一种制备碘代芳烃的方法.pdf

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1、(10)授权公告号 CN 103172480 B (45)授权公告日 2015.01.21 CN 103172480 B (21)申请号 201310069208.4 (22)申请日 2013.03.05 C07B 39/00(2006.01) C07C 41/22(2006.01) C07C 43/225(2006.01) (73)专利权人 河南科技大学 地址 471000 河南省洛阳市涧西区西苑路 48 号 (72)发明人 任运来 王斌玉 王键吉 郭旭明 赵爽 任云利 商欢涛 (74)专利代理机构 洛阳公信知识产权事务所 ( 普通合伙 ) 41120 代理人 罗民健 US 2005/000。

2、4184 A1,2005.01.06, WO 2011/038207 A1,2011.03.31, Yun-Lai Ren et al.Nitrogen Dioxide-Catalyzed Electrophilic Iodination of Arenes. Adv. Synth. Catal. .2013, 第 355 卷 3437-3442. 许丹红等 . 碘代芳烃的合成研究 . 浙江工业 大学学报 .2008, 第 36 卷 ( 第 1 期 ),20-22， 51. (54) 发明名称 一种制备碘代芳烃的方法 (57) 摘要 本发明涉及一种制备碘代芳烃的方法， 向反 应容器中加入含芳环。

3、化合物、 I2、 催化剂 NO2和有 机溶剂， 所述的芳环化合物、 I2和催化剂 NO2的物 质的量比为 1 0.2 3 0.01 5， 然后密封 反应容器， 在 10 180条件下搅拌反应 5min 40h， 反应后冷却至室温， 通过柱色谱对反应后的 混合物进行提纯， 得到碘代芳烃 ； 本发明的碘代 芳烃制备方法， 用的原料和试剂成份简单， 较为便 宜， 显著降低生产成本， 不使用酸， 选用低沸点溶 剂， 产物容易分离提纯， 产物纯度高、 工艺简单。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 承倩怡 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 15 页 (19)中华人民共和国国家知识产。

4、权局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书6页 附图15页 (10)授权公告号 CN 103172480 B CN 103172480 B 1/1 页 2 1. 一种制备碘代芳烃的方法， 其特征在于 ： 向反应容器中加入含芳环化合物、 I2、 催化 剂NO2和有机溶剂， 所述的芳环化合物、 I2和催化剂NO2的物质的量比为1 ： 0.23 ： 0.01 5， 然后密封反应容器， 密封后的反应容器内有空气存在， 在 10 180条件下搅拌反应 5min 40h， 反应后冷却至室温， 通过柱色谱对反应后的混合物进行提纯， 得到碘代芳烃， 反应式如下 ： ； 所述的芳环化合物为苯甲醚、 苯乙醚、。

5、 苯基正丁基醚、 苯基正辛基醚、 苯基正十四烷基 醚、 2- 甲基苯甲醚、 3- 甲基苯丁醚、 1,3- 二甲氧基苯、 2,6- 二甲氧基苯乙醚、 1,2,3- 三 甲氧基苯或 1- 甲氧基萘。 2. 如权利要求 1 所述的一种制备碘代芳烃的方法， 其特征在于 ： 所述含芳环化合物、 I2 和催化剂 NO2加入的物质的量比为 1 ： 0.6 ： 0.065。 3.如权利要求1所述的一种制备碘代芳烃的方法， 其特征在于 ： 所述反应在120下进 行 12h。 权 利 要 求 书 CN 103172480 B 2 1/6 页 3 一种制备碘代芳烃的方法 技术领域 0001 本发明涉及化工中间体制备。

6、方法， 具体涉及一种制备碘代芳烃的方法。 背景技术 0002 碘代芳烃是重要的化工中间体， 在有机合成中有着广泛应用， 在过渡金属催化作 用下， 可以发生 Heck、 Stille、 Suzuki、 Ullmann 偶联反应， 形成 C-C 和 C- 杂原子键， 进而合 成多种多样的有机化合物。碘苯类化合物的合成方法有多种， 按起始原料划分主要有下列 几种 ： 0003 (1) 芳胺的重氮化碘化法。芳胺的重氮化碘化法分两步完成。首先使用苯胺为原 料， 在盐酸或硫酸溶液中进行重氮化， 然后添加碘或碘盐原料进行碘化。近年来， 化学工作 者利用一锅法进行碘苯类化合物的合成， 例如芳胺在 HI/KNO。

7、2/ DMSO 反应体系作用下的合 成方法。 下述方法是一个较为经济有效的方法， 在含有对甲基苯磺酸的乙腈溶液中， 苯胺和 亚硝酸钠/碘化钾连续发生重氮化碘化， 得到较高产率的芳碘。 Filimonov及其同事发现使 用磺酸基树脂代替硫酸， 芳胺的重氮化 - 碘化可在水溶液和常温的条件下进行 ： 0004 0005 (2) 过渡金属催化芳溴转化为芳碘。这也是制备芳基碘化物的常见方法。使用的 催化剂通常是铜或镍的化合物。但这种方法在工业中很少使用， 存在一系列的局限性。例 如镍做催化剂时， 一般产率及转化率较低 ； 会发生偶联副反应 ； 需要化学计量的镍试剂。铜 催化的反应通常条件苛刻， 需要较。

8、高的反应温度 (大于150)和过量的碘化亚铜， 如果大 规模应用存在废物处理问题。后来 Buchwald 等人发现使用 DMEDA/ 碘化亚铜催化体系， 可 在较为温和的条件下完成溴苯类化合物向碘苯类化合物的转化。 0006 (3) 芳基硼化合物的脱硼碘化。这种方法使用的反应物为芳基硼酸、 芳基硼酸酯 和芳基三氟硼酸钾， 碘化试剂可为 N- 碘代丁二酰亚胺或碘盐。最近文献报道 ， 在 1,10- 菲 啰啉 / CuBr2催化体系的作用下， 芳基硼酸可和碘盐反应生成多种芳碘类化合物。利用硝 酸铜为催化剂， 芳基硼酸可以在常温下和碘反应生成芳碘， 反应具有较好的选择性。 0007 (4) 芳环的直。

9、接氧化碘化。由于非官能化的芳香化合物原料较为便宜， 此种方法 的工业化潜力较大。有效的氧化剂为 HgO、 Ag2SO4、 HIO4、 CrO3、 Pb(OAc)4、 I2O5和 TlOAc 等。这 些氧化剂有的对实验条件要求苛刻， 有的含有重金属， 且成本较高。NaIO3也可作为反应的 氧化剂， 例如 I2/NaIO3/H2SO4反应体系 ； 在此反应体系作用下， 芳烃通常会发生双碘化反应， 目标产物碘代芳烃的产率较低， 而且不易分离。 另外一个好的方法是使用杂多酸催化剂， 在 氧气的存在下， 苯环和碘反应生成碘苯类化合物 ； 催化剂可以重复使用。 双氧水是一种绿色 氧化剂， 也可以用于苯环的。

10、碘化， 合成碘苯类化合物， 例如 H2O2/KI/H2SO4/MeOH 反应体系。 0008 在上述几种方法中， 芳环的直接氧化碘化法原料较为便宜， 有较大的潜力， 特别是 I2/NaIO3/H2SO4和 H2O2/KI/H2SO4/MeOH 反应体系。然而强酸的使用， 对生产设备要求高， 而且 说 明 书 CN 103172480 B 3 2/6 页 4 废液的排放带来较大的污染 ； 会造成其工业成本较高。 发明内容 0009 本发明的目的是为解决上述技术问题的不足， 提供一种制备碘代芳烃的方法， 解 决上述芳环直接碘化法技术中存在的使用强酸和综合应用成本高的问题。 0010 本发明为解决上。

11、述技术问题的不足， 所采用的技术方案是 ： 一种制备碘代芳烃的 方法， 其特征在于 ： 向反应容器中加入含芳环化合物、 I2、 催化剂 NO2和有机溶剂， 所述的芳 环化合物、 I2和催化剂 NO2的物质的量比为 1 ： 0.2 3 ： 0.01 5， 然后密封反应容器， 密封 后的反应容器内有空气存在， 在 10 180条件下搅拌反应 5min 40h， 反应后冷却至室 温， 通过柱色谱对反应后的混合物进行提纯， 得到碘代芳烃， 反应式如下 ： 0011 。 0012 所述含芳环化合物、 I2和催化剂 NO2加入的物质的量比为 1 ： 0.6 ： 0.065。 0013 所述反应在 120下。

12、进行 12h。 0014 有益效果 ： 0015 （1） 使用的原料和试剂成份简单， 较为便宜， 显著降低生产成本 ； 0016 （2） 不使用酸， 降低生产设备成本 ； 0017 （3） 可选用低沸点溶剂， 产物容易分离提纯 ； 0018 （4） 产物纯度高、 工艺简单。 0019 附图说明 ： 0020 图 1 为实施例 1 的产物 4- 甲氧基碘苯的 13C-NMR 图 ； 0021 图 2 为实施例 1 的产物 4- 甲氧基碘苯的 1H-NMR 图 ； 0022 图 3 为实施例 1 的产物 4- 甲氧基碘苯的 GC-MS 图 ； 0023 图 4 为实施例 2 的产物 4- 乙氧基碘。

13、苯的 1H-NMR 图 ； 0024 图 5 为实施例 2 的产物 4- 乙氧基碘苯的 GC-MS 图 ； 0025 图 6 为实施例 3 的产物 4- 正丁氧基碘苯的 1H-NMR 图 ； 0026 图 7 为实施例 3 的产物 4- 正丁氧基碘苯的 GC-MS 图 ； 0027 图 8 为实施例 4 的产物 4- 正辛氧基碘苯的 1H-NMR 图 ； 0028 图 9 为实施例 4 的产物 4- 正辛氧基碘苯的 GC-MS 图 ； 0029 图 10 为实施例 5 的产物 4- 正十四烷氧基碘苯的 1H-NMR 图 ； 0030 图 11 为实施例 5 的产物 4- 正十四烷氧基碘苯的 G。

14、C-MS 图 ； 0031 图 12 为实施例 6 的产物 3- 甲基 -4- 甲氧基碘苯的 1H-NMR 图 ； 0032 图 13 为实施例 6 的产物 3- 甲基 -4- 甲氧基碘苯的 GC-MS 图 ； 0033 图 14 为实施例 7 的产物 2- 甲基 -4- 正丁氧基碘苯的 1H-NMR 图 ； 0034 图 15 为实施例 7 的产物 2- 甲基 -4- 正丁氧基碘苯的 GC-MS 图 ； 0035 图 16 为实施例 8 的产物 2,4- 二甲氧基碘苯的 1H-NMR 图 ； 0036 图 17 为实施例 9 的产物 3,5- 二甲基 -4- 乙氧基碘苯的 1H-NMR 图 。

15、； 说 明 书 CN 103172480 B 4 3/6 页 5 0037 图 18 为实施例 9 的产物 3,5- 二甲基 -4- 乙氧基碘苯的 GC-MS 图 ； 0038 图 19 为实施例 10 的产物 2,3,4- 三甲氧基碘苯的 1H-NMR 图 ； 0039 图 20 为实施例 10 的产物 2,3,4- 三甲氧基碘苯的 GC-MS 图 ； 0040 图 21 为实施例 11 的产物 1- 碘 -4- 甲氧基萘的 1H-NMR 图 ； 0041 图 22 为实施例 11 的产物 1- 碘 -4- 甲氧基萘的 GC-MS 图。 0042 具体实施方式 ： 0043 一种制备碘代芳烃。

16、的方法， 向反应容器中加入含芳环化合物、 I2、 催化剂 NO2和有 机溶剂， 所述的芳环化合物、 I2和催化剂 NO2的物质的量比为 1 ： 0.2 3 ： 0.01 5， 然后密 封反应容器， 密封后的反应容器内有空气存在， 在 10 180条件下搅拌反应 5min 40h， 反应后冷却至室温， 通过柱色谱对反应后的混合物进行提纯， 得到碘代芳烃 ； 0044 所述含芳环化合物的化学式如下所示 ： 0045 0046 其中 R1、 R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7分别为氢、 烷基、 烷氧基、 芳氧基、 烷硫基、 羟基、 氨基、 氮原子上连有取代基的氨基、 芳基和卤基中的一种。 。

17、0047 所述的含芳环化合物包括苯甲醚、 苯乙醚、 苯基正丁基醚、 苯基正辛基醚、 苯基 正十四烷基醚、 2- 甲基苯甲醚、 3- 甲基苯丁醚、 1,3- 二甲氧基苯、 2,6- 二甲氧基苯乙醚、 1,2,3- 三甲氧基苯、 1- 甲氧基萘和 2- 甲氧基萘。 0048 所述有机溶剂为乙腈、 四氢呋喃、 二甲基亚砜、 N,N- 二甲基甲酰胺、 N,N- 二甲基乙 酰胺、 硝基甲烷、 石油醚、 1,4- 四氧六环、 乙酸乙酯、 丙酮、 甲醇、 水、 乙醇及它们的混合溶剂， 优选乙腈。 0049 反应式如下 ： 0050 0051 所述反应在 10-200进行 5 分钟以上， 优选 120和 12。

18、 小时。 0052 投料物质的量比 ： 所述的芳环化合物、 I2、 NO2的物质的量比为 1 ： 0.2 3 ： 0.01 5， 优选 1 ： 0.6 ： 0.065。 0053 以下是本发明的具体实施例， 但本发明的保护范围不限于此 ： 0054 实施例 1 0055 向反应容器中依次加入0.5 mmol苯甲醚、 0.3 mmol I2和1.5 mL乙腈， 并通入1.35 mL 的 NO2（常压、 常温） 。密封反应容器， 密封后的反应容器内有空气存在， 将反应容器置入 预热到 120的油浴锅中， 在 120下磁力搅拌 12 小时。待反应结束后， 冷却反应体系至室 温。通过柱色谱对反应后的混。

19、合物进行提纯， 得到 4- 甲氧基碘苯产物， 产率为 94%。使用 说 明 书 CN 103172480 B 5 4/6 页 6 1H-NMR、13C-NMR 和 GC-MS 确定产物的结构。 0056 实施例 2 0057 向反应容器中依次加入 0.5 mmol 苯乙醚、 0.3 mmol I2和 1.5 mL 乙腈， 并通入 1.35 mL NO2（常压、 常温） 。密封反应容器， 密封后的反应容器内有空气存在， 将反应容器置 入预热到 120的油浴锅中， 在 120下磁力搅拌 12 小时。待反应结束后， 冷却反应体系至 室温。通过柱色谱对反应后的混合物进行提纯。得到 4- 乙氧基碘苯产物。

20、， 产率为 87%。使 用 1H-NMR 和 GC-MS 确定产物的结构。 0058 实施例 3 0059 向反应容器中依次加入 0.5 mmol 苯基正丁基醚、 0.3 mmol I2和 1.5 mL 乙腈， 并 通入 1.35 mL NO2（常压、 常温） 。密封反应容器， 密封后的反应容器内有空气存在， 将反应 容器置入预热到 120的油浴锅中， 在 120下磁力搅拌 12 小时。待反应结束后， 冷却反应 体系至室温。通过柱色谱对反应后的混合物进行提纯。得到 4- 正丁氧基碘苯产物， 产率为 99%。使用 1H-NMR 和 GC-MS 确定产物的结构。 0060 实施例 4 0061 向。

21、反应容器中依次加入 0.5 mmol 苯基正辛基醚、 0.3 mmol I2和 1.5 mL 乙腈， 并 通入 1.35 mL NO2（常压、 常温） 。密封反应容器， 密封后的反应容器内有空气存在， 将反应 容器置入预热到 120的油浴锅中， 在 120下磁力搅拌 12 小时。待反应结束后， 冷却反应 体系至室温。通过柱色谱对反应后的混合物进行提纯。得到 4- 正辛氧基碘苯产物， 产率为 82%。使用 1H-NMR 和 GC-MS 确定产物的结构。 0062 实施例 5 0063 向反应容器中依次加入 0.5 mmol 苯基正十四烷基醚、 0.3 mmol I2和 1.5 mL 乙 腈， 并。

22、通入 1.35 mL NO2（常压、 常温） 。密封反应容器， 密封后的反应容器内有空气存在， 将 反应容器置入预热到 120的油浴锅中， 在 120下磁力搅拌 12 小时。待反应结束后， 冷却 反应体系至室温。通过柱色谱对反应后的混合物进行提纯。得到 4- 正十四烷氧基碘苯产 物， 产率为 90%。使用 1H-NMR 和 GC-MS 确定产物的结构。 0064 实施例 6 0065 向反应容器中依次加入0.5 mmol 2-甲基苯甲醚、 0.3 mmol I2和1.5 mL乙腈， 并 通入 1.35 mL NO2（常压、 常温） 。密封反应容器， 密封后的反应容器内有空气存在， 将反应 容器。

23、置入预热到 120的油浴锅中， 在 120下磁力搅拌 12 小时。待反应结束后， 冷却反应 体系至室温。通过柱色谱对反应后的混合物进行提纯。得到 3- 甲基 -4- 甲氧基碘苯产物， 产率为 79%。使用 1H-NMR 和 GC-MS 确定产物的结构。 0066 实施例 7 0067 向反应容器中依次加入0.5 mmol 3-甲基苯丁醚、 0.3 mmol I2和1.5 mL乙腈， 并 通入 1.35 mL NO2（常压、 常温） 。密封反应容器， 密封后的反应容器内有空气存在， 将反应 容器置入预热到 120的油浴锅中， 在 120下磁力搅拌 12 小时。待反应结束后， 冷却反应 体系至室温。

24、。通过柱色谱对反应后的混合物进行提纯。得到 2- 甲基 -4- 正丁氧基碘苯产 物， 产率为 85%。使用 1H-NMR 和 GC-MS 确定产物的结构。 0068 实施例 8 0069 向反应容器中依次加入0.5 mmol 1,3-二甲氧基苯、 0.3 mmol I2和1.5 mL乙腈， 说 明 书 CN 103172480 B 6 5/6 页 7 并通入 1.35 mL NO2（常压、 常温） 。密封反应容器， 密封后的反应容器内有空气存在， 将反 应容器置入预热到 120的油浴锅中， 在 120下磁力搅拌 12 小时。待反应结束后， 冷却反 应体系至室温。通过柱色谱对反应后的混合物进行提。

25、纯。得到 2,4- 二甲氧基碘苯产物， 产 率为 98%。使用 1H-NMR 确定产物的结构。 0070 实施例 9 0071 向反应容器中依次加入 0.5 mmol 2,6- 二甲氧基苯乙醚、 0.3 mmol I2和 1.5 mL 乙腈， 并通入 1.35 mL NO2（常压、 常温） 。密封反应容器， 密封后的反应容器内有空气存在， 将反应容器置入预热到 120的油浴锅中， 在 120下磁力搅拌 12 小时。待反应结束后， 冷 却反应体系至室温。通过柱色谱对反应后的混合物进行提纯。得到 3,5- 二甲基 -4- 乙氧 基碘苯产物， 产率为 83%。使用 1H-NMR 和 GC-MS 确定。

26、产物的结构。 0072 实施例 10 0073 向反应容器中依次加入 0.5 mmol 1,2,3- 三甲氧基苯、 0.3 mmol I2和 1.5 mL 乙 腈， 并通入 1.35 mL NO2（常压、 常温） 。密封反应容器， 密封后的反应容器内有空气存在， 将 反应容器置入预热到 120的油浴锅中， 在 120下磁力搅拌 12 小时。待反应结束后， 冷却 反应体系至室温。通过柱色谱对反应后的混合物进行提纯。得到 2,3,4- 三甲氧基碘苯产 物， 产率为 64%。使用 1H-NMR 和 GC-MS 确定产物的结构。 0074 实施例 11 0075 向反应容器中依次加入0.5 mmol 。

27、1-甲氧基萘、 0.3 mmol I2和1.5 mL乙腈， 并通 入 1.35 mL NO2（常压、 常温） 。密封反应容器， 密封后的反应容器内有空气存在， 将反应容 器置入预热到 120的油浴锅中， 在 120下磁力搅拌 12 小时。待反应结束后， 冷却反应体 系至室温。通过柱色谱对反应后的混合物进行提纯。得到 1- 碘 -4- 甲氧基萘产物， 产率为 71%。使用 1H-NMR 和 GC-MS 确定产物的结构。 0076 实施例 12-23 0077 将实施例5中的乙腈分别被四氢呋喃、 二甲基亚砜、 N,N-二甲基甲酰胺、 N,N-二甲 基乙酰胺、 硝基甲烷、 石油醚、 1,4- 四氧六。

28、环、 乙酸乙酯、 丙酮、 甲醇、 水、 乙醇替代， 其他条件 同实施例 5。4- 正十四烷氧基碘苯的分离产率分别为 58%（实施例 12） 、 71%（实施例 13） 、 18%（实施例 14） 、 29%（实施例 15） 、 28%（实施例 16） 、 21%（实施例 17） 、 25%（实施例 18） 、 38%（实施例 19） 、 43%（实施例 20） 、 21%（实施例 21） 、 7%（实施例 22） 、 17%（实施例 23） 。 0078 实施例 24-29 0079 将实施例 5 中的反应温度分别变为 10、 60、 80、 100、 180、 200， 其他条 件同实施例 。

29、5。4- 正十四烷氧基碘苯的分离产率分别为 12% （实施例 24） 、 69% （实施例 25） 、 76%（实施例 26） 、 91%（实施例 27） 、 62%（实施例 28） 、 51%（实施例 29） 。 0080 实施例 30-35 0081 将实施例5中的反应时间分别变为5分钟、 1小时、 3小时、 5小时、 8小时、 10小时、 40 小时， 其他条件同实施例 5。4- 正十四烷氧基碘苯的分离产率分别为 7%（实施例 30） 、 72%（实施例 31） 、 87%（实施例 32） 、 84%（实施例 33） 、 92%（实施例 34） 、 87%（实施例 35） 、 90%（实。

30、施例 32） 。 0082 实施例 36-44 0083 将实施例 5 中的二氧化氮 （常压、 常温） 的用量分别变为 0.2 mL、 0.5mL、 0.8mL、 1 说 明 书 CN 103172480 B 7 6/6 页 8 mL、 1.3 mL、 1.5 mL、 1.8 mL、 2mL、 7mL， 其他条件同实施例 5。4- 正十四烷氧基碘苯的分离产 率分别为 3%（实施例 36） 、 12%（实施例 37） 、 61%（实施例 38） 、 77%（实施例 39） 、 92%（实施 例 40） 、 86%（实施例 41） 、 82%（实施例 42） 、 80%（实施例 43） 、 58%。

31、（实施例 44） 。 0084 实施例 45-51 0085 将 实 施 例 5 中 I2的 用 量 分 别 变 为 0.1 mmol、 0.25mmol、 0.4mmol、 0.5mmol、 0.8mmol、 1.5mmol， 其他条件同实施例 5。4- 正十四烷氧基碘苯的分离产率分别为 32%（实 施例 46） 、 78%（实施例 47） 、 91%（实施例 48） 、 88%（实施例 49） 、 92%（实施例 50） 、 83%（实施 例 51） 。 说 明 书 CN 103172480 B 8 1/15 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103172480 B 9 2/15 。

32、页 10 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103172480 B 10 3/15 页 11 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103172480 B 11 4/15 页 12 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 103172480 B 12 5/15 页 13 图 8 图 9 说 明 书 附 图 CN 103172480 B 13 6/15 页 14 图 10 图 11 说 明 书 附 图 CN 103172480 B 14 7/15 页 15 图 12 图 13 说 明 书 附 图 CN 103172480 B 15 8/15 页 16 图 14 图 15 说 明 书。

33、 附 图 CN 103172480 B 16 9/15 页 17 图 16 说 明 书 附 图 CN 103172480 B 17 10/15 页 18 图 17 说 明 书 附 图 CN 103172480 B 18 11/15 页 19 图 18 说 明 书 附 图 CN 103172480 B 19 12/15 页 20 图 19 说 明 书 附 图 CN 103172480 B 20 13/15 页 21 图 20 说 明 书 附 图 CN 103172480 B 21 14/15 页 22 图 21 说 明 书 附 图 CN 103172480 B 22 15/15 页 23 图 22 说 明 书 附 图 CN 103172480 B 23 。