新型芳基丙炔酸乙酯類化合物的合成*

溫燕梅(廣東海洋大學(xué)理學(xué)院，廣東湛江　524088)

新型芳基丙炔酸乙酯類化合物的合成*

溫燕梅
(廣東海洋大學(xué)理學(xué)院，廣東湛江524088)

摘要:以Pd(PPh3) Cl2/CuI為催化劑，K2CO3為堿，在THF中實(shí)現(xiàn)了芳基碘與丙炔酸乙酯(2)的Sonogashira偶聯(lián)反應(yīng)，合成了兩個新型的芳基丙炔酸乙酯類化合物。而芳基硼酸與2的反應(yīng)則是在CuI/Ag2O的催化下，以Cs2CO3為堿，在DCE溶劑中經(jīng)Suzuki偶聯(lián)實(shí)現(xiàn)的?；衔锏慕Y(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR，13C NMR和HR-MS表征。

關(guān)鍵詞:丙炔酸乙酯;芳基碘;芳基硼酸; Suzuki偶聯(lián)反應(yīng);合成

E-mail: wym1503@163．com

Scheme 1

Scheme 2

炔烴的碳碳叁鍵合成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)化合物一直是有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一［1－6］。炔烴的碳碳叁鍵受到缺電子的具有較強(qiáng)親電能力的過渡金屬二價鈀絡(luò)合作用從而得到活化，在親核試劑進(jìn)攻下產(chǎn)生σ-烯基鈀活性中間體，然后由有機(jī)金屬試劑、貧電子烯烴和端基炔捕捉由炔烴的親核鈀化產(chǎn)生的σ-烯基鈀中間體是構(gòu)筑碳－碳鍵與碳－雜鍵的有效方法［7－10］。金屬鈀在炔烴的各種偶聯(lián)反應(yīng)制備具有不同結(jié)構(gòu)的有機(jī)分子方面取得了卓越的成果。因此發(fā)展合成具有各種不同功能團(tuán)炔烴的方法和技術(shù)具有重要意義及廣闊的應(yīng)用前景。

本文運(yùn)用兩種不同的方法，將芳基碘(1a和1b)或芳基硼酸(4a～4c)分別與丙炔酸酯(2)經(jīng)偶聯(lián)反應(yīng)合成了5個芳基丙炔酸乙酯類化合物(3a，3b和5a～5c)。即首次以Pd(PPh3) Cl2/ CuI為催化劑，K2CO3為堿，在THF中實(shí)現(xiàn)了1a 和1b與2的Sonogashira偶聯(lián)反應(yīng)，合成了兩個新型的丙炔酸乙酯類化合物(3a和3b，Scheme 1)。而4a～4c與2的反應(yīng)則是在CuI/Ag2O的催化下，以Cs2CO3為堿，在DCE溶劑中經(jīng)Suzuki偶聯(lián)實(shí)現(xiàn)的(Scheme 2)。化合物的結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR，13C NMR和HR-MS表征。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1．1儀器與試劑

B-545型全自動熔點(diǎn)儀(溫度未校正) ; Bruker 400 MHz DRX-400型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo)) ; Bruker Vector/22型的紅外光譜儀(KBr壓片) ; Thermo MAT 95XP型高分辨質(zhì)譜儀; Frinnigan Trace DSQ GC-MS型氣質(zhì)聯(lián)用儀［高彈性石英毛細(xì)柱HP-5(0．2 mm×0．25 μm×30 mm)，EI源(70 ev)］。

所用試劑，Alfa和Aldrich公司，其中THF使用前經(jīng)蒸餾純化;薄層層析硅膠GF254，青島海洋化工廠;柱層析硅膠，青島海洋化工廠。

1．2合成

(1) 3a和3b的合成(以3a為例)

在反應(yīng)瓶中依次加入PdCl27 mg，PPh321 mg，CuI 15 mg，K2CO31．1 g，鄰氟碘苯(1a) 444 mg(2 mmol)及THF 5 mL，攪拌下加入2 0．8 g(8 mmol)，于65℃反應(yīng)6 h(TLC檢測)。減壓蒸除大部分溶劑，殘余物加乙醚10 mL。過濾，濾液用飽和食鹽水洗滌，用無水MgSO4干燥，減壓蒸除溶劑后經(jīng)薄層色譜［洗脫劑: A = V(石油醚)∶V(乙酸乙酯) = 20∶1］純化得淡黃色液體鄰氟苯丙炔酸乙酯(3a)。

用類似的方法合成黃色固體3b。

3a:收率92%;1H NMR δ: 7．61(t，J =8．0 Hz，2H，ArH)，7．34～7．29 (m，2H，ArH)，4．32(q，J =8．0 Hz，2H，4-H)，1．36(t，J =7．2 Hz，3H，5-H) ;13C NMR δ: 153．81(CF)，134．81 (C1)，132．77 (ArC)，131．64 (ArC)，127．21 (ArC)，126．47 (ArC)，122．23 (ArC)，84．31 (C)，83．83(C)，62．30(C)，14．10(C) ; IR ν: 3 064(ArC－H)，2 960(CH3)，2 231(C≡C)，1 716(C = O) cm－1; HR-MS m/z: Calcd for C11H9O2F 192．058 7，found 192．058 5。

3b:收率96%，m．p．115．0℃～117．5℃;1H NMR δ: 8．25(d，J = 8．8 Hz，2H，ArH )，7．75(d，J =8．4 Hz，2H，ArH)，4．33(q，J =6．8 Hz，2H，4-H)，1．38(t，J =7．2 Hz，3H，5-H) ;13C NMR δ: 153．30(C1)，148．50(ArC)，133．69 (ArC)，126．33 (ArC)，123．76 (ArC)，84．24 (C3)，82．72(C2)，62．60(C4)，14．05(C5) ; IR ν: 3 045(ArC－H)，2 964(CH3)，2 362(C≡C)，1 720(C = O) cm－1; HR-MS m/z: Calcd for C11H9NO4219．053 2，found 219．052 9。

(2) 5a～5c(以5a為例)的合成

在反應(yīng)瓶中依次加入CuI 7 mg，Cs2CO3163 mg，Ag2O 116 mg，鄰甲基苯硼酸(4a) 68 mg(0．25 mmol)及DCE 5 mL，攪拌使其溶解;加入2 37 g (0．375 mmol)，于80℃反應(yīng)36 h(TLC檢測)。減壓蒸除大部分溶劑，殘余物加入乙醚10 mL;過濾，濾液用飽和食鹽水洗，無水MgSO4干燥;減壓除去溶劑后經(jīng)硅膠板層析(洗脫劑: A)純化得淡黃色液體5a。

用類似的方法合成淡黃色液體5b和5c。

5a:收率80%;1H NMR δ: 7．41～7．38(m，2H)，7．28～7．25(m，2H)，4．29(q，J =7．2 Hz，2H)，2．34(s，3H)，1．35(t，J = 7．2 Hz，3H) ;13C NMR δ: 154．13，138．38，133．49，131．53，130．09，128．45，119．44，86．39，80．43，62．03，21．13，14．09; EI-MS m/z(%) : 188，143，116，74。

5b:收率84%;1H NMR δ: 7．42(s，2H)，7．12(s，2H)，4．24(q，J = 7．2 Hz，2H)，2．31 (s，3H)，1．30(t，J =6．0 Hz，3H) ;13C NMR δ: 154．05，141．21，132．88，129．34，116．49，86．44，80．42，61．88，21．57，14．04; EI-MS m/z(%) : 188，143，116，74。

5c:收率83%，m．p．41．5℃～42．9℃;1H NMR δ: 7．48(d，J =9．2 Hz，2H)，6．84(d，J =9．2 Hz，2H)，4．24(q，J = 7．2 Hz，2H)，3．77 (s，3H)，1．31 (t，J = 7．2 Hz，3H) ;13C NMR δ: 161．49，154．24，134．85，114．27，111．32，86．82，80．15，61．85，55．31，14．07; EI-MS m/z(%) : 204，189，159，132，74。

5a～5c的H NMR和C NMR數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)［11］數(shù)據(jù)一致。

2　結(jié)論

2在胺類溶劑中與鹵代烴的Sonogashira反應(yīng)活性很低，主要得到Michael加成和自身氧化偶聯(lián)產(chǎn)物，因此需使用過量的炔烴，反應(yīng)物也必須經(jīng)過仔細(xì)地純化并嚴(yán)格地除氧，這種方法不僅不夠經(jīng)濟(jì)，而且導(dǎo)致了分離上的困難。

本文首次以PdCl2/CuI為催化劑，PPh3為配體，在THF溶劑中，以K2CO3為堿，在較為溫和的條件下實(shí)現(xiàn)了2與碘代芳香化合物的Sonogashira偶聯(lián)反應(yīng)，合成了芳環(huán)上連有吸電子基的芳炔酸酯。但該方法用于帶有供電子基團(tuán)的碘代芳香化合物與丙炔酸酯的偶聯(lián)產(chǎn)率很低。

為了獲得較高產(chǎn)率的芳環(huán)上連有供電子基的芳炔酸酯，則需采用2與芳基硼酸的Suzuki偶聯(lián)方可實(shí)現(xiàn)。

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Synthesis of Novel Aryl Ethyl Propynoate Compounds

WEN Yan-mei
(College of Science，Guangdong Ocean University，Zhanjiang 524088，China)

Abstract:Two novel aryl ethyl propynoate compounds were synthesized by Sonogashira reaction of ethyl propiolate(2) with aryl iodides in THF，using Pd(PPh3) Cl2/CuI as catalyst and K2CO3as alkali．Three aryl ethyl propynoate compounds were obtained by Suzuki cross-coupling of 2 with arylboronic acids in DCE，using CuI/Ag2O as catalyst and Cs2CO3as alkali．The structures were characterized by1H NMR，13C NMR and HR-MS．

Keywords:ethyl propiolate; aryl iodide; arylboronic acid; Suzuki cross-coupling reaction; synthesis

作者簡介:溫燕梅(1970－)，女，漢族，廣西梧州人，博士研究生，副教授，主要從事有機(jī)合成方法學(xué)的研究。Tel．0759-2383311，

基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金子項(xiàng)目(21172076) ;廣東海洋大學(xué)自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(E1212257)

*收稿日期:2014-01-16;

修訂日期:2015-04-03

中圖分類號:O623．124; O623．624

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

DOI:10．15952/j．cnki．cjsc．1005－1511．2015．07．0603