一种4-氰基苯乙酮的催化合成方法技术

本发明专利技术公开了一种4

【技术实现步骤摘要】
一种4
‑
氰基苯乙酮的催化合成方法


[0001]本专利技术属于有机催化合成
，具体涉及一种4
‑
氰基苯乙酮的催化合成方法。

技术介绍

[0002]芳基氰化合物由于其转化的多功能性，在有机合成中是稳定而有价值的中间体。它们是许多药物、农用化学品、染料、除草剂和杀虫剂等的重要结构基元。腈基不但自身有很多实用价值而且可以转化为苯甲酸、酯、胺、酰胺、亚胺酯、苯脒、醛和含氮杂环等重要的结构单元。此外，很多芳基或杂芳基氰化物是合成生物活性分子、聚酰胺、金属酞菁前体的重要组成部分。芳基氰化合物中的4
‑
氰基苯乙酮更是一款广泛使用的抗真菌感染药物艾沙康唑的中间体，具有很高的合成价值。
[0003]现有技术中，芳基氰化物的合成方法有许多不同的技术路线。其中最广泛使用的方法之一是过渡金属催化的芳香卤化物被氰化物取代。之前，Cassar以及Sakakibara课题组采用配体镍催化剂和氰化钠、氰化钾以及丙酮氰醇等氰基化试剂实现芳基卤化物的氰基化。后来兼容较多官能团的配体钯催化剂逐渐被开发出来，同时更多的氰基化试剂也逐渐进入实际应用，如氰化锌、三甲基硅基氰化物、三丁基锡氰化物、二烷基氰硼酸盐和氰化铜。但是该方法所使用的催化剂昂贵，且所涉及的氰化物的毒性很高。
[0004]针对以上问题，2004年Beller课题组开发出了铜盐
‑
亚铁氰化钾的体系，催化剂廉价易得且所用的氰基化试剂几乎没有毒性。但在实际过程中应用该技术方案，以4
‑
溴苯乙酮为原料，亚铁氰化钾为氰基化试剂，以CuI为催化剂，以N，N
‑
二甲基乙酰胺为溶剂(DMA)的技术路线虽然可以得到4
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氰基苯乙酮，但产率很低，仅有6％。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于克服现有技术缺陷，提供一种4
‑
氰基苯乙酮的催化合成方法。
[0006]本专利技术的反应路线如下：
[0007][0008]本专利技术的技术方案如下：
[0009]一种4
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氰基苯乙酮的催化合成方法，包括如下步骤：
[0010](1)在保护气氛下，将4
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溴苯乙酮、亚铁氰化钾、铜催化剂、1，10
‑
菲罗啉、KI和DMF混合后，于135
‑
140℃搅拌反应10
‑
24h；
[0011](2)将步骤(1)所得的物料进行分离纯化，即得所述4
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氰基苯乙酮。
[0012]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述铜催化剂为CuI、CuCl或CuCl2，且铜催化剂的投加量为0.1
‑
0.3当量。
[0013]进一步优选的，所述铜催化剂为CuCl，其投加量为0.2当量。
[0014]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述保护气氛为氮气气氛。
[0015]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述亚铁氰化钾的投加量为0.6
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5.0当量，所述KI的投加量为1.0当量。
[0016]进一步优选的，所述亚铁氰化钾的投加量为0.6当量。
[0017]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述1，10
‑
菲罗啉的投加量为0.5
‑
1.0当量。
[0018]进一步优选的，所述1，10
‑
菲罗啉的投加量为0.8当量。
[0019]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述铜催化剂为CuCl，且CuCl的投加量为0.2当量，所述亚铁氰化钾的投加量为0.6当量，所述1，10
‑
菲罗啉的投加量为0.8当量，所述KI的投加量为1.0当量。
[0020]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述4
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溴苯乙酮和DMF的比例为1mmol：3mL。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022]1、本专利技术具有很高的4
‑
氰基苯乙酮，相比于
技术介绍
的6％，提高到高达66
‑
96％。
[0023]2、本专利技术优选采用CuCl作为催化剂，其4
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氰基苯乙酮的产率可以达到86％，其反应机理为：首先1
‑
10
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菲罗啉和铜催化剂配位，得到具有催化活性的一价铜中间体A，接着底物4
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溴苯乙酮与中间体A发生氧化加成得到中间体B，碘离子与之发生配体交换，得到更具活性的中间体C，随后氰基离子进一步的配体交换得到中间体D，中间体D经过还原消除得到了目标产物4
‑
氰基苯乙酮，同时重新得到一价铜中间体A，从而催化剂得以循环，具体如下所示：
[0024]附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例和对比例所获得的目标产物4
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氰基苯乙酮的1H NMR图。
具体实施方式
[0026]以下通过具体实施方式结合附图对本专利技术的技术方案进行进一步的说明和描述。
[0027]以下实施例和对比例的具体方法为：选择50mL的密封管，称取0.2g(1mmol)4
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溴苯乙酮、0.22g(0.6当量)的亚铁氰化钾、0.2当量的铜催化剂、0.5当量的配体、1.0当量的添加剂，加入3mL溶剂，氮气保护，140℃条件下，搅拌过夜，然后通过萃取、浓缩，再用石油醚和乙酸乙酯20：1进行重结晶，获得如图1所示的目标产物4
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氰基苯乙酮(1H NMR(500MHz，CDCl3)δ8.06(d，J＝8.4Hz，2H)，7.80(d，J＝8.3Hz，2H)，2.67(s，3H))。
[0028]对比例1至7及实施例1至4
[0029]对比例1至8及实施例1至3的反应物料及产率(通过气相色谱法测定)如下表1所示：
[0030]表1
[0031]编号铜催化剂添加剂配体溶剂4
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氰基苯乙酮产率(％)对比例1CuI
‑‑
DMA6对比例2CuI
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1，10
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PhenDMA15对比例3CuI
‑
1，10
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PhenDMSO10对比例4CuI
‑
1，10
‑
PhenMeCN8对比例5CuINa2CO31，10
‑
PhenDMA33对比例6CuIKF1，10
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PhenDMA17对比例7CuIKI1，10
‑
PhenDMA57实施例1CuIKI1，10
‑
PhenDMF66实施例2CuClKI1，10
‑
PhenDMF86对比例8CuBrKI1，10
‑
PhenDMF46实施例3CuCl2KI1，10
‑
PhenDMF74
[0032]实施例4至9
[0033本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种4
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氰基苯乙酮的催化合成方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)在保护气氛下，将4
‑
溴苯乙酮、亚铁氰化钾、铜催化剂、1，10
‑
菲罗啉、KI和DMF混合后，于135
‑
140℃搅拌反应10
‑
24h；(2)将步骤(1)所得的物料进行分离纯化，即得所述4
‑
氰基苯乙酮。2.如权利要求1所述的催化合成方法，其特征在于：所述铜催化剂为CuI、CuCl或CuCl2，且铜催化剂的投加量为0.1
‑
0.3当量。3.如权利要求2所述的催化合成方法，其特征在于：所述铜催化剂为CuCl，其投加量为0.2当量。4.如权利要求1所述的催化合成方法，其特征在于：所述保护气氛为氮气气氛。5.如权利要求1所述的催化合成方法，其特征在于：所述亚铁氰化钾的投加量为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤须崇，赵应伟，祖聪慧，林青，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：