一种制备二芳基甲烷类化合物的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备二芳基甲烷类化合物的方法，具体为首次采用镍(II)配合物作为单组分催化剂，在金属镁的存在下，催化苄基氯代烃与芳基卤代烃交叉偶联反应制得二芳基甲烷类化合物，原料来源相对容易、成本低，操作简便，反应条件温和，产物收率高；避免了直接使用敏感的格氏试剂，简化反应条件，保证反应安全。本发明专利技术公开的制备方法反应条件温和，可以避免使用敏感的格氏试剂和多组份催化体系，对芳基氟代烃与芳基氯代烃都有很高的催化活性，反应完成后进行简单柱层析便可得最终产物；并且反应所用原料来源广泛，符合当代绿色化学发展的要求和方向，具备工业应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种制备二芳基甲烷类化合物的方法
本专利技术属于有机化合物的制备
，具体涉及一种二芳基甲烷类化合物的催化制备方法。
技术介绍
二芳基甲烷类化合物可用作聚合物和药品制备的中间体，作为重要的结构单元，广泛存在于药物分子和高分子中（参见：Liégault,B.;Renaud,J.L.;Bruneau,C.Chem.Soc.,Rev.,2008,37,290;Conn,M.M.;Rebek,J.Chem.Rev.,1997,97,1647）。二芳基甲烷类化合物在药物合成中，特别是抗变态药物合成中有广泛的应用。研究和开发二芳基甲烷类化合物的合成工艺，拓展其应用，不仅有重要的学术意义，更有重大的工业意义。合成这类化合物的传统方法主要是钯系催化剂催化的亲电试剂和亲核试剂的交叉偶联反应，亲核试剂往往要用到一些金属有机试剂（如有机锌试剂，格氏试剂）。相比较钯的昂贵价格，价格低廉的镍系催化剂在工业化应用中是更具优势的。因此，开发镍系催化剂催化的二芳基甲烷类化合物的合成方法正受到越来越多的关注。这些方法主要分为两类，一类是苄基格氏试剂与芳基卤代烃的交叉偶联反应，如以镍碳体系为催化剂可以实现苄基格氏试剂与芳基氯代烃的交叉偶联而合成了二芳基甲烷类化合物（参见：Lipshutz,B.H.;Tomioka,T.;Blomgren,P.A.;Sclafani,J.A.Inorg.Chim.Acta,1999,296,164.）；另一类是芳基格氏试剂与苄基卤代烃的交叉偶联反应，如以二乙腈基二氯化镍和含氮双膦配体组成的催化体系可以催化苯基格氏试剂与苄基氯代烃的交叉偶联来制备二芳基甲烷类化合物（参见：Ghosh,R.;Sarkar,A.J.Org.Chem.,2010,75,8283）。以上两类反应都需要用到对空气和湿度敏感的格氏试剂，它们本身还具有一定的危险性，因此整个反应过程需要采取严格的安全控制措施，这将会增加工业化生产的操作难度，具有显而易见的局限性。为了避免直接使用敏感的格氏试剂等金属有机试剂，人们最近开发了通过双亲电试剂的交叉偶联反应来合成二芳基甲烷类化合物的新方法。例如，在锌粉的存在下，由无水二氯化镍和丁烯酸乙酯组成的催化体系可以催化芳基碘代烃和苄溴的交叉偶联反应而合成了二芳基甲烷类化合物，其典型的反应条件为：锌粉用量为4-甲氧基碘苯的3倍，无水二氯化镍的用量为50mol%，丁烯酸乙酯的用量为90mol%，苄溴用量为4-甲氧基碘苯的2倍，在吡啶和乙腈混合溶剂中反应8小时，反应温度为25℃，产率为62%（参见：Yan,C.S.;Peng,Y.;XuX.B.;Wang,Y.W.Chem.Eur.J.,2012,18,6039）；这一合成方法的主要缺陷是只能以价格比较贵的芳基碘代烃为反应原料，并且催化剂和配体的用量都过大，目标产物得率偏低。比如由三水合二溴化镍、联吡啶与酞菁钴(II)组成的混合体系可以催化苄基甲磺酸酯与芳基卤代烃的交叉偶联而合成了二芳基甲烷类化合物，其典型的反应条件为：以芳基卤代烃的用量为基准，锌粉的用量为芳基卤代烃的2倍，三水合二溴化镍的用量为7mol%，联吡啶的用量为5mol%，酞菁钴(II)的用量为1mol%，以N，N’-二甲基乙酰胺为溶剂、N，N’-二异丙基乙胺为碱，首先通过苄甲醇与甲基磺酸酐的原位反应生成苄基甲磺酸酯，随后加入溴苯，反应24小时，产率为83%（参见：Ackerman,L.K.G.;Anka-Lufford,L.L.;NaodovicM.;Weix,D.J.Chem.Sci.,2015,6,1115）；该方法仍存在一些缺点：如需要引入共催化剂酞菁钴(II)来提高反应的选择性，镍催化剂用量仍待降低，所用芳基卤代烃主要为活性较高的芳基碘代烃与芳基溴代烃，不能以相对价廉易得、但活性偏低的芳基氯代烃为合成原料等。现有的制备二芳基甲烷类化合物的方法存在反应条件苛刻、原料来源复杂不易得、催化体系复杂、催化剂用量大、需要使用过量配体，投料速度慢的特点，尤其还存在反应底物主要局限在芳基溴代烃或者芳基碘代烃。与芳基溴代烃或者芳基碘代烃相比，芳基氯代烃是具有明显的价格优势和多样性的，更具商业应用前景，但是现有制备方法对芳基氯代烃参与的交叉偶联反应无催化活性。此外，芳基氟代烃由于碳-氟键的惰性一般很少用于碳－碳键的构建，至今未见以芳基氟代烃为底物简单制备二芳基甲烷类化合物，若能以芳基氟代烃为反应底物对于开发高效镍系催化剂、探索氟代烃的转换和商业应用、拓展二芳基甲烷类化合物的种类有极大价值。因此寻找一种原料来源简单广泛、反应过程稳定、操作简便的制备方法以高效合成二芳基甲烷类化合物是很有必要的，同时该方法还需要对芳基氯代烃、芳基氟代烃参与的交叉偶联反应也有较高催化活性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种原料来源简单广泛、反应过程稳定、操作简便的制备方法，以简单、安全、高效地制备二芳基甲烷类化合物。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种制备二芳基甲烷类化合物的方法，包括以下步骤：在无水无氧条件下，在惰性气体中，依次将催化剂、金属镁和醚类溶剂加到反应器中，然后于-20～30℃下加入芳基卤代烃和苄基氯代烃，搅拌10～30分钟；然后于0～60℃反应1～10小时，得到二芳基甲烷类化合物；所述催化剂的分子式为Ni(PPh3)[(RNCHCHNR)C]Br2，其中PPh3为三苯基膦，R为叔丁基；所述芳基卤代烃为芳基氯代烃、芳基溴代烃、芳基碘代烃或者芳基氟代烃。上述技术方案中，所述惰性气体为氩气或者氮气。上述技术方案中，所述苄基氯代烃为卞氯、4-甲氧基卞氯、3-甲氧基苄氯或者4-叔丁基苄氯。优选的技术方案中，所述醚类溶剂为四氢呋喃；所述金属镁是镁屑（Magnesium,99.9+,turnings,Acros）。本专利技术的技术方案不仅适用芳基单卤代烃，也适用于芳基双卤代烃；当芳基卤代烃为芳基单卤代烃时，催化剂、金属镁、芳基卤代烃和苄基氯代烃的摩尔比为（0.01～0.02）∶1.3∶1∶1.2；当芳基卤代烃为芳基双卤代烃时，催化剂、金属镁、芳基卤代烃和苄基氯代烃的摩尔比为（0.01～0.02）∶2.6∶1∶2.4。现有技术未见芳基双卤代烃与苄基氯代烃反应制备二芳基甲烷类化合物的方法，本专利技术中芳基卤代烃为芳基双卤代烃时，产物收率高达90%，取得了意想不到的技术效果。优选的技术方案中，所述芳基卤代烃为芳基碘代烃，以物质的量计，催化剂用量为芳基碘代烃的1%；当芳基卤代烃为芳基碘代烃时，在无水无氧条件下，在惰性气体中，依次将催化剂、金属镁和溶剂四氢呋喃加到反应器中，然后于-20℃下加入芳基碘代烃和苄基氯代烃，搅拌30分钟；然后于25℃反应1小时，得到二芳基甲烷类化合物。优选的技术方案中，所述芳基卤代烃为芳基溴代烃，以物质的量计，催化剂用量为芳基溴代烃的1%；当芳基卤代烃为芳基溴代烃时，在无水无氧条件下，在惰性气体中，依次将催化剂、金属镁和溶剂四氢呋喃加到反应器中，然后于-10℃下加入芳基溴代烃和苄基氯代烃，搅拌25分钟；然后于25℃反应1小时，得到二芳基甲烷类化合物。优选的技术方案中，所述芳基卤代烃为芳基氯代烃，以物质的量计，催化剂用量为芳基氯代烃的1%；当芳基卤代烃为芳基氯代烃时，在无水无氧条件下，在惰性气体中，依本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备二芳基甲烷类化合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：在无水无氧条件下，在惰性气体中，依次将催化剂、金属镁和醚类溶剂加到反应器中，然后于‑20～30℃下加入芳基卤代烃和苄基氯代烃，搅拌10～30分钟；然后于0～60℃反应1～10小时，得到二芳基甲烷类化合物；所述催化剂的分子式为Ni(PPh3)[(RNCHCHNR)C]Br2，其中PPh3为三苯基膦，R为叔丁基；所述芳基卤代烃为芳基氯代烃、芳基溴代烃、芳基碘代烃或者芳基氟代烃。

【技术特征摘要】
1.一种制备二芳基甲烷类化合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：在无水无氧条件下，在惰性气体中，依次将催化剂、金属镁和醚类溶剂加到反应器中，然后于-20～30℃下加入芳基卤代烃和苄基氯代烃，搅拌10～30分钟；然后于0～60℃反应1～10小时，得到二芳基甲烷类化合物；所述催化剂的分子式为Ni(PPh3)[(RNCHCHNR)C]Br2，其中PPh3为三苯基膦，R为叔丁基；所述芳基卤代烃为芳基氯代烃、芳基溴代烃、芳基碘代烃或者芳基氟代烃。2.根据权利要求1所述制备二芳基甲烷类化合物的方法，其特征在于：所述惰性气体为氩气或者氮气。3.根据权利要求1所述制备二芳基甲烷类化合物的方法，其特征在于：所述金属镁是镁屑；所述醚类溶剂为四氢呋喃。4.根据权利要求1所述制备二芳基甲烷类化合物的方法，其特征在于：所述苄基氯代烃为苄氯、4-甲氧基苄氯、3-甲氧基苄氯或者4-叔丁基苄氯。5.根据权利要求1所述制备二芳基甲烷类化合物的方法，其特征在于：所述芳基卤代烃为芳基单卤代烃或者芳基双卤代烃；当芳基卤代烃为芳基单卤代烃时，催化剂、金属镁、芳基卤代烃和苄基氯代烃的摩尔比为（0.01～0.02）∶1.3∶1∶1.2；当芳基卤代烃为芳基双卤代烃时，催化剂、金属镁、芳基卤代烃和苄基氯代烃的摩尔比为（0.01～0.02）∶2.6∶1∶2.4。6.根据权利要求5所述制备二芳基甲烷类化合物的方法，其特征在于：当芳基卤代烃为芳基氟代烃时，催化剂用量为芳基氟代烃摩尔量的2%；当芳基卤代烃为芳基氯代烃、...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宏枚，张杰，许槿，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32