一种无过渡金属参与的氯仿为羰基源的羰基化合成二芳甲酮类化合物的方法技术

本发明专利技术公开了一种无过渡金属参与的氯仿为羰基源的羰基化合成二芳甲酮类化合物的方法。本发明专利技术在溶剂醇或醇的水溶液中，在碱、酸和碘化物的作用下，无需过渡金属参与，芳基卤代物、芳硼类化合物与氯仿为羰基源进行交叉偶联反应来制备二芳甲酮类化合物。本发明专利技术的交叉偶联反应制备二芳甲酮类化合物的方法，最显著的优势为不使用过渡金属催化剂和氯仿为羰基源；具有无需过渡金属催化剂带来的成本低和没有金属残留的优势；羰基源安全、廉价和易于处理；反应条件温和且选择性高；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，在优化的反应条件之下，目标产品分离收率高达95％。

A method for the synthesis of two aromatic ketones by carbonylation of chloroform to carbonyl sources without transition metal participation

The invention discloses a method for synthesizing diarylmethanones by carbonylation of chloroform as carbonyl source without transition metal participation. In the aqueous solution of solvent alcohol or alcohol, under the action of alkali, acid and iodide, without the participation of transition metals, aryl halides, aryl boron compounds and chloroform are cross-coupled to prepare diarylmethanones. The method for preparing diarylmethanones by cross-coupling reaction of the invention has the most remarkable advantages of not using transition metal catalyst and chloroform as carbonyl source, low cost and no metal residue advantages without transition metal catalyst, safe, cheap and easy treatment of carbonyl source, mild reaction conditions and selection of carbonyl source. High selectivity, wide and stable source of substrates, good compatibility of functional groups of substrates and wide application range of substrates. Under the optimized reaction conditions, the separation yield of the target product is as high as 95%.

【技术实现步骤摘要】
一种无过渡金属参与的氯仿为羰基源的羰基化合成二芳甲酮类化合物的方法
本专利技术属于催化合成
，更具体地说，涉及一种无过渡金属参与的氯仿为羰基源的羰基化合成二芳甲酮类化合物的方法，是一种无过渡金属参与的直接利用芳基卤代物、芳硼类化合物与氯仿为羰基源进行交叉偶联反应来制备二芳甲酮类化合物的方法。
技术介绍
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，能用于合成高附加值的二芳甲酮类化合物，因此引起了广泛的关注。目前，催化羰基化的Suzuki反应的催化体系一般都要用到昂贵的钯催化剂和膦配体，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，钯在产品的残留，通常难以除去，特别是在制药工业对金属残留的控制十分严格。显而易见，发展无需过渡金属催化剂和配体参与的羰基化Suzuki反应来合成二芳甲酮类化合物具有重要的应用价值。羰基化的Suzuki反应一般需要较大一氧化碳的压力下才能顺利进行，限制了该反应的广泛应用(X.-F.Wu,M.Beller,TransitionMetalCatalyzedCarbonylationReactions-CarbonylativeActivationofC–XBonds,Springer-VerlagBerlin,Heidelberg,2013)。而且，一氧化碳有毒、易燃和难于处理，存在严重的安全问题。因此，开发更加安全和有效的羰基源具有重要的研究意义和应用价值。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有的羰基化合成二芳甲酮的方法存在通常需要昂贵的过渡金属催化剂以及使用过渡金属产生的金属残留等不足和羰基源有毒、易燃、难于处理，存在严重的安全隐患等问题，本专利技术提供一种无过渡金属参与的氯仿为羰基源的羰基化合成二芳甲酮类化合物的方法，在无过渡金属催化剂作用下，芳卤类化合物、芳基硼类化合物与氯仿羰基源进行直接偶联合成二芳甲酮，该方法具有无需过渡金属催化剂带来的成本低和没有金属残留的优势；羰基源安全、廉价和易于处理；反应条件温和且选择性高；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。技术方案：为了实现上述目的，如本专利技术所述一种无过渡金属参与的氯仿为羰基源的羰基化合成二芳甲酮类化合物的方法，包括如下步骤：无需过渡金属催化剂，将芳基卤代物、芳硼类化合物与氯仿为羰基源进行交叉偶联反应，合成二芳甲酮类化合物，反应通式表示如下：式中：X＝I，Br或Cl；Ar-X表示芳基或杂芳基的卤代物；Ar’-B表示芳基或杂芳基的硼酸、硼酸酯或氟硼酸盐。作为优选，所述偶联反应温度为50～200℃，反应时间为0.5～72小时。其中，Ar-X中的芳基为苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基或芘基，Ar-X中的杂芳基为含N、O或S的五至十三元环的杂芳基；Ar’-B中的芳基为苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基或芘基，Ar’-B中的杂芳基为含N、O或S的五至十三元环的杂芳基。其中，Ar-X或Ar’-B中的杂芳基为呋喃基、噻吩基、吡咯基、吲哚基、咔唑基、吡唑基、噻唑基、恶唑基、咪唑基或吡啶基。其中，所述Ar上的取代基以R表示，R单取代或多取代芳环上的氢；Ar’上的取代基以R’表示，R’单取代或多取代芳环上的氢；其中R任意选自氢，C1～C12的烷基、烯基或炔基，C1～C12的烷氧基，C1～C12的卤取代烷基，C3～C12的环烷基，芳基、芳氧基或芳胺基，杂芳基、杂芳氧基或杂芳胺基，C1～C12烷基取代的氨基，C1～C12的巯基，氟、氯或溴，羟基，C1～C12烷基羰基，羧基，C1～C12烷氧基羰基，C1～C12烷胺基羰基，芳基羰基，C1～C12烷磺酰基、磺酸基、氰基或硝基；R’任意选自氢，C1～C12烷基、烯基或炔基，C1～C12烷氧基、C1～C12的卤取代烷基、C3～C12的环烷基，芳基、芳氧基或芳胺基，杂芳基、杂芳氧基或杂芳胺基，C1～C12烷基取代的氨基，C1～C12的巯基，氟、氯或溴，羟基，C1～C12烷基羰基，羧基，C1～C12烷氧基羰基，C1～C12烷胺基羰基，芳基羰基，C1～C12烷磺酰基，磺酸基，氰基或硝基。其中，所述Ar或Ar’表示杂芳基吡咯基、吲哚基、咔唑基、吡唑基和咪唑基时，其氮原子上的取代基任意选自氢、C1～C12的烷基、C1～C12卤取代烷基、C3～C12的环烷基、芳基、杂芳基、C1～C12烷磺酰基、対甲苯磺酰基、苄基、C1～C12烷基羰基、叔丁氧酰基或芳酰基。进一步地，所述偶联反应以醇或醇的水溶液为溶剂，在碱、酸和碘化物的作用下进行。进一步地，所述醇为乙醇，异丙醇，正丁醇，叔丁醇，乙二醇，甘油，葡萄糖或平均分子量为100～10000的聚乙二醇；醇的水溶液中醇与水的体积比为1:(0～1000)。进一步地，所述的碱为磷酸钾、磷酸氢钾、磷酸氢二钾、磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸氢二钠、氟化钠、氟化钾、氟化铯、碳酸锂、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、特戊酸钠、特戊酸钾、特戊酸铯、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、四丁基氟化铵、四丁基氢氧化铵、三乙胺、二异丙基乙胺或吡啶中的一种或几种；所述酸为甲酸、乙酸、丙酸、异丙酸、特戊酸、三氟乙酸、苯甲酸、2-硝基苯甲酸、三氟甲磺酸、对甲苯磺酸或樟脑磺酸；所述的碘化物为碘化氢、碘化锂、碘化钠、碘化钾、碘化铵、四甲基碘化铵、四乙基碘化铵、四丙基碘化铵、四丁基碘化铵、四正庚基碘化铵、三甲基碘化锍、三甲基碘化亚砜、甲基三苯基碘化鏻或乙基三苯基碘化鏻。作为优选，所述的芳基卤代物、芳硼类化合物、羰基源、碱、酸、碘化物的摩尔比为1:(0.5～10):(1～20):(1～50):(0.01～20):(0.01～20)；所述的芳基卤代物与溶剂的重量比为1:(5～1000)。本专利技术的方法所合成的二芳甲酮类化合物的结构通式为：有益效果：相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术提供了一种在醇或醇的水溶液中无需过渡金属催化剂的芳基卤代物、芳硼类化合物与氯仿为羰基源进行直接交叉偶联反应来制备二芳甲酮化合物的新方法，该方法具有无需过渡金属催化剂的显著优势，避免了使用过渡金属催化剂导致的反应成本增加、后处理困难以及过渡金属残留的问题。(2)本专利技术提供了一种在醇或醇的水溶液中无需过渡金属催化剂的芳基卤代物、芳硼类化合物与氯仿为羰基源进行直接交叉偶联反应来制备二芳甲酮化合物的新方法，该方法使用氯仿为羰基源，具有来源广泛、稳定和易于处理的优势，避免了使用常规的一氧化碳为羰基源存在的易燃、有毒和难以处理的问题。(3)本专利技术提供的二芳甲酮类化合物的合成方法简单易行，一步法直接得到二芳甲酮类化合物，在优化的反应条件之下，目标产品分离后收率可高达95％，是一种高效、经济、安全和环境友好的合成二芳甲酮的方法。(4)本专利技术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。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进一步进行说明。实施例1化合物1：25mL反应瓶中依次加入4-氟苯硼酸(0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无过渡金属参与的氯仿为羰基源的羰基化合成二芳甲酮类化合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：无需过渡金属催化剂，将芳基卤代物、芳硼类化合物与氯仿为羰基源进行交叉偶联反应，合成二芳甲酮类化合物，反应通式表示如下：

【技术特征摘要】
1.一种无过渡金属参与的氯仿为羰基源的羰基化合成二芳甲酮类化合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：无需过渡金属催化剂，将芳基卤代物、芳硼类化合物与氯仿为羰基源进行交叉偶联反应，合成二芳甲酮类化合物，反应通式表示如下：式中：X＝I，Br或Cl；Ar-X表示芳基或杂芳基的卤代物；Ar’-B表示芳基或杂芳基的硼酸、硼酸酯或氟硼酸盐。2.根据权利要求1所述的合成二芳甲酮类化合物的方法，其特征在于，所述偶联反应温度优选为50～200℃，反应时间为0.5～72小时。3.根据权利要求1所述的合成二芳甲酮类化合物的方法，其特征在于，所述Ar-X中的芳基为苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基或芘基，Ar-X中的杂芳基为含N、O或S的五至十三元环的杂芳基；Ar’-B中的芳基为苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基或芘基，Ar’-B中的杂芳基为含N、O或S的五至十三元环的杂芳基。4.根据权利要求1所述的合成二芳甲酮类化合物的方法，其特征在于，所述Ar-X或Ar’-B中的杂芳基为呋喃基、噻吩基、吡咯基、吲哚基、咔唑基、吡唑基、噻唑基、恶唑基、咪唑基或吡啶基。5.根据权利要求1所述的合成二芳甲酮类化合物的方法，其特征在于，所述Ar上的取代基以R表示，R单取代或多取代芳环上的氢；Ar’上的取代基以R’表示，R’单取代或多取代芳环上的氢。其中R任意选自氢，C1～C12的烷基、烯基或炔基，C1～C12的烷氧基，C1～C12的卤取代烷基，C3～C12的环烷基，芳基、芳氧基或芳胺基，杂芳基、杂芳氧基或杂芳胺基，C1～C12烷基取代的氨基，C1～C12的巯基，氟、氯或溴，羟基，C1～C12烷基羰基，羧基，C1～C12烷氧基羰基，C1～C12烷胺基羰基，芳基羰基，C1～C12烷磺酰基、磺酸基、氰基或硝基；R’任意选自氢，C1～C12烷基、烯基或炔基，C1～C12烷氧基、C1～C12的卤取代烷基、C3～C12的环烷基，芳基、芳氧基或芳胺基，杂芳基、杂芳氧基或杂芳胺基，C1～C12烷基取代的氨基，C1～C12的巯基，氟、氯或溴，羟基，C1～C12烷基羰基，羧基，C1～C12烷氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩维，徐方宁，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32