Y.;Chow,W.K.;So,C.M.;Lau,C.P.;Kwong,F.Y.Chem.－Eur.J.2010,16,9982.），且需要用Tf2O、PhNTf2或者Comins’试剂来合成，这类试剂或是不稳定，或是十分昂贵。再者，邻三甲基硅芳基三氟磺酸酯常常需要含氟的碱作为促进剂才能在温和条件下高产率的生成芳炔，该反应的副产物三氟甲磺酸盐具有潜在的遗传毒性。近年来，有文献报道了两种新的芳炔前体的合成方法（Ikawa,T.;Nishiyama,T.;Nosaki,T.;Takagi,A.;Akai,S.Org.Lett.2011,13,1730;Kovács,S.;Csincsi,??.I.;Nagy,T.Z.;Boros,S.;Timári,G.;Novák,Z.Org.Lett.,2012,14,2022.）。其中Akai小组将芳炔前体的生成和芳炔生成集于一锅来反应，充分利用合成芳炔前体时所解离下来的氟阴离子作为氟源来促使芳炔的生成。但该方法所用的芳炔前体自身仍有九个氟原子，这些氟原子并不能充分利用到反应中，造成原子经济性较低。此外，该方法还需要在加热条件下才能进行。而Novák小组用N,N-硫酰二咪唑替代三氟甲磺酸酐合成的芳炔前体解决了传统的三氟甲磺酸盐副产物的遗传毒性问题，提供了一种合成芳炔的新方法，但其仍需要额外的氟源来促使芳炔的生成，且其原料昂贵，不利于工业化生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种采用新型芳炔前体与碱作用生成芳炔的方法。本专利技术合成芳炔的方法如下：（1）芳炔前体的合成：以硫酰氟与2-三烷基（或芳基）硅基苯酚为起始原料，以二氯甲烷为溶剂，三乙胺为催化剂，于室温反应0.5~8h，反应结束后，减压旋干溶剂，硅胶柱层析分离纯化，得到芳炔前体；起始原料2-三烷基（或芳基）硅基苯酚的结构式如下：产物芳炔前体的结构式如下：上述结构式中，A、B、C、D为碳、氮、氧、硫、硼、磷或硒；R1为氢，卤素，烷基，烷氧基，芳基或取代芳基，杂环芳基或取代杂环芳基，硝基，酰基，酯基，硅基，或为与芳香炔或杂环芳炔形成的三元环以上的桥环；R2、R3、R4分别为含有1-4个碳原子的烷基或芳基；R2、R3、R4可以相同，也可不同；硫酰氟与2-三烷基（或芳基）硅基苯酚的摩尔比为1:1~5:1；催化剂三乙胺与2-三烷基（或芳基）硅基苯酚的摩尔比为1:1~3:1。（2）芳炔的生成：以芳炔前体和碱为原料，在有机溶剂中，相转移催化剂作用下，于-20～80℃反应8～24h即得。芳炔前体与碱的摩尔比为5:1～1:5，优选1:1；碱为碱金属或碱土金属的氢氧化物、烷氧化物、碳酸盐、磷酸盐或氟化物，例如：碳酸铯，氢氧化铯，氟化铯，氢氧化钾，氟化钾，叔丁醇钾，磷酸钾，氢氧化钠等。碱也可为1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯（DBU）、胍类化合物、磷氮烯类化合物（phosphazene）、四丁基氟化铵（TBAF）、四正丁基铵、二氟代三苯基硅酸盐（TBAT）等有机强碱。有机溶剂为乙腈、四氢呋喃、1,4-二氧六环、二氯甲烷、二氯乙烷、甲苯中的至少一种，以乙腈为最好。相转移催化剂为18-冠醚-6，15-冠醚-5，四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基碘化铵或四丁基硫酸氢铵，优选18-冠醚-6。芳炔前体与相转移催化剂的摩尔比为1:0~1:4，优选3:2。由于芳炔本身十分不稳定，反应都是原位生成，反应时直接与芳炔捕获剂（主要为不同取代的叠氮化合物、2-甲基呋喃或苯甲酰乙酸乙酯）混合，反应结束后直接得到相应的加成产物。本专利技术相对现有技术具有以下优点：1、本专利技术以2-三烷基（或芳基）硅芳基氟磺酸酯作为芳炔前体，与碱作用生成芳炔，底物氟原子含量低，具有高原子经济性，并有效减少反应及后处理过程中氟对环境造成污染和对人体造成伤害；2、原料廉价易得，合成工艺简单，反应条件温和，后处理过程简单、产率高，有利于工业化生产。具体实施方式下面通过具体实施例对一些比较典型的芳炔前体及芳炔的合成方法作进一步说明。由于芳炔本身十分不稳定，反应都是原位生成，我们分别使用了不同取代的叠氮化合物、2-甲基呋喃和苯甲酰乙酸乙酯来作为芳炔捕获剂。实施例1、苯炔的合成及其与苄基叠氮的反应（1）芳炔前体2a的合成：在25mL圆底烧瓶中，加入二氯甲烷10mL、2-三甲基硅基苯酚（1.66g，10mmol）、三乙胺（1.66mL，12mmol），待体系在室温搅拌2h后，通入等摩尔量的硫酰氟气体，于室温反应4h，反应结束后，减压旋干溶剂，硅胶柱层析分离纯化（洗脱液：石油醚），得到芳炔前体2a。反应式如下：苯炔前体2a的表征数据如下：1HNMR(300MHz,CDCl3)δ7.55(dd,J=7.5,1.8Hz,1H),7.52–7.42(m,1H),7.41–7.32(m,2H),0.37(s,9H).13CNMR(75MHz,CDCl3)δ156.55,137.09,132.96,132.18,128.71,119.84,-0.00.19FNMR(282MHz,CDCl3)δ42.34。（2）苯炔的合成及其与苄基叠氮的反应：在5mLSchlenk反应瓶中，依次加入Cs2CO3（97.7mg，0.3mmol）、18-冠醚-6（52.9mg，0.2mmol）、1mL乙腈、芳炔前体2a（74.4mg，0.3mmol）和苄基叠氮3a（26.6mg，0.2mmol），在30℃氮气气氛下搅拌反应8h；反应结束后，进行硅胶柱层析分离纯化，洗脱液为石油醚（60~90℃）/乙酸乙酯=10:1（v/v），得到目标产物4aa（35.7mg,收率85%）。反应式如下：目标产物4aa的表征数据如下：1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.05(d,J=8.0Hz,1H),7.40–7.22(m,8H),5.83(s,2H).13CNMR(75MHz,CDCl3)δ146.32,134.75,132.78,128.99,128.46,127.57,127.41,123.93,120.02,109.75,52.23。实施例2、苯炔的合成及其与叠氮苯的反应（1）苯炔前体的合成：同实施例1。（2）苯炔的合成及其与叠氮苯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成芳炔的方法，包括以下步骤：（1）芳炔前体的合成：以硫酰氟与2‑三烷基（或芳基）硅基苯酚为起始原料，以二氯甲烷为溶剂，三乙胺为催化剂，于室温反应0.5~8 h，反应结束后，除去溶剂，硅胶柱层析分离纯化，得到芳炔前体；（2）芳炔的生成：以芳炔前体和碱为原料，在有机溶剂中，相转移催化剂作用下，于‑20～80℃反应8～24h即得。

【技术特征摘要】
1.一种合成芳炔的方法，包括以下步骤：（1）芳炔前体的合成：以硫酰氟与邻硅基取代的酚为起始原料，以二氯甲烷为溶剂，三乙胺为催化剂，于室温反应0.5~8h，反应结束后，除去溶剂，硅胶柱层析分离纯化，得到芳炔前体；所述邻硅基取代的酚的结构式如下：产物芳炔前体的结构式如下：上述结构式中，A、B、C、D为碳；R1为氢，卤素，烷基，烷氧基，芳基或取代芳基，杂环芳基或取代杂环芳基，硝基，酰基，酯基，硅基；R2、R3、R4分别为含有1-4个碳原子的烷基或芳基；（2）芳炔的生成：以芳炔前体和碱为原料，在有机溶剂中，相转移催化剂作用下，于-20～80℃反应8～24h即得。2.如权利要求1所述合成芳炔的方法，其特征在于：步骤（1）中，硫酰氟与邻硅基取代的酚的摩尔比为1:1-5:1。3.如权利要求1所述合成芳炔的方法，其特征在于：步骤（1）中，催化剂三乙胺与邻硅基取代的酚的摩尔比为1:1~3:1。4.如权利要求1所述合...

【专利技术属性】
技术研发人员：许兆青，陈巧，于红梅，王国强，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62