利用Suzuki偶联反应合成联苯羧酸类化合物的方法技术

本发明专利技术一种利用Suzuki偶联反应合成联苯羧酸类化合物的方法，以溴代芳烃与芳基硼酸为原料，以水溶性富勒烯纳米钯作为催化剂，所述的Suzuki偶联反应方程式如下：

【技术实现步骤摘要】
利用Suzuki偶联反应合成联苯羧酸类化合物的方法
本专利技术属于有机化学合成领域，涉及一种水溶性富勒烯纳米钯催化溴代芳烃与芳基硼酸发生Suzuki偶联反应合成联苯羧酸类化合物的方法，特别是利用Suzuki偶联反应合成联苯羧酸类化合物的方法。
技术介绍
联苯羧酸类化合物是常见的医药中间体、液晶材料、高分子材料单体，也是治疗某些疾病的原料药，在医药领域、有机合成等方面具有极其广泛的应用。此类化合物的合成通常要经过一系列芳香化反应、重氮化反应、Friedel-Crafts酰基化反应、Baeyer-Villiger重排反应、氧化水解反应、Kolbe-Schmitt反应等，最终才能获得产物，传统合成方法步骤繁多、反应条件苛刻、副反应多、分离纯化困难、产率较低、环境污染严重等。目前，钯催化的Suzuki偶联反应形成芳基-芳基键是当前有机化学中最重要的反应之一，是催化有机合成化学的研究热点。该反应具有较强的底物适应性及官能团容忍性，受空间位阻基团影响小，反应条件温和在室温下空气中即可完成，几乎不会产生副产物而且反应后处理比较简单等优点，从而广泛应用于医药中间体、液晶材料、有机功能材料、农药、工程材料等领域。钯催化Suzuki偶联反应虽然取得了长足的进展，却依然存在较大的发展的空间，Suzuki偶联反应所用催化剂是这个反应最精髓的地方，也是最新最有挑战性的一个领域。近年来，许多负载型纳米金属催化剂被设计合成，并对很多反应体系起到了较好的催化效果。负载型过渡金属催化剂凭借其载体来源广泛、价廉易得、溶剂适用性广、较高的热稳定性和机械强度、易于纯化和回收等优点成为科学工作者竞相研究的对象。负载型过渡金属催化剂的制备方法主要分为两种，一种是通过将过渡金属或者金属配合物吸附于载体表面来实现，另外一种是通过化学键联的手段，先在载体表面上接枝具有特殊功能的基团，再经由配位方式将过渡金属载于功能基团上。目前，负载型催化剂所用载体主要有无机氧化物、活性炭、有机高分子聚合物、离子液体、有机-无机杂化材料和磁性纳米粒子等。但是目前还没有利用水溶性富勒烯纳米钯催化溴代芳烃与芳基硼酸发生Suzuki偶联反应绿色合成联苯羧酸类化合物的方法。经检索有关于溴代芳烃与芳基硼酸经Suzuki偶联反应合成联苯羧酸类化合物的文献资料，发现文献报道现有的方法中多数反应条件要求苛刻，且存在催化剂用量大，催化剂的用量最低的一般都在反应物原料比的0.85至1mol%以上，催化效率低，且存在环境不友好等问题。因此，如何来设计出一种以水溶性富勒烯纳米钯催化剂催化Suzuki偶联反应绿色合成联苯羧酸类化合物的方法具有非常重要的理论研究与应用价值。通过富勒烯与水溶性小分子三缩四乙二醇（TEG）自组装成纳米粒子来实现富勒烯的水溶性修饰。引入的小分子三缩四乙二醇拥有可以与二氯化钯配位的氧原子，形成五元环配位体，金属钯配位负载镶嵌在富勒烯纳米粒子的表面。水溶性富勒烯纳米钯催化剂具有价廉高效、对水和空气稳定、环境友好等优点，从而实现了以水溶性富勒烯纳米钯催化Suzuki偶联反应绿色合成联苯羧酸类化合物的合成工艺，并应用于联苯羧酸类化合物的非甾体类抗炎药联苯乙酸、二氟尼柳等药物的合成。
技术实现思路
本专利技术的目的是利用Suzuki偶联反应合成联苯羧酸类化合物的方法；通过利用水溶性富勒烯纳米粒子配位负载二氯化钯催化溴代芳烃和芳基硼酸的Suzuki偶联反应绿色合成联苯羧酸类化合物。并应用于非甾体类抗炎药联苯乙酸、二氟尼柳等药物的绿色合成。本专利技术利用Suzuki偶联反应合成联苯羧酸类化合物的方法，是通过以下技术方案实现的，以溴代芳烃与芳基硼酸为原料，以水溶性富勒烯纳米钯作为催化剂，所述的Suzuki偶联反应方程式如下：式中，R1、R2代表了各个不同位置的取代基，可以是吸电子或给电子取代基，亦或为单取代或多取代，R1、R2可为相同或不同的基团；反应条件如下：溴代芳烃与芳基硼酸的摩尔比为1.0：1.0-1.5；反应温度为0-75℃；反应时间为2-10h；反应所用碱为K2CO3、Na2CO3、Cs2CO3、KF、K3PO4中任意一种或几种。所述R1为-COOH、-CH2COOH、-COOH或-OH。所述R2为-CH3、-F或-OCH3。优选的是所述水溶性富勒烯纳米钯催化剂用量为原料溴代芳烃用量的0.01-0.15mol%。优选的，是控制所述溴代芳烃与芳基硼酸的摩尔比为1.0:1.2。优选的，是控制所述反应溶剂为水，所述反应温度为室温22-27℃。进一步优选的，是控制所述反应时间为5.5-6.5h。所述水溶性富勒烯纳米钯催化剂用量为0.1mol%；所述反应所用碱为K2CO3。本专利技术利用Suzuki偶联反应合成联苯羧酸类化合物的方法，使用上述方法及原料与催化剂具有如下有益效果：一是使用的催化剂水溶性富勒烯纳米钯，价廉易得、催化活性高、性质稳定，利用催化剂的三缩四乙二醇上的[O,O]配体与金属钯配位形成五元环结构，成功制备化学配位负载的纳米钯催化剂，大大增加了催化剂的比表面积，增强了催化活性，能高效催化Suzuki偶联反应。二是不用任何有机溶剂仅在纯水中就能实现溴代芳烃和芳基硼酸的Suzuki偶联反应，绿色环保。三是催化Suzuki偶联反应条件温和，无需溶剂无氧处理，无需高温处理，成本低，可应用于非甾体类抗炎药联苯乙酸、二氟尼柳等药物的工业合成效果好。具体实施方式本专利技术利用Suzuki偶联反应合成联苯羧酸类化合物的方法，以溴代芳烃与芳基硼酸为原料，以水溶性富勒烯纳米钯作为催化剂，所述的Suzuki偶联反应方程式如下：式中，R1、R2代表了各个不同位置的取代基，可以是吸电子或给电子取代基，亦或为单取代或多取代，R1、R2可为相同或不同的基团；反应条件如下：溴代芳烃与芳基硼酸的摩尔比为1.0：1.0-1.5；反应温度为0-75℃；反应时间为2-10h；反应所用碱为K2CO3、Na2CO3、Cs2CO3、KF、K3PO4中任意一种或几种。优选是使用K2CO3。下面是本专利技术使用的催化剂的制备方法，即催化剂水溶性富勒烯纳米钯通过两步法制备：(1)制备水溶性富勒烯纳米粒子，制备水溶性富勒烯纳米粒子的方法，称取20mg富勒烯溶解于20ml甲苯中，搅拌均匀，超声振荡直至富勒烯完全溶解，溶液呈紫红色，再先后加入20ml三缩四乙二醇和20mg氢氧化锂，氢氧化锂加入后随着不断搅拌溶液颜色由紫红色变为深棕色，室温下搅拌反应20h；加入300ml乙酸乙酯来终止反应，静置半小时，瓶底有絮状物沉淀，然后以12000r/min的转速进行离心，得到的棕色固体就是富勒烯纳米粒子即C60-TEGs。具体过程立体结构如下所示：(2)水溶性富勒烯纳米粒子配位负载二氯化钯，即制备水溶性富勒烯纳米钯催化剂，称取上述(1)步制备的C60-TEGs10mg和10mgPdCl2一起溶于10ml超纯水中溶解配位，空气中室温下搅拌反应10h，随着不断地搅拌，二氯化钯悬浮颗粒逐渐消失，溶液颜色由黄棕色逐渐变成深棕色；利用三缩四乙二醇上的[O,O]配体与金属钯配位形成五元环结构，氧原子拥有孤电子对，具有较强的配位能力，实现二氯化钯的配位键合负载，制得配位溶解的水溶性富勒烯纳米钯催化剂，即C60-TEGs/PdCl2；将配位溶解的水溶性富勒烯纳米钯催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用Suzuki偶联反应合成联苯羧酸类化合物的方法，以溴代芳烃与芳基硼酸为原料，以水溶性富勒烯纳米钯作为催化剂，其特征是所述的Suzuki偶联反应方程式如下：

【技术特征摘要】
1.利用Suzuki偶联反应合成联苯羧酸类化合物的方法，以溴代芳烃与芳基硼酸为原料，以水溶性富勒烯纳米钯作为催化剂，其特征是所述的Suzuki偶联反应方程式如下：式中，R1、R2代表了各个不同位置的取代基，可以是吸电子或给电子取代基，亦或为单取代或多取代，R1、R2可为相同或不同的基团；反应条件如下：溴代芳烃与芳基硼酸的摩尔比为1.0：1.0-1.5；反应温度为0-75℃；反应时间为2-10h；反应所用碱为K2CO3、Na2CO3、Cs2CO3、KF、K3PO4中任意一种或几种。2.根据权利要求1所述的利用Suzuki偶联反应合成联苯羧酸类化合物的方法，其特征是所述R1为-COOH、-CH2COOH、-COOH或-OH。3.根据权利要求1所述的利用Suzuki偶联反应合成联苯羧酸类化合物的方法，其特征是所述R2为-CH3、-...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘万云，霍平，李景波，周秀明，郑俊伟，
申请(专利权)人：宜春学院，
类型：发明
国别省市：江西,36