本发明专利技术公开了一种一氧化碳释放分子羰化碳碳键偶联制备α,β‑炔酮类化合物的方法，该方法不使用气体CO，以氯化钯为催化剂，以4,5‑双二苯基膦‑9,9‑二甲氧基杂蒽为配体，N,N‑二甲基甲酰胺为溶剂，五羰基铁为一氧化碳释放分子作为CO供给源，在碱性条件下，将芳基卤化物与末端炔烃偶联制得α,β‑炔酮类化合物。本发明专利技术操作避免了使用高压有毒一氧化碳气体，实验操作简便安全、条件温和、底物适用性好，可广泛用于α,β‑炔酮类化合物的制备。
Carbon monoxide releasing molecule carbonylation of carbon carbon coupling preparation method of alpha, beta acetylenic ketones
The invention discloses a carbon monoxide releasing molecule carbonylation of carbon carbon coupling preparation method of alpha, beta acetylenic ketones, this method does not use CO gas, using palladium chloride as catalyst, the 4,5 phenyl phosphine 9,9 two double two methoxy heteroanthracene ligand, N, N two DMF as solvent, as iron pentacarbonyl co releasing molecules as CO source, under alkaline conditions, the coupling of aryl halides with terminal alkynes for alpha, beta acetylenic ketones. The operation of the invention avoids the use of high toxic carbon monoxide gas, the operation is simple and safe, mild conditions, substrate applicability, can be widely used for alpha, beta acetylenic ketones preparation.
【技术实现步骤摘要】
一氧化碳释放分子羰化碳碳键偶联制备α,β-炔酮类化合物的方法
本专利技术涉及一种以芳基卤化物和末端炔烃为底物，五羰基铁释放分子为CO供给源，氯化钯为催化剂，4,5-双二苯基膦-9,9-二甲氧基杂蒽(Xantphos)为配体，制备α,β-炔酮类化合物的方法。
技术介绍
α,β-炔酮具有很重要的结构可变性，被广泛用于构筑天然化合物，用作反应中间体，在合成生物活性分子中扮演着迅速构筑复杂结构的重要角色。利用同羰基直接相连接有炔基的分子可以合成各种杂环类结构重要中间体，例如嘧啶、喹诺酮、呋喃、吡啶、黄酮等等。传统合成炔酮的方法是利用过渡金属催化酰氯与端炔的交叉偶联反应，还有利用锂炔、格氏试剂与Weinreb氨基化合物或者醛类物质反应生成。但是这些反应存在共有的问题是酰氯、Weinreb氨基化合物、醛类物质具有空气不稳定性，而且反应相当激烈、缺乏化学选择性，金属炔试剂的官能团耐受性差也是制约其应用的主要因素。近些年也涌现出了很多独特的方法来合成炔酮，例如：利用金催化重排反应，丙炔三甲基乙酸盐和PhI(OAc)2发生作用，在有氧条件下合成炔酮；利用金催化醛类试剂和特殊的碘炔试剂在氧气存在下合成炔酮；利用羧酸酯类化合物提供羰基，通过钯催化活化酯基C-O键再偶联一些亲核试剂，将酮羰基引入端炔分子当中等等。这些方法虽然很新颖，但是所用到的底物不易得，操作复杂，反应条件苛刻。过渡金属催化羰化Sonogashira偶联作为一种原子经济的替代方法被人们引入了炔酮的合成中，该策略提高了底物适用范围，实现了卤代芳环作为亲电试剂的反应，丰富了合成炔酮的方法，但该方法需要配备CO探测器和高压反应器，限制了这种小的双原子试剂的使用。因此，在羰基化反应中，就安全性考虑，使用CO替代物(例如固体和液体试剂)比气体CO更有吸引力。带有多羰基的金属羰基化合物[Mo(CO)6]、[Cr(CO)6]、[W(CO)5]等是一种潜在的非气体CO源，可以作为新的羰基化试剂，但这些试剂价格昂贵，一氧化碳释放条件苛刻，往往需要强碱、强热，对反应装置要求高。因此，迫切需要寻找温和条件下，可缓释CO的廉价金属羰基化合物，以期在钯催化反应体系内原位产生CO，完成羰基化碳碳键偶联反应。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有α,β-炔酮类化合物的制备方法存在的缺点，提供一种在较低温、常压下使用五羰基铁为一氧化碳释放分子作为CO释放源，来达到原子经济的羰化偶联过程，合成α,β-炔酮类化合物的方法。解决上述技术问题所采用的技术方案是：该方法以氯化钯为催化剂、4,5-双二苯基膦-9,9-二甲氧基杂蒽为配体，将式I所示的芳基卤化物和式II所示的末端炔烃、五羰基铁按摩尔比为1:1～1.5:0.5～1.5加入有机溶剂中，在碱性条件下60～80℃反应，得到式III所示的α,β-炔酮类化合物。式中X为I或Br，R1代表H、C1～C4烷基、C1～C4烷氧基、硝基中的任意一种，优选R1代表H、4-甲基、2-甲氧基、3-甲氧基、4-甲氧基、4-硝基中的任意一种；R2代表苯基、C1～C4烷基取代苯基、C1～C4烷氧基取代苯基、卤代苯基、C4～C6烷基中的任意一种，优选R2代表苯基、4-甲基苯基、4-乙基苯基、4-甲氧基苯基、4-氟苯基、1-丁基中的任意一种。上述制备方法中，优选氯化钯的加入量为芳基卤化物摩尔量的0.3％～1.0％，进一步优选氯化钯的加入量为芳基卤化物摩尔量的0.5％。上述制备方法中，优选4,5-双二苯基膦-9,9-二甲氧基杂蒽的加入量为氯化钯摩尔量的1～3倍，进一步优选4,5-双二苯基膦-9,9-二甲氧基杂蒽的加入量为氯化钯摩尔量的2倍。上述制备方法中，所述的碱性条件通过碳酸钾或三乙胺提供。上述的有机溶剂优选N,N-二甲基甲酰胺或乙腈。本专利技术以廉价易得的五羰基铁作为CO释放源，避免了有毒的CO气体的使用，同时铁还可能与钯一起作为催化剂，高效协同催化反应的进行。本专利技术操作简单，反应在空气中进行，条件温和，对设备要求低，高效安全，底物适用性好，可广泛用于α,β-炔酮类化合物的制备。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术的保护范围不仅限于这些实施例。实施例1制备结构式如下的1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮将0.1090g(0.5mmol)4-甲氧基碘苯、0.0680g(0.5mmol)碳酸钾、0.0009g(0.005mmol)氯化钯、0.0058g(0.01mmol)4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽、3mlN,N-二甲基甲酰胺、55μl(0.5mmol)苯乙炔、67μl(0.5mmol)五羰基铁加入反应瓶中，在70℃下反应12小时，停止反应，自然降至室温，用乙酸乙酯萃取后，先用稀盐酸酸洗3次，再水洗3次，过滤、柱色谱分离(以石油醚与乙酸乙酯体积比为20:1的混合液为洗脱剂)，得到褐色固体1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮，其产率为92％。实施例2在实施例1中，所用的4-甲氧基碘苯用等摩尔4-甲氧基溴苯替换，其他步骤与实施例1相同，得到黄色固体1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮，其产率为70％。实施例3制备结构式如下的1-(4-甲基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮在实施例1中，所用的4-甲氧基碘苯用等摩尔4-甲基碘苯替换，其他步骤与实施例1相同，得到黄色固体1-(4-甲基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮，其产率为83％。实施例4制备结构式如下的1,3-二苯基-2-乙炔基-1-酮在实施例1中，所用的4-甲氧基碘苯用等摩尔碘苯替换，其他步骤与实施例1相同，得到黄色油状液体1,3-二苯基-2-乙炔基-1-酮，其产率为80％。实施例5在实施例4中，所用的碘苯用等摩尔溴苯替换，其他步骤与实施例4相同，得到黄色油状液体1,3-二苯基-2-乙炔基-1-酮，其产率为50％。实施例6制备结构式如下的1-(3-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮在实施例1中，所用的4-甲氧基碘苯用等摩尔3-甲氧基碘苯替换，其他步骤与实施例1相同，得到黄色固体1-(3-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮，其产率为81％。实施例7制备结构式如下的1-(2-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮在实施例1中，所用的4-甲氧基碘苯用等摩尔2-甲氧基碘苯替换，其他步骤与实施例1相同，得到黄色固体1-(3-甲氧基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮，其产率为69％。实施例8制备结构式如下的1-(4-硝基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮在实施例1中，所用的4-甲氧基碘苯用等摩尔4-硝基碘苯替换，其他步骤与实施例1相同，得到黄色固体1-(4-硝基苯基)-3-苯基-2-乙炔基-1-酮，其产率为72％。实施例9制备结构式如下的1,3-二-(4-甲氧基苯基)-2-乙炔基-1-酮在实施例1中，所用的苯乙炔用等摩尔4-甲氧基苯乙炔替换，其他步骤与实施例1相同，得到淡黄色固体1,3-二-(4-甲氧基苯基)-2-乙炔基-1-酮，其产率为70％。实施例10制备结构式如下的1-(4-甲氧基苯基)-3-(4-甲基苯基)-2-乙炔基-1-酮在实施例1中，所用的苯乙炔用等摩尔4-甲基苯乙炔替换，其他步骤与实施例1相同，得到本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种一氧化碳释放分子羰化碳碳键偶联制备α,β‑炔酮类化合物的方法，其特征在于：以氯化钯为催化剂、4,5‑双二苯基膦‑9,9‑二甲氧基杂蒽为配体，将式I所示的芳基卤化物和式II所示的末端炔烃、五羰基铁按摩尔比为1:1～1.5:0.5～1.5加入有机溶剂中，在碱性条件下60～80℃反应，得到式III所示的α,β‑炔酮类化合物；
【技术特征摘要】
1.一种一氧化碳释放分子羰化碳碳键偶联制备α,β-炔酮类化合物的方法，其特征在于：以氯化钯为催化剂、4,5-双二苯基膦-9,9-二甲氧基杂蒽为配体，将式I所示的芳基卤化物和式II所示的末端炔烃、五羰基铁按摩尔比为1:1～1.5:0.5～1.5加入有机溶剂中，在碱性条件下60～80℃反应，得到式III所示的α,β-炔酮类化合物；式中X为I或Br，R1代表H、C1～C4烷基、C1～C4烷氧基、硝基中的任意一种，R2代表苯基、C1～C4烷基取代苯基、C1～C4烷氧基取代苯基、卤代苯基、C4～C6烷基中的任意一种。2.根据权利要求1所述的一氧化碳释放分子羰化碳碳键偶联制备α,β-炔酮类化合物的方法，其特征在于：所述的R1代表H、4-甲基、2-甲氧基、3-甲氧基、4-甲氧基、4-硝基中的任意一种。3.根据权利要求1所述的一氧化碳释放分子羰化碳碳键偶联制备α,β-炔酮类化合物的方法，其特征在于：所述的R2代表苯基、4-甲基苯基、4-乙基苯基、4-甲氧基苯基、4-氟苯基、1-丁基中的任意一种。4.根据权利要求1～3任意一项所述的一氧化...
【专利技术属性】
技术研发人员：张伟强，王贤，王振华，宋成鑫，谢遵园，张国防，高子伟，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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