PDF《有机化学》

有机化学 Chinese Journal of Organic Chemistry ARTICLE * E-mail: guosr9609@lsu.

edu.cn Received August 30, 2011;

revised November 3, 2011;

accepted December 9, 2011. Project supported by the Natural Science Foundation of Zhejiang Province (No. Y407240) and the Key Science Foundation of Lishui University (No. KZ20H03). 浙江省自然科学基金基金(No. Y407240)和丽水学院重点科研(No. KZ20H03)资助项目.

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2012 Chinese Chemical Society &

SIOC, CAS Chin. J. Org. Chem. 2012, 32, 732~741 DOI: 10.6023/cjoc1108302 研究论文 无催化剂微波促进下 C―O, C―N 和C―S 交叉偶联反应研究 袁艳琴 郭圣荣* 莫建军 钱利石泽凤 (丽水学院化学化工系 丽水 323000) 摘要 在无金属催化剂的条件下, 利用微波加热促进 C―O, C―N 和C―S 交叉偶联反应. 实验发现以 DMSO 为溶剂, t-BuOK 为碱, 利用微波加热, 活化的氯代芳烃能与各类亲核试剂顺利反应, 得到中等及优良的产率. 关键词 微波;

交叉偶联反应;

芳基醚;

芳基硫醚;

N-芳基化 Rapid and Highly Efficient Microwave-Assisted C―N, C―O and C― S Coupling Reactions without a Transition-Metal Catalyst Yuan, Yanqin Guo, Shengrong* Mo, Jianjun Qian, Li Shi, Zefeng (Department of Chemistry, Lishui University, Lishui 323000) Abstract A rapid and direct coupling reactions of various N/O/S nucleophilic reagents with aryl halides have been devel- oped in good to high yields under microwave irradiation without a transition-metal catalyst. These reactions are a particularly powerful method for the coupling of electron-withdraw aryl halides with various nucleophilic reagents. A variety of products including aryl ethers, N-arylamides, and aryl thioethers were synthesized in good to excellent yields. Keywords microwave;

cross-coupling reactions;

aryl ethers;

aryl thioethers;

N-arylation 不对称的二芳基醚、芳胺及二芳基硫醚化合物是化 学化工中重要的合成中间体, 广泛应用于医药、农药及 生命科学的各个领域[1] . 常见的合成上述三类化合物的 方法为铜催化下的乌尔曼偶联反应, 但该反应条件较为 苛刻, 需要较高的温度及大量的铜盐, 且产率不是很理 想[2] . 由于铜盐的廉价性及稳定性较好, 用铜盐催化合 成二芳基醚、芳胺及二芳基硫醚化合物的方法研究是近 年来有机合成领域中的一个热点[3~5] , 铜盐催化偶联反 应的主要方向为不断地进行配体改进与探索[6] , 如Taillefer 等[7] 利用肟类化合物为配体, 铜盐为催化剂, 成功地进行了 C―C 及C―N 偶联反应;

Buchwald 等[8] 利用邻二胺或邻二醇类化合物如 N,N-二甲基乙二胺或 乙二醇等为配体, 一价铜盐为催化剂, 在较低温度下进 行了 C―N 及C―S 偶联反应. 在近几年的文献报道中, 催化效果较好的配体有 1,3-二羰基化合物如 2-氧代环己 烷甲酸乙酯[9] , 氨基酸类化合物如脯氨酸[10] . 利用铜盐 为催化剂结合配体构成的催化体系是目前较为理想的 交叉偶联方法, 反应具有反应速率较快, 反应温度较低 等特点, 但也可以看到, 反应需要较贵的溴代烃或碘代 烃为反应底物, 限制了该类反应体系的应用范围. 利用 钯盐催化是交叉偶联反应的一个较为重要的方法, 但利 用钯盐催化反应时, 存在价格昂贵一些, 对空气和水分 敏感等缺点, 同样使该类反应的规模生产受到了限制. 自从

1986 年微波新技术引入有机合成以来, 由于其具 有使反应快速、副反应少、环境友好甚至能完成传统加 热难于进行的反应等特点, 已成为有机合成的新技术与 新手段[11] . 本文主要研究微波对 C―O, C―N, C―S 等交叉偶 联反应的影响, 探索在极性溶剂中, 比较铜盐催化及无 铜盐催化条件下对反应的影响(Eq. 1), 实验发现, 接有 吸电子的氯代芳烃可以在不需要催化剂的条件下顺利 发生取代反应, 对于亲核试剂(酚、胺及硫酚)而言, 即ArCl + NuH Base, Solvent Microwave NuH: Phenols (3a ~ 3k), Amines (4a ~ 4m), Thiols (5a ~ 5i) ArNu (1)