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1、(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201010516878.2 (22)申请日 2010.10.15 C07B 37/06(2006.01) C07C 15/14(2006.01) C07C 1/32(2006.01) C07D 209/08(2006.01) (73)专利权人 武汉工程大学 地址 430073 湖北省武汉市洪山区雄楚大街 693 号 (72)发明人 李坚 CN 102442957 A,2012.05.09, CN 101440059 A,2009.05.27, JP 2008516008 A,2008.05.15, WO 03048225 A2,2003。
2、.06.12, US 2007010638 A1,2007.01.11, (54) 发明名称 LJ 反应在钯催化交叉偶联反应中的应用 (57) 摘要 本发明涉及一种 LJ 分子内异构反应， 在钯催 化交叉偶联反应中的应用， 应用五卤化磷替代钯 系列金属催化剂， 不仅可使已有的大部分钯催化 交叉偶联反应提高收率， 降低成本， 而且， 在今后 新的生成 C-C 键的交叉偶联反应中， 可以基本上 不使用钯系列催化剂， 达到同样优良的效果， 尤其 是更适合于实现交叉偶联反应的工业化技术。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 范海滨 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 。
3、权利要求书1页 说明书5页 CN 102452868 B 2016.05.18 CN 102452868 B 1.制备17化合物， 包括以下次序的几个步骤： 其中， 分子配比： 20化合物PCl5邻甲苯锂121 在氮气保护下， 将40克PCl5与200克CCl4溶液投入反应器中， 启动搅拌， 控制温度20以 下， 滴加计算量的20化合物和邻甲苯锂混合溶液， 保温反应11小时， 过程中通过外循环不断 地过滤出来同步产生的LiCl固体， 然后升温至迴流， 反应至终点后， 缓缓蒸出三氯氧磷， 再 升温至160170， 将PCl5升华出来， 回收套用， 降温， 用5NaOH碱水洗涤剩余的PCl5， 又。
4、加 200克CCl4溶解萃取， 分层， 收集有机层进行蒸馏， 降温， 静置， 结晶， 过滤， 干燥， 得17化合 物， 含量95， 收率92。 权利要求书 1/1 页 2 CN 102452868 B 2 LJ反应在钯催化交叉偶联反应中的应用 0001 本发明涉及一种LJ分子内异构反应， 在钯催化交叉偶联反应中的应用， 应用五卤 化磷替代钯系列金属催化剂， 不仅可使已有的大部分钯催化交叉偶联反应提高收率， 降低 成本， 而且， 在今后新的生成C-C键的交叉偶联反应中， 可以基本上不使用钯系列催化剂， 达 到同样优良的效果， 尤其是更适合于实现交叉偶联反应的工业化技术。 背景技术 0002 钯催。
5、化交叉偶联反应是生成C-C键的重要反应， 强力抗癌药物、 高效的有机杀虫 剂、 能够自己发光的薄膜显示器等， 都是由复杂有机分子组成， 如果没有钯催化交叉偶联反 应， 人工合成这些分子就非常困难， 这是由于碳原子化学性质不活泼， 让来自不同分子的碳 原子互相结合， 是一件很不容易的事， 美国和日本的3名科学家以钯原子 “牵线搭桥” ， 最终 使不同 “出身” 的碳原子走到一起并相互结合， 从而使一大批新药和工业新材料应运而生， 这一杰出成果使他们赢得了2010年度的诺贝尔化学奖。 如今， 钯催化交叉偶联反应经过不 断改进， 在化学界和工业界取得了重要地位， 应用于许多物质的合成研究和工业化生产。
6、， 早 已潜移默化到生产与生活接触到的各种商品中， 但是， 问题在于像有机锌、 有机硼、 有机锡 等用于该反应的试剂， 同样需要多个步骤加以制备， 花费不少成本， 尤其是钯是一种价值高 于黄金的贵金属， 不适合于该反应大面积、 大规模工业化生产的应用， 所以， 目前， 多国科 研机构都在研发更为直接的方法， 以求进一步降低制备成本。 发明内容 0003 本发明的目的是运用我国独立发展的一种LJ反应及其新定律， 提供五卤化磷作为 钯系列催化剂的替代品， 并且相应用醇或酚类及其碱金属盐化合物替代钯催化交叉偶联反 应中的有机锌、 有机硼、 有机锡等试剂， 在达到钯催化交叉偶联反应目的的同时， 又大幅。
7、降 低制备成本， 更适合于清洁生产工艺的工业设计标准。 0004 关于LJ反应， 可参见本发明专利申请人已经申请的申请号为201010237200.0、 201010264912.1、 201010258143.4三个文献， 为了与此三个文献的发明内容16的编号相 互衔接， 此下面用编号7说明本发明专利申请的具体的发明内容。 0005 7、 LJ反应在钯催化交叉偶联反应中的应用 0006 赫克、 根岸、 铃木三人， 由于钯催化交叉偶联反应， 已经荣获2010年度诺贝尔化学 奖， 经典的 “铃木反应” 见式(1) 0007 Ar1-Met+Ar2-LG+Pd(PPh3)4Ar1-Ar2(1) 0。
8、008 1234 0009 式(1)中Met表示ZnX、 B(OH)2、 SnR3， 1物表示有机锌、 有机硼、 有机锡等化合物； 2物 中LG表示卤素、 OTf等， 3物表示膦钯配体催化剂， 4物表示反应的目标化合物， Ar1和Ar2表示 各种不同的芳基化合物、 烷基化合物、 杂环化合物等。 0010 应用LJ反应的一个新定律： 当无磷双键的五配位磷(膦)化合物的P原子与至少一 个以上的O或S原子成单键时， 在酸性条件下， 尤其是P原子上连有吸电子基团的同时， 由于 说明书 1/5 页 3 CN 102452868 B 3 其具有特别强烈的成或双键基团的趋势， 这类化合物很不稳定， 加 热后。
9、自动裂分为二个以上化合物， 其中有一个必然是磷氧双键四配位化合物或者是磷硫双 键四配位化合物， 另一个是形成新C-C键的化合物8， 因此可有式(2) 0011 0012 反应过程中， 式(2)中的Ar1是可形成碳正离子的化合物， Ar2是可形成碳负离子的 化合物， 故其反应活性比钯催化的相同反应的活性更强， Ar1和Ar2表示意义与式(1)相同。 0013 式(2)中M1表示H(氢)、 Li(锂)、 Na(钠)、 Al(铝)、 镁等元素； M2表示Li、 Na、 Al、 镁等元 素； 5物表示醇或酚类或杂环类化合物， 6物表示烃基或芳基或杂环类化合物， Z表示卤素或 烃基或烷氧基或芳氧基， X。
10、表示卤素， 7物表示酰二卤类化合物， 其中有三苯基二氯化磷、 三 烷氧基二氯化磷、 三苯酚基二氯化磷等； 8物与式(1)中4物是完全相同的化合物， 由于替换 了反应试剂： 即5替换了1， 6替换了2、 7替换了3， 所以一方面可完全保留 “铃木反应” 的区域 选择性， 达到相同的效果， 另一方面， 正是因为替换成为廉价又容易制备的反应试剂， 而且 又是反应活性更高以及反应后处理更容易的反应试剂， 所以才能够较大程度地降低制备成 本， 又更适合于清洁生产的工业设计。 0014 8化合物的制备包括以下次序的几个步骤： 0015 0016 0017 0018 0019 1112 0020 酸性条件下。
11、， 11或12不稳定， 加热后自动裂分： 0021 0022 式(3)中8是钯催化交叉偶联反应的目标化合物。 0023 7.1联苯的制备 0024 联苯是重要的有机原料， 广泛用于医药、 农药、 染料、 液晶材料等领域， 联苯存在于 煤焦油、 原油和天然气中， 现有的合成方法需要300的高温， 反应条件苛刻，“铃木反应” 制 说明书 2/5 页 4 CN 102452868 B 4 备联苯， 成本又过高， 所以， 采用LJ反应是最佳选择。 0025 用LJ反应制备联苯， 包括以下次序的几个步骤： 0026 0027 0028 7.2LJ反应在Suzuki-Miyaura反应中的应用 0029 。
12、若用传统的钯催化交叉偶联反应制备17化合物， 必须先制备相应的有机硼酸化合 物， 反应步骤较多， 而且必须使用昂贵的膦钯配体催化剂， 而采用LJ反应制备17化合物， 成 本降低25以上。 0030 制备17化合物， 包括以下次序的几个步骤： 0031 说明书 3/5 页 5 CN 102452868 B 5 0032 7.3LJ反应在Stille反应中的应用 0033 若用传统的Stille反应制备19化合物， 必须先制备芳基锡化合物， 增加反应步骤， 而且， 必须使用昂贵的膦钯配体催化剂， 而采用LJ反应， 成本降低20以上。 0034 制备19化合物， 包括以下次序的几个步骤： 0035 。
13、具体实施方案 0036 实施例1分子配比： 酚钠PCl5苯基锂111 说明书 4/5 页 6 CN 102452868 B 6 0037 在隔绝空气和水的条件下， 将40克PCl5与200克CCl4投入反应器中， 启动搅拌， 控制 温度-15以下， 缓缓加入计算量的酚钠， 保温反应1小时左右， 过程中， 通过外循环不断地 将生成的NaCl过滤出来， 此时生成13化合物， 收率98。 0038 投计算量的苯、 AlCl3和120克CCl4入反应瓶中， 启动搅拌， 控制温度迴流， 滴加冷保 温的13化合物CCl4溶液， 滴完后， 保温1小时， 过程中， 不断地将副产的三氯氧磷共沸蒸出， 同时不断地。
14、添加CCl4溶剂， 反应至终点后， 蒸去CCl4， 加400克70的甲醇水溶液萃取， 降 温， 过滤， 去除AlCl3H2O固体， 然后， 蒸馏母液， 结晶、 过滤、 干燥， 得联苯产品， 含量97， 收 率95。 0039 实施例2分子配比： 20化合物PCl5邻甲苯锂121 0040 在氮气保护下， 将40克PCl5与200克CCl4溶液投入反应器中， 启动搅拌， 控制温度20 以下， 滴加计算量的20化合物和邻甲苯锂混合溶液， 保温反应11小时， 过程中通过外循环 不断地过滤出来同步产生的LiCl固体， 然后升温至迴流， 反应至终点后， 缓缓蒸出三氯氧 磷， 再升温至160170， 将P。
15、Cl5升华出来， 回收套用， 降温， 用5NaOH碱水洗涤剩余的 PCl5， 又加200克CCl4溶解萃取， 分层， 收集有机层进行蒸馏， 降温， 静置， 结晶， 过滤， 干燥， 得 17化合物， 含量95， 收率92。 0041 实施例3 0042 分子配比： 21化合物三苯基二氯化膦烷基锂111 0043 在隔绝空气和水的条件下， 将40克三苯基二氯化膦与280克正己烷投入反应器中， 启动搅拌， 控制温度-5以下， 缓缓加入计算量的21化合物， 保温反应1小时， 过程中， 通过 外循环不断地将生成的LiCl过滤出来， 此时生成18化合物， 收率98； 0044 将计算量的邻甲烷基锂与120。
16、克正己烷投入反应器中， 启动搅拌， 控制温度迴流， 滴加冷保温的18化合物正己烷溶液， 滴完后， 保温1小时， 过程中， 通过外循环不断地将生成 的氯化锂固体过滤出来， 反应至终点后， 蒸干净溶剂， 蒸馏底物为19化合物与三苯基氧膦的 混合物， 反应收率95。 0045 实施例4联苯的制备 0046 分子配比酚锂PCl5苯基锂1121 0047 在隔绝空气和水的条件下， 将40克PCl5与400克CCl4投入反应器中， 启动搅拌， 升温 至迴流， 滴加计算量的酚锂和苯锂的CCl4混合溶液， 过程中， 不断地将副产物三氯氧磷共沸 蒸出， 同时， 相应地添加CCl4溶剂， 并且， 通过外循环不断地将同步生成的LiCl过滤出来， 用 气相色谱归一法中控分析反应体系中PCl5含量达到要求后( 1)， 即为反应终点， 降温， 用碱水洗去多余的PCl5， 分层， 蒸馏， 结晶、 过滤、 干燥， 得联苯， 含量88， 收率90。 说明书 5/5 页 7 CN 102452868 B 7 。