由鹵代烴合成酯的無(wú)溶劑方法*

康 力, 董 菁, 呂 霞, 施小新

(華東理工大學(xué) 藥學(xué)院 制藥工程系,上海 200237)

隨著環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng),人們提出了“綠色化學(xué)”的概念[1～3]。化學(xué)研究者致力于研究取代傳統(tǒng)有機(jī)溶劑的綠色化學(xué)方法，發(fā)展出了以超臨界流體為溶劑或以室溫離子液體為溶劑的方法。但是在有機(jī)反應(yīng)中完全不使用溶劑則更為綠色環(huán)保[4]，近年來(lái)有文獻(xiàn)報(bào)道：在不加溶劑的情況下，可通過(guò)光、熱、微波以及超聲等方法，使反應(yīng)物在固態(tài)下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)[5～7]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，無(wú)溶劑操作?？梢蕴岣叻磻?yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性，減少副產(chǎn)物，加快反應(yīng)速度，使后處理也比傳統(tǒng)反應(yīng)較為容易[7]。

本文使用羧酸(2a, 2c～2e)與三乙胺按一定比例配制的混合溶液為親核試劑，實(shí)現(xiàn)了在無(wú)溶劑條件下將鹵代烴(1a, 1a′, 1b, 1f, 1i, 1j和1j′)轉(zhuǎn)化成酯(3a～3j, Scheme 1)的新方法，整個(gè)操作過(guò)程不需要溶劑，符合綠色化學(xué)的要求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1．1 儀器與試劑

Bruker ADVANCE 500 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))；HP 5989A型質(zhì)譜儀。所用試劑除特殊注明外均為分析純。

1．2 3的合成(以3a為例)

在三口燒瓶中加入乙酸170 mL(2.97 mol)，冰浴冷卻，攪拌下緩慢滴加三乙胺280 mL(2.01 mol)，滴畢,撤去冰浴，于室溫?cái)嚢? h制得澄清溶液A。

Scheme1

在圓底燒瓶中加入溶液A 93 mL(約0.3 mol)，攪拌下加入1a′ 21 g(0.15 mol),快速攪拌下于90 ℃反應(yīng)2 h。用30%K2CO3溶液(140 mL)中和，靜置分層，有機(jī)層減壓蒸餾收集85 ℃/266 Pa餾分得無(wú)色油狀液體3a22 g，收率90%;1H NMRδ: 1.53(d,J=6.5 Hz, 3H), 2.07(s, 3H), 5.89(q,J=6.5 Hz, 1H), 7.27～7.31(m, 1H), 7.33～7.36(m, 4H); EI-MSm/z(%): 164(M+, 24), 122(82), 104(100), 77(38), 43(45)。

用類似方法合成3b～3j(合成3j時(shí)乙酸/三乙胺混合溶液需過(guò)量4倍)，1H NMR和MS表征結(jié)果與Scheme 1所示結(jié)構(gòu)相符。合成3的反應(yīng)條件及產(chǎn)率見(jiàn)表1。

表 1 合成3的反應(yīng)條件及產(chǎn)率*

*括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)鹵代烴為1a′或1j′;合成3j時(shí)乙酸/三乙胺混合溶液需過(guò)量4倍

2 結(jié)果與討論

2.1 r[n(乙酸) ∶n(Et3N)]對(duì)合成3的影響

以1a′為底物，考察了r對(duì)合成3a的影響，結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可見(jiàn)，當(dāng)r=1 ∶1時(shí)，有消除反應(yīng)的產(chǎn)物生成；當(dāng)r超過(guò)4 ∶1時(shí)，反應(yīng)速率明顯減慢；選擇r=3 ∶2時(shí)效果最好，產(chǎn)率可達(dá)90%。

表 2 r對(duì)合成3a的影響*

*r=n(乙酸) ∶n(Et3N);其余反應(yīng)條件同1．2

2.2 胺對(duì)合成3的影響

n(乙酸) ∶n(胺)=3 ∶2，分別以1a′和1f為底物，考察了胺對(duì)合成3的影響，結(jié)果見(jiàn)表3。從表3可以看出，以Et3N和n-Bu3N作堿時(shí)，產(chǎn)率都比較高；苯胺則可能由于易被氧化，反應(yīng)產(chǎn)物較雜，產(chǎn)率很低。

表 3 胺對(duì)合成3a(3f)的影響*

*n(乙酸) ∶n(胺)=3 ∶2，其余反應(yīng)條件同1．2; 括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)3f

[1] 許峰,王煤,李敏杰. 綠色化學(xué)與有機(jī)合成[J].化學(xué)與生物工程,2005,22(5):7-8.

[2] Walsh P J, Li H M, de Parrodi C A. A green chemistry approach to asymmetric catalysis: Solvent-free and highly concentrated reactions[J].Chem Rev 2007,107(6):2503-2545.

[3] Sheldon R A. Green solvents for sustainable organic synthesis: state of the art[J]Green Chem,2005,7(5):267-278.

[4] Tanaka K, Toda F. Solvent-free organic synthesis[J].Chem Rev,2000,100(3):1025-1074.

[5] 李汝雄,王建基. 無(wú)溶劑有機(jī)合成[J].化學(xué)通報(bào),2003,66(3):w020/1-w020/7.

[6] Garay A L, Pichon A, James S L. Solvent-free synthesis of metal complexes[J].Chem Soc Rev,2007,36(6):846-855.

[7] Martins M A P, Frizzo C, Moreira D N,etal. Solvent-free Heterocyclic synthesis[J].Chem Rev,2009,109(9):4140-4182.