有机锡化合物循环应用Stille反应合成联苯的方法技术

有机锡化合物循环应用Stille反应合成联苯的方法，本发明专利技术涉及Stille反应制备联苯的方法，它为了解决现有Stille方法制备联苯类化合物有机锡利用率低的问题。应用Stille反应合成联苯的方法：一、以三丁基氯化锡和溴苯为原料，在格氏试剂作用下反应合成三丁基苯基锡；二、通过卤代苯、三丁基苯基锡、碘化亚铜、氯化锂、三苯基膦二氯化钯、氟化铯DMF的混合液反应制备联苯，并收集滤渣；三、滤渣用丙酮溶解，不溶物用无水乙醇溶解，浓缩得到三丁基氟化锡；四、用饱和氯化铵四氢呋喃将氟化锡转化为有机氯化锡。本发明专利技术优化了合成工艺条件，使得联苯化合物最高产率达到97％，同时实现有机氯化锡的有效分离利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种Stille反应制备联苯过程中有机锡循环应用的方法。
技术介绍
碳-碳键的生成是近十年来十分热门的一大课题，而以SP2杂化的碳-碳键合成 是当今有机合成所面临的新挑战。其中联苯类化合物是具有代表性的一类化合物，其基本 骨架是两个苯基相连所构成的，其最简单的代表物就是联苯（化学式：C12Hw)。它的衍生物 包括联苯胺、联苯醚、八溴联苯醚、多氯联苯等。 很多具有生理功能的天然产物、医药中间体中普遍存在联苯类化合物，联苯类化 合物作为有机前体在药物合成、精细化工、高分子领域都有广泛应用。因此联苯类物质合成 方法的研究一直都是有机合成方法学的热点研究问题。特别是近几年来，联苯类新型液晶 材料的迅猛发展，更是激发了有机化学工作者不断寻找和探索新的更有效合成此类化合物 的研究热情。 尽管从现有文献中可知，联苯类物质的合成方法繁多，但使用过渡金属催化，使苯 的衍生物直接偶联，仍然是合成联苯类化合物最简便，也是采用最多的方法。特别是金属钯 试剂研发以来，其以产率高，催化性能好，易处理等优点，倍受青睐。总的来说，过渡金属催 化的交叉偶联反应需要一个亲电物种（c-x，X =卤素、三氟甲磺酸、对甲苯磺酸、甲磺酸等） 和一个亲核物种（C-M，M = Mg. Zn、Sn等）反应。通过对大量有关Stille偶联反应的报道 的研究，发现该反应的研究主要集中在有机锡试剂与卤代芳香烃、卤代烷烃和酰氯等化合 物的反应。所谓Stille反应是基于Stille课题组对该类反应所做的大量研究，并确定了 该类反应的反应机理而命名。Stille在其综述中提出了该类反应的机理，一般包括四部分： (1)亲电体对金属钯的氧化加成；（2)有机锡与金属钯之间的基团转移；（3)金属钯络合物 本身的分子内异构化；(4)钯配合物的还原消除。在以上机理的步骤中，有机锡与金属钯之 间的基团转移为决速步骤。从目前报道文献来看，绝大多数的C-C和C-杂原子的交叉偶联 反应使用了钯催化剂，尽管钯催化交叉偶联反应表现出很高的催化效率和很好的选择性， 然而钯昂贵的价格限制了它在药物合成和工业生产中的应用。与钯相比，铜价格低廉而且 更环保，因而使用铜催化剂来实现C-C和C-杂原子键的形成，引起了有机化学家浓厚的兴 趣，这也是过渡金属催化领域中的一个新动向，而且对化学工业绿色化具有重要意义。尽管 铜催化价格便宜，但催化效果欠佳，从报道的文献来看，只采用铜试剂催化，产率很低，一般 达不到50%。最初，Stille反应仅局限于碘代、溴代以及活泼的氯代芳烃的偶联反应，对于 不活泼的氯代芳香烃则基本不反应。后来的研究发现用底物量的2倍以上的CsF做助催化 剂效果比较理想。 Stille反应有以下的优点： 1)有机锡试剂对空气和水不敏感，能够被方便的纯化和储存； 2)有些情况下水和空气对反应有促进作用； 3)对底物兼容性好； 4)副产物为锡盐分离容易； 5)产率一般较高。 但作为重要的金属还原试剂的有机锡化物，其毒性很大，对环境和进行此类反应 的工作者的生命安全威胁很大，所以对有机锡化物的后处理，也引起了众多科学工作者的 重视。 应用Stille反应制备联苯类化合物，所用的有机锡一般为两类：即对称性烷基锡 和不对称烷基锡。对称性烷基锡一般为四苯基锡或四丁基锡。应用于合成联苯的不对称 四烷基锡，一般包括三甲基，三丁基等一系列含有苯的四烷基锡。有机锡化合物多具有高 毒或中等毒性。二烷基锡化合物主要引起胆管和肝脏损害，三烷基锡化合物特异作用于中 枢神经系统。四烷基锡在体内转化为三烷基锡，故其毒作用与其相应的三烷基锡化合物相 似。一般情况下，进行St i 11 e反应之后，需要对毒性有机锡化物进行有效分离，使得废液达 到安全排放标准。但绝大多数有机锡化物没有实现循环再利用，造成了大量资源浪费。据 Stille等报道，反应后加入饱和氟化钾，可以使产品与有机锡化物分离，但没有做进一步处 理。有机锡化合物能溶于多种有机溶剂中，选择合适的溶剂萃取产物中有机锡，并回收利 用，真正实现绿色生产，降低成本，为实现工业化生产奠定了基础。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决现有Stille方法制备联苯类化合物有机锡利用率低的问 题，而提供了。 本专利技术按下列步骤实现： -、将金属镁肩、溴苯加入到带有恒压滴液漏斗和干燥管的三口瓶内，氮气置换三 次，加热回流1. 5~2. 5h，冷却至室温后置于冰水浴中，逐滴加入三丁基氯化锡四氢呋喃混 合液，得到灰白色沉淀，然后继续回流反应12~14h，再加入饱和氯化铵溶液，用乙醚萃取， 无水硫酸镁干燥后除杂，抽滤得到淡黄色液体，减压蒸馏后收集馏分，得到无色溶液三丁基 苯基锡； 二、用注射器将卤代苯、三丁基苯基锡、碘化亚铜、氯化锂、三苯基膦二氯化钯、氟 化铯DMF(N，N-二甲基甲酰胺）的混合液加入到三口瓶内，氮气置换三次，在105°C~110°C 的温度下反应IOh~12h，冷却至室温，加入饱和氟化钾溶液，搅拌，过滤后收集滤渣备用， 滤液加入正己烷萃取，分液后有机层中加入无水硫酸钠干燥，旋蒸后得到淡黄色固体，再通 过柱分离得到联苯； 三、对步骤二得到的滤渣进行真空干燥，冷却至室温，用丙酮超声溶解，静置Ih后 抽滤，将抽滤得到的不溶物用无水乙醇超声溶解，抽滤后的滤液通过旋蒸浓缩，干燥得到三 丁基氟化锡白色粉末； 四、按三丁基氟化锡与氯化铵的物质量的比为1. 0:1. 5~2. 0将步骤三得到的三 丁基氟化锡白色粉末与饱和氯化铵溶液在四氢呋喃中反应，加热回流I. 5h~2. 0h，冷却至 室温，分液后取有机相，用无水硫酸钠干燥后抽滤，将滤液旋蒸得到黄色溶液，减压蒸馏收 集馏分，得到三丁基氯化锡； 其中步骤二所述的卤代苯为溴苯或碘苯。 本专利技术步骤二在催化Stille偶联反应时加入CuI能够明显加快反应速率，缩短反 应时间，采用钯铜连用，并加入氯化锂作助催化剂，同时加入氟化铯提高底物反应速率，通 过多组分协同作用，提高产物收率，缩短反应时间，降低生产成本。步骤三中三丁基氟化锡 不易溶于丙酮，但在乙醇中溶解度大，通过超声作用，用丙酮除去其它可溶性杂质，再用乙 醇超声溶解，从而提高三丁基氟化锡回收率。 本专利技术以三丁基氯化锡和溴苯为起始原料，在格氏试剂作用下合成三丁基苯基 锡，以卤代苯、三丁基苯基锡等为原料，二苯基膦氯化钯为催化剂，碘化亚铜等为助催化剂， 通过Stille反应合成联苯。用丙酮乙醇等对副产物有机氟化锡进行分离提纯，并用饱和氯 化铵四氢呋喃等将氟化锡转化为可循环利用的有机氯化锡，达到绿色合成的目的。 本专利技术优化了合成工艺条件，使得联苯类化合物最高产率可达到97%，同时实现 有机氯化锡的有效分离利用，其综合收率可达90%。【附图说明】 图1为实施例一步骤一得到的三丁基苯基锡的核磁氢谱谱图； 图2为实施例一步骤一得到的三丁基苯基锡的核磁碳谱谱图； 图3为实施例一步骤一得到的三丁基苯基锡的红外光谱谱图； 图4为实施例一步骤二得到的联苯的核磁氢谱谱图； 图5为实施例一步骤二得到的联苯的核磁碳谱谱图； 图6为实施例一步骤二得到的联苯的红外光谱谱图； 图7为实施例一步骤三得到的三丁基氟化锡的核磁氢谱谱图； 图8为实施例一步骤三得到的三丁基氟化锡的核磁碳谱谱本文档来自技高网...

【技术保护点】
有机锡化合物循环应用Stille反应合成联苯的方法，其特征在于是按下列步骤实现：一、将金属镁屑、溴苯加入到带有恒压滴液漏斗和干燥管的三口瓶内，氮气置换三次，加热回流1.5～2.5h，冷却至室温后置于冰水浴中，逐滴加入三丁基氯化锡四氢呋喃混合液，得到灰白色沉淀，继续回流反应12～14h，然后再加入饱和氯化铵溶液，用乙醚萃取，无水硫酸镁干燥后除杂，抽滤得到淡黄色液体，减压蒸馏后收集馏分，得到无色溶液三丁基苯基锡；二、用注射器将卤代苯、三丁基苯基锡、碘化亚铜、氯化锂、三苯基膦二氯化钯、氟化铯DMF的混合液加入到三口瓶内，氮气置换三次，在105℃～110℃的温度下反应10h～12h，冷却至室温，加入饱和氟化钾溶液，搅拌，过滤后收集滤渣备用，滤液加入正己烷萃取，分液后有机层中加入无水硫酸钠干燥，旋蒸后得到淡黄色固体，再通过柱分离得到联苯；三、对步骤二得到的滤渣进行真空干燥，冷却至室温，用丙酮超声溶解，静置1h后抽滤，将抽滤得到的不溶物用无水乙醇超声溶解，抽滤后的滤液通过旋蒸浓缩，干燥得到三丁基氟化锡白色粉末；四、按三丁基氟化锡与氯化铵的物质量的比为1.0:1.5～2.0将步骤三得到的三丁基氟化锡白色粉末与饱和氯化铵溶液在四氢呋喃中反应，加热回流1.5h～2.0h，冷却至室温，分液后取有机相，用无水硫酸钠干燥后抽滤，将滤液旋蒸得到黄色溶液，减压蒸馏收集馏分，得到三丁基氯化锡；其中步骤二所述的卤代苯为溴苯或碘苯。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋伟明，孙立，柏薇薇，李世兴，邓启刚，
申请(专利权)人：齐齐哈尔大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23