一种2,2制造技术

本发明专利技术公开了一种2,2

【技术实现步骤摘要】
一种2,2
’‑
联苯二甲酸类化合物的合成方法


[0001]本专利技术涉及一种2,2
’‑
联苯二甲酸类化合物的合成方法，具体涉及一种镍催化卤代苯甲酸类化合物进行还原偶联反应合成2,2
’‑
联苯二甲酸类化合物的方法，属于有机合成


技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，越来越多通过过渡金属催化的有机合成方法被有机化学家发现。通过建立过渡金属的催化循环来构建C
‑
C、C
‑
N、C
‑
O、C
‑
S和C
‑
B化学键的偶联反应，极大的促进了金属有机化学的发展。经典的乌尔曼反应为Cu催化的芳基卤代烃偶联反应，但是由于Cu催化所需要的反应条件苛刻，温度基本上需要100摄氏度以上才可以反应，产率普遍比较低，针对于工业化进行放大生产有着极高的危险性。
[0003]目前2,2
’‑
联苯二甲酸及其衍生物在医药合成、发光材料、液晶材料和多孔材料等等领域扮演着越来越重要的作用，但是缺少高效、快速、便捷的合成方法。2,2
’‑
联苯二甲酸及其衍生物为重要的医药合成的中间体，作为中间体可以进行下一步的官能团转化，可以还原为相应的醛和醇，也可以与一些醇、胺进行发生缩合反应，得到下一步产物。
[0004]目前合成2,2
’‑
联苯二甲酸以及衍生物有以下的几种方法：
[0005][0006]Chen,Zhicai等人先利用过渡金属Pd催化剂将2
‑
溴甲苯与2
‑
溴
‑3‑
甲基苯甲酸甲酯进行C
‑
C键交叉偶联反应后得到90％的偶联产物。再将偶联产物中的酯键在碱性条件下进行水解，得到96％的水解产物。最后利用高锰酸钾将甲基直接氧化为羧基，得到2,2
’‑
联苯二甲酸衍生物。此方法每一步的产率都在90％以上，但是有很多缺陷，首先得到2,2
’‑
联苯二甲酸有很多不必要的衍生化步骤，不适合放大直接进行生产，其次偶联反应和氧化反应的两步温度都比较高，对于放大有一定的危险性，最后使用了贵金属pd，降低了工业化的价值。
[0007][0008]Saphier,Magal等人利用2
‑
溴苯甲酸作为底物在Cu盐的催化下得到2,2
’‑
联苯二甲酸的产物，并且利用这个模型详细的研究了过渡金属Cu盐催化生成产物的机理以及各种影响因素。这个反应的优点为可以利用2
‑
溴苯甲酸直接一步就可以得到最后的2,2
’‑
联苯二甲酸。但是这个反应模型还会生成苯甲酸以及乙酰水杨酸的副产物，并且产物2,2
’‑
联苯二甲酸的产率比较低，也不适合工业化的放大生产。实际上如果直接进行生产的话总收率并不高。
[0009][0010]Zeng,Zhongyi等人利用2
‑
甲基苯甲酸作为模板底物，用贵金属Rh作为金属催化剂，以惰性电极Pt分别作为正负极，四丁基醋酸铵作为添加剂，DMF作为溶剂在1.0mA通电的条件下反应20小时得到2,2
’‑
联苯二甲酸衍生物。此反应可以通过过渡金属Rh催化直接一步得到2,2
’‑
联苯二甲酸衍生物，产率为87％。但是对于工业化的放大有很多的缺陷，首先需要通电耗费电资源，其次需要用到贵金属Rh，最后的反应时间也比较长，对于工业放大生产成本太高，对于这个反应来说就有很多的不实际因素，综上这个反应也不利于工业化生产。
[0011][0012]Murai,Takuya等人利用2
‑
溴苯甲酸甲酯作为起始合成原料，Cu作为催化剂在DMF中回流首先得到2,2
’‑
联苯二甲酸甲酯化合物。随后在THF/MeOH/H2O溶剂中加入NaOH进行碱性条件下水解就得到了2,2
’‑
联苯二甲酸以及衍生物等化合物。此合成路线可以得到总收率为大于90％，但是羧基需要被酯键进行保护后才可以进行偶联反应，不可以直接进行偶联反应得到2,2
’‑
联苯二甲酸以及衍生物，这就多了上保护和脱保护两个步骤。乌尔曼偶联反应的条件非常苛刻，需要在DMF进行回流的条件下进行反应，这就对工业化的放大反应造成了非常危险的过程。综上，这个合成路线也不适合进行工业化，这就需要专利技术一种使用最廉价的药品、温和的条件、官能团容忍度高并且可以一步直接得到2,2
’‑
联苯二甲酸以及衍生物。
[0013]近几年，过渡金属Ni催化的还原偶联反应逐渐被开发。首先使用了Ni作为催化剂而不是贵金属Pd、Rh等金属，极大的节约了成本问题。通常可以使用卤代物直接可以发生各
种偶联反应，例如C
‑
C、C
‑
S和C
‑
N等等化学键直接进行偶联。此类反应可以在比较温和的条件下进行，不需要乌尔曼反应那样苛刻的条件(在DMF条件下进行回流)。其次各种原料廉价易得，通常卤代烷可以商业化买到，这样就大大再次节约了成本，不再需要通过保护脱保护的过程从而增加不必要的衍生化步骤。综上，过渡金属Ni催化的还原偶联反应有着反应价格低廉、反应条件温和、高效快速直接偶联等等优势，有很大的工业化价值。
[0014]综上所述，现有技术缺少直接进行工业化大量合成2,2
’‑
联苯二甲酸以及衍生物的方法，主要原因如下：
[0015]1、经典的乌尔曼反应一般通过金属Cu或者Cu盐作为催化剂，DMF等酰胺类溶剂，在回流的条件下进行反应。由于各种酰胺类溶剂的沸点都在100℃以上，进行工业化放大造成的危险性极大，这种反应不适合进行大量生产。
[0016]2、在以上的背景文献中，合成2,2
’‑
联苯二甲酸以及衍生物需要进行羧基的保护，例如保护成酯基后在进行过渡金属催化的偶联反应，随后通过碱性条件下脱去酯基才可以得到羧基。这样就多了上保护和脱保护两步才可以得到产物，有很多不必要的衍生化步骤，原子经济性比较差，这种反应也不利于直接进行工业化的放大生产。
[0017]3、对于合成2,2
’‑
联苯二甲酸以及衍生物有些需要用到贵金属Pd、Rh等等，对于合成的成本需要就非常大，原料不经济易得，价格昂贵。使用Cu作为过渡金属催化剂目标产物的产率并不高，并且具有危险性，所以也不适合直接进行放大生产。
[0018]4、对于以上过渡金属催化的反应一般时间来说都比较长
‑
文献中报道的时间为一般来说20小时。这时候就需要高效的合成方法在短时间内可以快速得到目标产物，并且还需要比较可观的产率。
[0019]5、对于2,4
‑
二溴苯甲酸来说，利用过渡金属Cu、Pd等等作为催化剂的区域选择性不高，不仅会生成2,2
’‑
联苯二甲酸，还会生成4,4
’‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种2,2
’‑
联苯二甲酸类化合物的合成方法，其特征在于：卤代苯甲酸类化合物与金属还原剂在碱及镍催化剂/双齿配体复合催化体系作用下进行还原偶联反应，得到2,2
’‑
联苯二甲酸类化合物；所述卤代苯甲酸类化合物具有式1结构：所述2,2
’‑
联苯二甲酸类化合物具有式2结构：其中，X为卤素取代基；R1和R2独立选自氢、C
1～10
脂肪基团、C
1～10
脂肪类衍生基团、C
1～10
脂肪醚基团、C
1～10
脂肪醚衍生基团、卤素取代基、C
2～10
酯类基团、磺酸类基团、硅烷醚基团或酰胺类基团。2.根据权利要求1所述的一种2,2
’‑
联苯二甲酸类化合物的合成方法，其特征在于：所述卤代苯甲酸类化合物为2
‑
碘苯甲酸、2
‑
溴
‑4‑
甲基苯甲酸、2
‑
溴
‑4‑
叔丁基苯甲酸、2
‑
溴
‑4‑
甲氧基苯甲酸、2
‑
溴
‑
4,5
‑
二氟苯甲酸、2
‑
溴
‑5‑
氟苯甲酸、2
‑
氯苯甲酸、2
‑
溴
‑6‑
(三氟甲氧基)苯甲酸、2
‑
溴
‑4‑
三氟甲基苯甲酸、2
‑
溴
‑4‑
氰基苯甲酸、2
‑
碘
‑5‑
甲基苯甲酸、2
‑
碘
‑5‑
甲氧基苯甲酸、2
‑
碘
‑5‑
氟苯甲酸、2
‑
碘
‑
4,5
‑
二甲氧甲苯甲酸、5
‑
氯
‑2‑
碘苯甲酸、2
‑
碘
‑5‑
三氟甲基苯甲酸、2
‑
碘
‑
4,5
‑
二氟苯甲酸、2
‑
溴
‑5‑
甲氧基苯甲酸、2
‑
氯
‑5‑
甲氧基苯甲酸、2
‑
氯
‑5‑
(甲硫基)苯甲酸、2
‑
氯
‑6‑
氟苯甲酸、2
‑
氯
‑5‑
甲基苯甲酸、2
‑
氯
‑4‑
甲砜基苯甲酸、2
‑
氯
‑6‑
(三氟甲基)苯甲酸、2
‑
溴
‑4‑
氟
‑5‑
甲基苯甲酸、6
‑
溴
‑2‑
氟
‑3‑
三氟甲基苯甲酸、2
‑
溴
‑4‑
氟
‑5‑
甲氧基苯甲酸、2
‑
溴
‑3‑
甲基苯甲酸、2
‑
氯
‑3‑
甲基苯甲酸、2
‑
氯
‑3‑
甲氧基苯甲酸、2
‑
溴
‑3‑
甲氧基苯甲酸、2
‑
溴
‑6‑
氟
‑3‑
甲基苯甲酸、3
‑
溴噻吩
‑2‑
甲酸、2
‑
溴
‑5‑
((叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基)苯甲酸、2
‑
溴...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪强，赵博伟，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：