2,5-雙{β-[對-(6-羥基己氧基)苯基]乙炔基}嘧啶的合成*

彭信文， 劉昆明， 歐陽文， 楊 夢， 侯豪情

(江西師范大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，江西 南昌 330022)

2,5-雙{β-[對-(6-羥基己氧基)苯基]乙炔基}嘧啶(1)是重要的有機合成中間體，可用于聚氨酯、聚酯、聚碳酸酯及聚醚等材料的合成。1分子中的2,5-二(2-苯基乙炔基)嘧啶的大共軛體系使其不僅具有高度的剛性、熱穩(wěn)定性和耐光穩(wěn)定性[1～3]，而且在分子導(dǎo)線、分子傳感器、液晶顯示中的偏振器、發(fā)光二極管和能量傳輸材料等光電領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[4～9]。

本文報道以對溴苯酚、6-氯-1-己醇、甲基丁炔醇和5-溴-2-碘嘧啶等為原料，通過Williamson反應(yīng)、水解反應(yīng)和Sonogashina反應(yīng)合成了1(Scheme 1),其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR， IR和元素分析表征。并對中間體的合成條件進行了探討。

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

X-6型顯微熔點儀(溫度未校正)；Bruker Vance 400 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo))；Perkin-Elmer SP One FT-IR型紅外光譜儀；Perkin Elmer CHN 2400型元素分析儀。

對溴苯酚，靖江市馬龍化工制造有限公司；6-氯-1-己醇，鄒平銘興化工有限公司；PdCl2(Pd含量59.5%)， Pd(PPh3)2Cl2(Pd含量15.2%)，西安凱立化工有限公司；5-溴-2-碘嘧啶(99.0%)，自制；N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)，進口；其余所用試劑均為分析純或化學(xué)純。

Scheme1

1．2 合成

(1) 6-(4′-溴苯氧基)-1-己醇(2)的合成[10]

在四頸瓶中依次加入對溴苯酚10.0 g(57.8 mmol), DMAC 80 mL及NaOH 2.54 g(63.6 mmol),氮氣保護,攪拌下于60 ℃反應(yīng)1 h。冷卻至室溫，加入NaI 0.52 g(3.45 mmol)和6-氯-1-己醇 15.79 g(115.6 mmol),回流反應(yīng)6 h。冷卻至室溫后依次用5%NaOH溶液,蒸餾水(3×100 mL)洗滌，無水硫酸鎂干燥,減壓蒸餾得無色液體2 10.4 g，產(chǎn)率91%；1H NMRδ: 1.36～1.43(m， 4H， CH2)， 1.53～1.60(m， 2H， CH2)， 1.71～1.78(m， 2H， CH2)， 2.61(s， 1H， OH)， 3.58～3.62(m， 2H， CH2)， 3.85～3.89(m， 2H， CH2)， 6.72～6.75(m， 2H， ArH)， 7.31～7．34(m， 2H， ArH)； IRν: 3 338(OH)， 2 935(ArH)， 2 860(CH2)， 1 590, 1 577, 1 488, 1 432(苯環(huán)骨架)， 1 102(Ar-O)， 1071(Ar-Br) cm-1; Anal.calcd for C12H17O2Br： C 52.75， H 6.23， O 11.72， Br 29.30； found C 52.75, H 6.23, O 11.72, Br 29.30。

(2) 2-甲基-4-[對-(6′-羥基己氧基)苯基]-3-炔-2-丁醇(3)的合成

在四頸燒瓶中依次加入2 10.0 g(36.6 mmol), THF 40 mL, Et3N 60 mL,甲基丁炔醇9.25 g(109.8 mmol), Pd(PPh3)2Cl20.51 g(0.73 mmol), PPh32.8 g(10.6 mmol)及CuI 1.5 g(7.7 mmol),氮氣保護，攪拌下于78 ℃反應(yīng)12 h。冷卻至室溫,加入乙酸乙酯100 mL，攪拌2 h。過濾，濾液旋蒸干得粗品，用混合溶劑[V(甲苯) ∶V(石油醚)=10 ∶1]重結(jié)晶得白色固體3 9.15 g,產(chǎn)率90.6%, m.p.82.3 ℃～83.2 ℃;1H NMRδ: 1.32(s, 1H， OH)， 1.44～1.53(m， 4H， CH2)， 1.51(m， 6H， CH3)， 1.57～1.62(s， 2H， CH2)， 1.78～1.85(m， 2H， CH2)， 2.13(s， 1H， OH)， 3.66～3.67(m， 2H， CH2)， 3.96～3.99(m， 2H， CH2)， 6.83～6.85(m， 2HH， ArH)， 7.49～7.53(m， 2H， ArH)； IRν： 3 377(OH)， 3 257(OH)， 2 934(ArH)， 2 871(CH2)， 1 1611, 1 571, 1 475, 1 394(苯環(huán)骨架)， 1 380(CH3) cm-1； Anal.calcd for C17H24O3： C 73.91， H 8.70， O 17.39； found C 73.91, H 8.70, O 17.39。

(3) 4-(6′-羥基己氧基)苯基乙炔(4)的合成

在三頸燒瓶中依次加入3 10.0 g(36.2 mmol),甲苯150 mL及NaOH 4.3 g(10.9 mmol),攪拌下回流反應(yīng)12 h。冷卻至室溫后過濾，旋干濾液得油狀液體,用石油醚重結(jié)晶得白色晶體4 7.19 g,產(chǎn)率91.2%, m.p.51.4 ℃～52.3 ℃;1H NMRδ: 1.25(s， 1H， OH)， 1.36～1.50(m， 4H， CH2)， 1.57～1.62(m， 2H， CH2)， 1.76～1.81(m, 2H， CH2)， 2.99(s， 1H， C≡CH)， 3.64～3.67(m， 2H， CH2)， 3.93～3.97(m， 2H， CH2)， 6.81～6.83(m， 2H， ArH)， 7.40～7.42(m， 2H， ArH)； IRν： 3 218(OH)， 2 941(ArH)， 2 867(CH2)， 2 103(C≡C)， 1 642， 1 607， 1 569， 1 507(苯環(huán)骨架)， 1 171(Ar-O) cm-1； Anal.calcd for C14H18O2： C 77.06， H 8.25， O 14.79； found C 77.06, H 8.25, O 14.79。

(4) 1的合成

在四頸燒瓶中依次加入5-溴-2-碘嘧啶10.0 g(35.1 mmol),吡啶90 mL,二異丙胺90 mL, 4 30.5 g(140.3 mmol), PdCl20.62 g(3.51 mmol), PPh34.98 g(18.95 mmol)及CuI 2.8 g(14.74 mmol),氮氣保護，攪拌下于81 ℃反應(yīng)12 h。冷卻至室溫后加入乙酸乙酯200 mL，攪拌2 h。過濾，濾液旋蒸干得粗品，用甲苯重結(jié)晶得淡黃色固體1 15.74 g,產(chǎn)率89.3%, m.p.177.2 ℃～178.1 ℃;1H NMRδ: 1.34～1.38(m, 4H, CH2)， 1.42～1.45(m, 8H, CH2)， 3.37～3.42(m, 4H, CH2)， 4.00～4.05(m, 4H, CH2)， 4.32～4.39(m, 4H， CH2)， 4.32～4.36(m, 2H, CH2)， 7.01～7.04(m, 4H, ArH)； 7.53～7.61(m, 4H, ArH)， 8.96(s, 1H, ArH)； IRν： 3 412(OH)， 2 938(ArH)， 2 867(CH2)， 2 213(C≡C)， 1 639， 1 603， 1 510， 1 473(苯環(huán)骨架)， 1 168(Ar-O) cm-1； Anal.calcd for C32H36N2O4： C 75.001， H 7.031， O 12.50， N 5.47； found C 75.00, H 7.03, O 12.50, N 5.47。

2 結(jié)果與討論

合成2的反應(yīng)是Williamson反應(yīng)，屬于雙分子親核取代反應(yīng)。親核試劑的活性具有重要的影響,反應(yīng)中對溴苯酚在堿性條件下轉(zhuǎn)變成苯氧負離子,以增強其親核活性。苯氧負離子的濃度大小決定親核取代反應(yīng)的速率,如果氫氧化鈉用量過大,會在水溶液中產(chǎn)生大量的OH-,它與苯氧負離子發(fā)生競爭反應(yīng),產(chǎn)生鹵代烴水解的副反應(yīng)。用量不足則造成產(chǎn)生的苯氧負離子濃度下降而使雙分子親核取代反應(yīng)速度下降,從而影響反應(yīng)收率。實驗結(jié)果表明，當(dāng)n(對溴苯酚) ∶n(NaOH)=1.0 ∶1.5時,2的產(chǎn)率最高。反應(yīng)中用強極性非質(zhì)子溶劑DMAC也是有利于增強苯氧負離子的親核活性，以提高反應(yīng)產(chǎn)率。

在3的合成中，THF/Et3N作為溶劑，不僅可以溶解反應(yīng)物，而且Et3N作為縛酸劑中和反應(yīng)所產(chǎn)生的鹵化氫反應(yīng)。實驗發(fā)現(xiàn)y[V(THF) ∶V(Et2N)]對3產(chǎn)率有影響(表1)。從表1可以看出，當(dāng)y=4 ∶6， 3的產(chǎn)率最高。實驗中所用Pd(PPh3)2Cl2和Pd(PPh3)2Cl2是因其較無機鹽PdCl2有更高的催化活性，可能與其在有機溶劑中的溶解性有關(guān)。Pd(PPh3)2Cl2是一種金屬絡(luò)合物，與Pd(PPh3)4相比，有較低的空間位阻，實驗中具有較高的催化活性。

合成4的反應(yīng)為固液兩相反應(yīng)，催化劑采用碾細粉末狀的NaOH以增大反應(yīng)的比表面積。該反應(yīng)需要無水條件下進行,水分的含量影響反應(yīng)產(chǎn)率，反應(yīng)中的溶劑甲苯反應(yīng)前要進行除水處理。反應(yīng)溫度對4產(chǎn)率有影響(表2)。從表2可見，當(dāng)反應(yīng)溫度達到甲苯的回流溫度(111 ℃)時，分子獲得的能量最大，可以使活化分子百分數(shù)最大，反應(yīng)產(chǎn)率較高(91.2%)。

合成1是利用Sonogashina反應(yīng)來進行，一般需金屬鈀或其化合物或其絡(luò)合物做催化劑來催化反應(yīng)。實驗發(fā)現(xiàn)使用PdCl2催化劑代替Pd(PPh3)2Cl2和Pd(PPh3)4反應(yīng)時，可大幅度提高反應(yīng)產(chǎn)率。這是因為PdCl2比Pd(PPh3)2Cl2和Pd(PPh3)4具有更小的空間位阻，更利于與兩種空間位阻較大的反應(yīng)物進行絡(luò)合，提高了反應(yīng)的產(chǎn)率。反應(yīng)中選用溶劑不同，產(chǎn)率也不同(表3)。從表3可見，用吡啶/二異丙胺作為混合溶劑時，不僅可以很好地溶解反應(yīng)物，使反應(yīng)的溫度大幅度提高，提高了反應(yīng)的產(chǎn)率。

表 1 y對3產(chǎn)率的影響*Table 1 Effect of y on yield of 3

*反應(yīng)時間10 h,其余反應(yīng)條件同1.2(2)

表 2 反應(yīng)溫度對4產(chǎn)率的影響*Table 2 Effect of temperature on yield of 4

*反應(yīng)時間12 h,其余反應(yīng)條件同1.2(3)

表 3 反應(yīng)溶劑對1產(chǎn)率的影響*Table 3 Effect of solvents on yield of 1

*兩種溶劑的體積比均為1 ∶1，其余反應(yīng)條件同1．2(4)

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