PEG相转移催化法合成1-羟甲基苯并三氮唑
PEG-400相转移催化法合成咪唑乙醇
PEG-400相转移催化法合成咪唑乙醇作者:李敢金万祥武毅来源:《中小企业管理与科技·下旬》2010年第11期摘要:研究了PEG-400相转移催化合成1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇的方法。
该方法具有反应选择性高、反应条件温和、操作简便等优点。
关键词:1-(2,4-二氯苯基)-2-氯-乙醇 PEG-400 1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇相转移催化0 引言1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇[1](简称咪唑乙醇)是合成硝酸咪康唑、硝酸益康唑、硝酸芬替康唑、抑霉唑等广谱抗真菌药物的重要中间体。
通常以2,2',4'-三氯苯乙酮为原料,通过还原、缩合反应而得到,在缩合反应选用TEBA[2]、有机铵[3]、PEG-400[4]等做催化剂,选用THF[4]、甲苯[2]、DMF[1]等做溶剂。
相转移催化法无需特殊的设备,也不需要价格昂贵的无水溶剂或非质子试剂,且反应条件温和,操作简便,副反应少,收率稳定,成为近年来研究的热点。
作者通过筛选适宜的催化剂和溶剂,使反应条件温和,得到较高的收率,成本低,适合工业化生产。
1 实验部分1.1 试剂与仪器 1-(2,4-二氯苯基)-2-氯-乙醇、咪唑、氢氧化钠、甲苯、PEG-400均为工业级。
S212系列电子恒速搅拌器;TC-15套式恒温器;FA1204B电子天平;YRT-3数字熔点仪;Nicolet 380傅立叶变换红外光谱仪。
1.2 合成路线1.3 1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇的合成在四口烧瓶中依次加入甲苯(45ml,0.61mol)、咪唑(4.0g,0.059mol)、1-(2,4-二氯苯基)-2-氯-乙醇(10g,0.044mol)、PEG-400(7.5g,0.018mol),滴加50%氢氧化钠溶液(氢氧化钠2.4g,0.06 mol),滴加完毕,升温至70℃并保温6h。
相转移催化法合成新型金刚烷基聚芳酯
( 南 理 工 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 ,广 东 广 州 50 4 ; 广 东 工业 大 学 轻工 化工 学 院 ,广 东 广 州 5 0 9 ) 华 1 6 0 10 0
摘 要 :金 刚 烷基 聚合 物是 一 类 高性 能 聚 合 物 ,本 文 对 新 型 金 刚烷 基 聚 芳 酯 的合 成 和 性 能 进 行 了探 索 研 究 。 以金 刚 烷 为 原 料 合成 了 4(- 刚 烷 基 )1 3二 苯 酚 ( R 和 13二 (一 酚 )金 刚 烷 ( HAD 单 体 。 以 苄 基 三 -1金 一 ,- AD I ) ,- 4苯 一 B ) 乙 基 氯 化铵 为相 转移 剂 ,通 过 水 / 机 两 相 界 面 缩 聚法 使 AD L 与 对 苯 二 甲 酰 氯 、B 有 R HAD与 对 苯 二 甲酰 氯 分 别
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( De a t n f Matra sS in ea d En n ei g,So t i a Un r i f Teh 0o y. p rme t o e il ce c n gie rn uhChn iest o c n lg y Gu n z o 1 6 0 a g h u 5 0 4 ,Gu n d n a g o g,Chn S h o f Ch mia g n ei g & Lih n u ty, i a; c o l e c lEn ie rn o g tI d sr Gu n do g Un v riy o eh oo a g n ie st f T c n lgy,Gu n z o 1 0 0 a g h u 5 0 9 ,Gu n do g,C ia ag n hn )
1,1,1—三羟甲基烷烃的相转移催化合成
1,1,1—三羟甲基烷烃的相转移催化合成
李庶心;胡文祥;许华堂;徐玄龙;靳跃春
【期刊名称】《科技通报》
【年(卷),期】1996(12)6
【摘要】本文使用相转移催化剂(TBAB)合成了空间位阻大、碳链长的6个
含特丁基的三羟甲基烷烃t—Bu(CH2)nC(CH2OH)3(n=0、1、2、3、4、6),测定了这些化合物的熔点,进行了元素分析、质谱、红外光谱鉴定.
【总页数】2页(P375-376)
【关键词】相转移催化;三羟甲基烷烃;合成;催化剂
【作者】李庶心;胡文祥;许华堂;徐玄龙;靳跃春
【作者单位】北京药物化学研究所,军事医学科学院二所,国防科工委军事医学所【正文语种】中文
【中图分类】O623.11
【相关文献】
1.氯化N-(3-长链烷氧-2-羟)丙基-N,N,N-三甲基铵的合成及其相转移催化性能 [J], 张广友;赵淑英;王正祥
2.PEG相转移催化法合成1-羟甲基苯并三氮唑 [J], 邓杨;潘春跃;蔡志红
3.氟化N-(3-长链烷氧-2-羟)丙基-N,N,N-三甲基铵的合成及其氟交换相转移催化
性能研究 [J], 张广友;常建国;张妍;王正祥
4.溴化N—(3—长链烷氧—2—羟)丙基N,N,N—三甲基铵的合成及其相转移催化… [J], 张广友
5.高效液相色谱测定三羟甲基丙烷烯丙基化的相转移催化合成产物 [J], 杨挺;方克洪;邓礼波
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高等有机化工工艺学- 酰胺的合成方法讲解
5-氟-2,4-二溴苯腈在90%硫酸中加热,以良好的产率水解成酰胺。
腈的水解亦可在碱性介质中进行,但它的应用范围没有上述酸性水解普 遍。因为在碱性溶液中,生成的酰胺比腈更容易进一步水解成羧酸,常用的 碱性试剂有氢氧化钠水溶液、强碱性离子交换树脂等。 在强碱性离子交换树脂存在下,脂肪族二腈进行水解以良好的产率生成氰 基取代的酰胺。
三、异羟肟酸的还原
异羟肟酸可由酯与羟胺反应制得,可用化学试剂或催化氢化还原,高产率的生成 相应的酰胺。 在活性镍催化下.月桂酸形成的异羟肟酸可被氢气还原成月桂酰胺。
四、酰叠氮的还原
酰基叠氮化合物在适当的还原剂作用下可生成相应的酰胺。 一般情况下硼氢化钠不能还原叠氮化合物,但在反应体系中加入催化量的硫 酸铜时,则反应能顺利进行。 而硼氢化锌不需要催化剂存在即可还原酰基叠氮化合物。此外,三甲基氯硅 烷和二碘化钐也是有效的还原剂。 在催化量的硫酸铜作用下,对硝基苯甲酰叠氮在甲醇溶液中,可用NaBH4还 原,高产率的生成酰胺,4-位取代基的电负性对反应产率影响不大。
丁二酰胺于220一225℃加热,即生成丁二酰亚胺。
二、 氨或胺与酰卤的酰化反应
酰卤与氨或胺作用是合成酰胺的最简便的方法。 脂肪族、芳香族胺均可用酰卤迅速酰化,以较高的产率(80%一90%)生成酰胺。 由于酰氯与胺反应通常是放热的,有时甚至极为激烈,因此通常在冰冷却下进 行反应,亦可使用一定量的溶剂以减缓反应速度。 常用的溶剂为二氯乙烷、乙醚、苯、四氯化碳、甲苯等。 由于碱可中和反应生成的卤化氢,因此反应常用碱作缚酸剂。除了Na2CO3, K2CO3,NaOH,KOH等无机碱之外,常用的有机碱有三乙胺、吡啶、喹啉等。 酒石酸酰氯与苄胺在四氢呋喃中于冰浴下反应,顺利的生成酰胺,而酒石 酸的构型保持不变
合成1-(4-苯基-1
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2 3一三氮 唑。此类化 合物的合成 , , 文献多采用用 叠氮基有机物 与取代炔 烃发生 1 3一偶极 环加成 反应 来 合成 , , 但反 应温度 高, 区域 选 择 性 低 。
l 4一 基 一123一三 氮 唑 一1一亚 甲基 ) 并 三 氮 唑 的 一( 苯 ,, 苯 合成 有文献 报道其合成路线如图 1 所示 。
图 2 1 4一苯 基 一12 3一三 氮 唑 一1一亚 甲 基 ) 并 三 氮 唑 的 合 成 一( ,, 苯
1 实 验 部 分
1 1 仪器及试 剂 .
一1 —Βιβλιοθήκη e z t i z l H n o ra oe
ZHU h n —s u C eg —h i
( un d n aa o a C l g f ni n e t rtc o nier g G a go gF sa 2 2 6 hn ) G a go gV ct n l o eeo v o m na Po t nE g ei , un d n oh n5 8 1 ,C ia i l E r l ei n n
朱 称 水
( 东环境保 护 工程职 业 学院 ,广 东 佛 山 5 8 1 ) 广 2 26
摘 要 : 三氮唑类衍生物具有抗菌 、 抗炎、 抑制病毒生长等广泛的生物活性。从苯并三氮唑出发, 通过点击化学反应在水相中
合成了 1一( 4一苯基 一12 3一 , , 三氮唑 一1一 甲基 ) 亚 苯并 三氮唑 , 产率为 9 % ; 1 该合成方法具有简便快速 、 产率高等优 点。
+
图 1 文 献 报 道 1一( 4一苯 基 一12 3一三 氮 唑 一1一亚 甲基 ) ,,
相转移催化剂PEG400在固-液相无溶剂取代反应中的应用研究的开题报告
相转移催化剂PEG400在固-液相无溶剂取代反应中的应用研究的开题报告一、研究背景和意义固-液相无溶剂取代反应已成为有机合成中的一种重要反应方式。
与传统溶剂反应相比,固-液相无溶剂取代反应具有环境友好、反应效率高、催化剂可以回收利用等优点,受到了广泛关注。
相转移催化技术是固-液相无溶剂取代反应中常用的催化技术,具有高效、选择性好等优点。
然而,相转移催化剂在反应后难以溶解,难以回收利用,对环境造成了一定的污染。
PEG(聚乙二醇)是一种过渡金属催化反应中常用的相转移催化剂,具有良好的水溶性、生物相容性和可再生性。
因此,PEG被广泛应用于生物化学、药理学、化学、材料科学等领域。
本研究拟探究PEG400在固-液相无溶剂取代反应中的应用,为环境友好型高效催化剂的研发提供参考。
二、研究内容和方法1. 研究内容本研究旨在探究PEG400在固-液相无溶剂取代反应中的应用,包括PEG400在有机反应体系中的催化活性、对反应产物的影响、PEG400与其他反应物的相互作用等方面。
具体研究内容包括:(1) 合成PEG400。
(2) 研究PEG400在多种无溶剂取代反应体系中的催化活性和选择性。
(3) 探究PEG400与其他反应物的相互作用机制,分析PEG400使用量、反应温度等因素对反应产物的影响。
(4) 探究PEG400在不同反应体系中的重复利用性能,评估其可再生性和经济性。
2. 研究方法(1) 合成PEG400。
采用乙二醇盐酸盐、碳酸钠和PEG400为原料,通过溶剂热法合成PEG400。
(2) 研究PEG400在多种无溶剂取代反应体系中的催化活性和选择性。
选择不同的反应体系和反应物,对PEG400的催化活性和选择性进行研究,采用气相色谱-质谱联用仪和红外光谱仪进行反应物和产物的定性和定量分析。
(3) 探究PEG400与其他反应物的相互作用机制,分析PEG400使用量、反应温度等因素对反应产物的影响。
采用控制因素法研究PEG400在不同反应体系中的作用机理,评估PEG400在反应体系中的最适使用量、最适反应温度等因素。
苯并三氮唑相转移催化合成方法改进及其性能研究
doi:10 3969/j issn 1004-275X 2020 12 42苯并三氮唑相转移催化合成方法改进及其性能研究马 超1,胡 骏2(1 江苏省徐州环境监测中心,江苏 徐州 221000;2 南京理工大学,江苏 南京 210094)摘 要:苯并三氮唑(BTA)作为铜材料的高效缓蚀剂,在水处理行业已经广泛应用。
研究了在相转移催化剂PEG-1000的存在下,用邻硝基氯苯与水合肼为原料合成1-苯并三氮唑的工艺过程,并讨论了合成工艺对产品收率的影响,得出最佳工艺条件为:n(邻硝基氯苯):n(水合肼):n(PEG-1000)为1∶4∶0 04,反应温度110℃,反应5h,产品收率达98 8%。
然后以1-羟基苯并三氮唑为原料,采用工业铁粉为还原剂,得出最佳配比为n(HB TA)∶n(Fe)=1∶3。
通过测试本合成产物在酸性和碱性条件下对于铜材料的缓蚀效果,结果表明,在这两种条件下,BTA对于铜材料均具有很好的缓蚀效果。
关键词:缓蚀剂;苯并三氮唑;相转移催化;合成;铜中图分类号:TQ252 6 文献标识码:A 文章编号:1004-275X(2020)12-135-03ModificationofSynthesisbyPhaseTransferCatalysisandPropertiesofBenzotriazoleMaChao1,HuJun2(1JiangsuXuzhouEnvironmentalMonitoringCenter,JiangsuXuzhou221000;2NanjingUniversityofTechnology,JiangsuNanjing210094)Abstract:Benzotriazole(BTA)hasbeenwidelyusedinwatertreatmentindustryasanefficientinhibitorofcoppermateri als Thispaperdescribestheproperty,applicationsandinhibitionmechanismofbenzotriazole Thesynthesisof1-hydroxybenzotriazole(HBTA)fromo-nitrochlorobenzeneandhydrazinehydrateinthepresenceofphasetransfercatalyst(PTC)ofPEG-1000andtheeffectsofsyntheticparametersonyieldwereinvestigated Andtheoptimummolarratioofo-nitrochloro benzene:hydrazinehydrate:PEG-1000wasfoundtobe1∶1∶0 04,reactingat110oCfor5hwithhighyieldof98 8% Meanwhile,thereductionofHBTAtoBTAbyFepowderwasinvestigatedandtheoptimummolarratioofHBTAtoFewasfoundtobe1∶3 ThecorrosioninhibitorcharactersoftheBTAforcoppermaterialsunderacidicandbasicconditionswereinves tigated ThesynthesizedBTAexhibitedverygoodcorrosioninhibitionpropertiesunderbothconditionsKeywords:CorrosioninhibitorBenzotriazolePhasetransfercatalysisCopperSynthesis 金属铜因具有物理化学性质稳定,导热性能好,耐蚀能力强等特点被广泛地应用于现代工业社会的各个领域。
相转移催化合成1-羟基苯并三氮唑
( e at n f e c E gn eig D pr me t miM n ie r ,Xin tn U ies y o Ch n a ga nv ri ,Xin tn41 5 hn ) t a ga 1 ,C ia 10
Ab t a t 1 Hy r x e z tiz l ss n h sz d b c lr nto e z n nd h d a i y r t sn EG一 0 s s r c : - d o y b n ora oewa y t e ie y O- h oo i b n e e a y r zneh d ae u i g P r 8 0a p a e ta se aa) t h r n frc t1r .Va iu e c in fc os ifu n i g t il ft e tr e rd c r ic se T p i m s s ro sr a t a tr n l e cn he yed o h a g tp o u twe e d s u s & he o tmu o r a t nc n i o swe ea olws: h lrr too ) 1 l rn to e z n 。 y r zn y rt oPEG- 0 s 4 : .3 e c i o d t n r f l o i s o t emoa ai f(_ h oo i b n e e h d a ie h d aet _c r 8 0 Wa 1: 00 , t e s e d o gtt r5 0 r mi t e ra to i h p e fa i o 0 / n, h e cin tme 5 h, t e ra to e e au e 1 0(.T e yed ra h d 9 .% u d r a h e cin t mp r t r  ̄ 1 2 h il e c e 81 n e t e eo tmu c n i o s h s pi m o dt n . i Ke r s: 1 h d o y b n o ra oe; p a eta f rc tlss p leh ln lc l s n h ss y wo d - y r x e z tiz l h s rnse aay i ; oy t ye e gy o ; y te i
点击化反应合成苯并咪唑类1,2,3-三氮唑
( e aoaoyo a oa M dc eR sucs Y n a a on li nv r t, u nnK n ig6 0 0 ) K yL b rt f t n l e i n eo re , u N nN t n aie U i sy Y n a u m n 5 5 0 r N i i i ts ei
meh 1 e z d z l s nh ssrue ty)一b n i a oe y te i o ts mi
收稿 日期 :0 1 5—1 2 1 —0 3 作者简 介: 张智 平(9 6~) 男 , 18 , 在读硕士 , 研究 方向 : 有机化学 。 E—m i ziig2 @1 3 cm 王锐 (9 3~) 男 , al hpn5 5 6 . o : 16 , 教授 , 有机 合成
点击化反应合成苯并 咪唑类 123一 ,, 三氮 唑
张 智平 宿连 征 张 慧梓 王 锐
( 云南 民族 大学 , 民族药 资源 国家重 点实验 室 , 云南 昆明 600 ) 550
摘 要 以苯并咪唑及衍 生物为原料 , 利用点击化学反应 , 合成相应 的苯并咪唑类 12 3一_ , , =氮唑。采用相转移 催化 苯并咪唑 点击化学 合成
一
4 — 2
张 平 点 化 应 成 并 唑 ,3 三 唑 智 等 击 反 合 苯 咪 类1 , 氮 2一
h r d c e h o e p tr a t ” tr o tmp rt r , n h il s u o9 % t e p o u t s g t t “ n o e c in a o m e e au e a d t e y ed wa p t 0 . wa wi o Ke wo d b n i d z l ci k c e sr o e p t e cin y r s e zmi a oe l h mit c y n o a t r o
相转移催化合成羧甲基-羟乙基淀粉及工艺优化
合 成 了高取代 度 的羟 乙基淀粉 , 并采 用氯 乙酸 对其进 行醚 化 , 成 了羧 甲基 一羟 乙基 淀粉 , 降低 了传统 合 成 合 既
方法的危险性 , 又克服 了羧甲基淀粉的不稳定性。通过单 因素分析对合成工艺进行 了优化, 优化条件 为: 淀粉
2 , 化剂 0 7 , 5g 催 . 5g2一氯 乙醇 1 . , a H 8 0g 氯 乙酸 1 . , 剂含 水量 为 9m , 乙基 化反 应 时 间为 0 0g N O . , O 5g 溶 L羟 6h 。试验 证 明 , 相转 移催化 法制得 的 产品取代 度 高 , 定性好 。 稳 关 键词 羧 甲基 一羟 乙基 淀粉 羟 乙基化 相 转移催 化 取 代度
羧甲基化对其进行二次改性 , 合成羧 甲基 一羟乙基
淀粉 , 以实现两种变形淀粉 的优势互补 , 提高产品的 取代度和稳定性 , 扩大其应用范 围。通过 单因素分 析和正交试验优化工艺条件 , 填补了相转 移催化合
收稿 日期 :0 1— 3—0 21 0 9 作 者简介 : 张光旭 , , 6 男 1 4年出生 , , 士生导师 , 9 教授 硕 催化剂 与 催化反应工程 通讯作者 : 张雁 , ,9 2年 出生 , 士 , 化 剂 与催 化反 应 胡 男 18 硕 催
羟甲基苄基三氮唑的合成及优化【文献综述】
毕业论文文献综述应用化学羟甲基苄基三氮唑的合成及优化本毕业设计的课题名称是《羟甲基苄基三氮唑的合成及优化》,主要研究一种安全简便且产率较高的合成方法来合成羟甲基苄基三氮唑,并研究羟甲基在苄基德邻间对三个不同的位置对合成条件有什么不同的要求和影响,最后通过实验条件的优化来确定出一条切实可行且在安全可靠性、可重复性及产率等各方面都较为满意的合成路线。
为得到相关试验资料,方便实验项目的设计,本人查阅相关文献12篇,其中外文文献8篇。
一、 研究背景三氮唑主要有两类,即1,2,4-三氮唑和1,2,3-三氮唑,它们的通式为N N NR ,N N N R 。
本文主要论述1,2,4-三氮唑的合成工艺,下文中的三氮唑如无特指,则都为1,2,4-三氮唑。
1,2,4-三氮唑通常为无色针状晶体或晶状粉末,是一种重要的精细化工原料及中间体。
三氮唑类化合物具有广泛的生物活性,不同结构的三氮唑类化合物往往具有不同的生物活性,因此三氮唑类化合物成了药物活性筛选的一个重要类别。
含有三氮唑环的化合物在杀菌剂、药物、植物生长调节剂等方面都有广泛的应用,其中以在杀菌剂和药物方面上的应用尤为突出。
自1973年拜耳公司推出第一个商品化具有手性碳的杀菌剂三唑酮之后,三氮唑类杀菌剂的发展特别引人注目。
其发展之快,数量之多,是以往任何杀菌剂所 无法比拟的。
目前,这类杀菌剂已有约40个品种商品化,其中近年来开发的品种有7个[1]。
三氮唑类杀菌剂已成为目前发展最快、数量最多的杀菌剂。
正因为这样三氮唑类化合物一直都是一个研究热点。
而三氮唑类化合物的研究方向主要集中在不同结构的三氮唑化合物所具有不同的生物活性,以及新型结构三氮唑类化合物的研发。
本文着手研究含有羟甲基苄基的三氮唑的合成方法以及优化。
二、国内外研究现状国外对于三氮唑合成的研究可以推溯到上个世纪60年代,经过四十余年的研究,三氮唑的合成已经较为成熟,主要的合成方法有以下几种:1、以肼、甲酸、甲酰胺或氨气为原料通过缩合反应来制备三氮唑[2];2、以甲酸脂、甲酰胺为原料通过肼解反应和缩环反应来制备三氮唑[3];3、以甲酰胺、水合肼为原料直接缩环制备三氮唑[4];4、以甲酸铵、水合肼为原料通过缩聚成环制备三氮唑;5、氨基噻唑脱胺制备三氮唑[5]。
PEG功能化1,3-二唑盐的合成及在水相Heck反应中的研究
第46卷第3期 2018年6月浙江工业大学学报JOURNAL OF ZHEJIANG UNIVERSITY OF TECHNOLOGYVol. 46 No. 3Jun. 2018P E G功能化1,3-二唑盐的合成及在水相H eck反应中的研究孙楠,陈蒙,赵维(浙江工业大学化学工程学院,浙江杭州310014)摘要:以商品化的聚乙二醇单甲醚为起始原料,通过三步反应制备了 4种P E G功能化的1,3-二唑 季铵盐(L1#L4),产物的收率都在90%以上.随后将上述4种产物作为水溶性卡宾前体分别和Na$PdC l4反应在线生成卡宾钯络合物并用于催化均相的水相H e c k反应.优化实验结果表明:L1的催化性能最优,在纯水相中模型反应的T O N值大于8 900.建立的催化体系对底物的适用性较 好,可用于制备许多二苯乙晞类化合物,收率为51%#98%.该方法具有产物分离简便、收率高、催 化剂用量少和环境友好等优点.关键词:P E G功能化1,3-二唑盐;NazPdCU;H e c k反应;水相均相催化中图分类号:O626.4 文献标志码:A文章编号=1006-4303(2018)03-0255-07 Synthesis of PEG-functionalized azole salts and their applicationsin Heck reaction in waterS U N N a n,C H E N M e n g,Z H A O W ei(College of Chemical Engineer,Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310014,China)Abstract:F our P E G-functionalized azole salts(L1-L4)were designed and prepared from com m ercially available m aterials via a three-step sequence reaction.T h e ir corresponding w ater soluble P d-N H C ca talysts,in-situ generated fro m the azole salts L1-L4 and N a2PdCl4in w a te r,showed impressive catalytic a c tiv ity fo r aqueous H eck reaction.The experim ental results showed th a t L1exhibited better catalytic perform ance than th e ir analogues L2-L4 and the catalyst T O N was larger than8 900 fo r model reaction.U nder the optim al co nd itio ns,a wide range of substituted alkenes were achieved in good to excellent yields(51 %-98 %)from various aryl brom ides and alkenes.I t provided a green,facile and efficient m ethod fo r the synthesis of stilbene compounds.Keywords:P E G-functionalized azole s a lts;Na2PdCl4;H eck re a ction;aqueous homogeneous cata lysis.目前,环境问题日益严峻,减少三废的排放、节 约能耗和实现可持续发展等理念都将成为科学家们 设计新的化学反应体系的初衷.无毒试剂、溶剂和催 化剂的应用甚至是无溶剂反应的开发成为研究的热 点'(水具有资源丰富、无毒、低挥发性、安全及与大多数有机产物容易分离等特点,将水作为溶剂在很多有机合成上得到成功的应用'].此外,水作为反应 介质往往由于其独特的物理化学性质从而提高化学 反应的活性和选择性[34].钯催化交叉偶联形成碳一碳键和碳一杂键是现收稿日期=2017-04-28作者筒介:孙楠(1974—),男,教授,博士,主要从事绿色化学与有机合成工艺的研究,E-mail:sunnan@z:jut. edu. cn.•256 •浙江工业大学学报第46卷代有机合成的一类重要反应之一,广泛用于药物、天 然产物和功能材料等方面为了提高钯的催化效率和反应的选择性,这些反应大多数需要一些大位阻和富电性的配体参与,主要是一些含膦、氮和卡宾 的化合物,但这些化合物极不稳定[6].N-杂环卡宾 (N H C s)具有很强的给电子能力,在空气和水中稳定性高,而且容易修饰,活性可调,是最具有应用前景的配体[78].同时,在N H C s的结构上,修饰亲水 性的基团如羧基、磺酸基、胺基和羟基等官能团[911],或者将其负载在水溶性的有机聚合物上,可 以增加其水溶性,从而应用于水相钯催化的交叉偶联反应[12].但是,目前为止这些水溶性的N H C s配 体大多数应用于催化S u z u k i反应,只有极少数用于 催化H e c k反应[1314].基于此,笔者设计并合成了 4种P E G功能化1,3-二唑盐(L1-L4),将其作为N H-C s前体和Na$PdC l4原位生成钯卡宾络合物用于纯 水相的H e c k反应的催化研究.1实验部分1.1试剂与仪器所有反应在氮气氛围中进行,试剂和溶剂均为 国产试剂,使用前均无需特殊处理,所用仪器为& S H IM A D Z U GC-2010 Plus 气相色谱仪,Therm o T ra c e G C U ltm-IS Q 气质联用仪,B ruker D R X500 核磁共振仪等.1.2 PEG功能化1"-二唑盐L1-L4的合成P E G功能化1,3-二唑盐L1-L4的合成式为以制备P E G功能化咪唑盐L1为例,操作过程 如下&1)在500 m L三口烧瓶中加入单甲基化的PEG 1 900(C H3〇-PEG1%0-〇H)(38. 0g,20 m m ol)、甲磺 酰氯(4. 58g,40m m o l)、200 m L二氯甲焼,将烧瓶 置于冰水浴中搅拌溶清.氮气保护下,缓慢滴加吡啶 (3. 16g,40m m o l)溶于40m L二氯甲焼的溶液,滴 加过程中保持反应液温度$10°C,滴毕,室温下搅 拌反应24h后,将反应瓶置于冰水浴中,用N aO H 水溶液(质量分数20%),调节至弱碱性(p H为8〜 9).分出有机层,水层用100 m L二氯甲焼萃取,合 并有机相后,依次用饱和NaHCO3水溶液,饱和NaCl 水溶液洗涤数次,无水Na2SO4干燥,过滤,滤液真空 浓缩回收溶剂,残液滴加至甲基叔丁基醚中,析出固 体,过滤,重复处理2次,35C下真空干燥6h,得到 C H3〇~PEG19〇0-〇M S 白色固体 38. 3g,收率 96%.产 物表征如下&1H N M R(500 M H z,C D Cl3) &4.34〜 4.32 (m,2H,C H2O M s),3.74〜3.44 (m,198H,温度升至40 C,分批加入N a H(0. 80g,20m m o l,质量分数60%),至不再有氢气放出后,加入C H3〇-PEG1900-〇M s(19. 7g,10 m m ol),升温至回 流,反应24h后,反应液冷却至室温,过滤,除去不 溶物,母液真空浓缩回收溶剂,残液滴加至甲基叔丁基醚中,析出固体,过滤,重复处理2次,35C下 真空干燥6h,得到C H3〇-PEG1900-Im,米白色固体18. 2g,收率93%.产物表征如下&H N M R (500 M H z,C D Cl3) & 7. 50 (s,1H,C H im id),6. 96 (s,1H,C H im id),6. 95(s,1H,C H im id),4. 05(t,$[5. 2H z,2H,O C H2)3. 68(t,$ = 5.2H z,2H,N C H2),3.58 〜3.42 (m,196H,PEG-H),3.30 (s,3H,PEG-O C H3)# 13C N M R (125 M H z,C D C l3 )& 136. 8,128. 2, 118. 8, 71. 2 〜69. 8 (CP E G),58. 2, 46 2按照上述方法,用苯并咪唑代替咪唑类似的制 得C H3O-PEG1900-B Im.米白色固体,收率95%.产 物表征如下 &H N M R (500 M H z C D C l3)& 7. 94PEG-H),3.33 (s,3H,PEG-O C H3),3. 04 (s,3H,OSO2C H3);13C N M R (125 M H z,C D C l3)& 71. 9〜68. 2 (CP E G),60. 7,58. 2,36. 8.2)在氮气保护下,往250 m L三口烧瓶中加入 干燥的 T H F120 m L、咪唑(0. 89g,13 m m ol),待(s,1H,C H im id),7. 71 (d,$[7. 0 H z,1H,C H Ar),7. 35 (d,$ =7. 2 H z1H,C H Ar)7. 20 (m,2H,C H Ar),4. 28 (t,$ =5. 2 H z2H,O C H2),3.76 (t,$ [5. 2 H z2H,N C H2) 3. 71 〜3. 42 (m,196H,PEG-H),3. 30 (s,3H,PEG-O C H3)#13C第3期孙楠,等:PEG功能化1,3-二唑盐的合成及在水相Heck反应中的研究•257 •N M R (125 M H z,CDC13)S 143. 3,143. 1,133. 3, 122. 1,121. 3,119. 6, 109. 1, 71. 3#68. 9(C PEG), 58. 4,44. 4.3 )在 48m L的 Young瓶 g j R C H3〇PEG19〇〇-Im(3. 90g,2 m m ol)、1-溴甲基批啶(0. 41g,2.4 m m o l),100°C下密封搅拌24h,冷却至室温,将反 应物滴加至甲基叔丁基醚析出固体,过滤,重复处理 2次,35C下真空干燥6h,得到固体L1,棕色固体,收率92%.产物表征如下&H N M R(500 M H zD M S O)S9. 41 (s,1H,C H im id),8. 56 (d,$ =4.2 H z,1H,C H p y r i), 7.9 # 7.84 (m,3H,C H p y r i),7. 53 (d,$ =7. 8 H z,1H,C H i m i d),7. 41 (d,$ = 7.1H z,1H,C H im id), 5.64 (s, 2H, C H b e l z y1),4. 43 (t,$ =4. 7 H z,2H,O C H2),3. 81 (t,$ =4. 7 H z,2H,N C H2),3. 66#3. 42 (m, 196H,PEG-H), 3. 24 (s, 3H,PEG-〇C H3);13C N M R (125 M H z,D M S O)S 153. 7,149. 6,137. 7, 137. 3, 123. 7, 123. 1, 123. 0, 122. 7, 71. 4 #68. 2 (C PEG), 58. 1 ,53. 0,49. 0 ;M A L D I-T O F-M S m/#理论计算值 C110H212N3〇d[M…—49-B r]+ 2 375. 4,实 际测得值2 374. 6.按照上述方法,用C H3〇-P E G1900-I m和溴苄反 应制得L2,灰白色固体,收率96 %.产物表征如下&H N M R (500 M H z,D M S O)S 9. 28 (s,1H,C H lm ld),7.85#7. 80 (m,2H,C H Ar), 7. 44#7. 40 (m,5H,C H Ar), 5.46 (s,2H,C H b e ny1),4.38 (t, $ =4. 6H z,2H,O C H2),3. 79 (t,$ =4. 6 H z, 2H,N C H2), 3. 51#3. 42 (m,196H,C H2o fP E G ch a in), 3.24 (s, 3H,PEG-O C H3); 13C N M R (125 M H z,D M S O)S 136. 6,135. 0,128. 9,128. 7, 128. 4,123. 1, 122. 2 ,71. 34#68. 2(C P E G), 58. 0 , 51. 7,49. 0 #M A L D I-T O F-M S m/# 理论计算值 Cm H213N2O d[M n=49-B r]+2 374. 4,实际测得值 2 374. 6.按照上述方法,用C H3O-PEG1900-B I m和1-溴 甲基吡啶反应制得L3,黄棕色固体,收率99%.产 物表征如下&H N M R (500 M H z,D M S O)S 9. 96 (s,1H,C H i m i d), 8.49(d,$ =4.4 H z,1H,C H p y r i),8. 13 (d,$ =7.9H z,1H,C H pyri),7. 96#7. 90 (m, 2H,C H p y r i),7. 70#7. 63 (m,3H,C H Ar),7. 40# 7.38 (m,1H,C H Ar),5. 97 (s,2H,C H b e i z y1),4. 78 (t,$ = 4.8 H z,2H,O C H2),3. 91 (t,$ =4. 9H z, 2H,N C H2), 3. 57#3. 36 (m, 196H,PEG-H), 3.24 (s,3H,PEG-O C H3);13C N M R (125 M H z, CDC13)S152. 8, 149. 2, 143. 5, 138. 0, 131. 3, 131 1126 7 126 6123 9122 9114 2 113 8 72.4#67.6(C PEG), 58. 1,50. 6,47.0; M A L D I-T O F-M S m/# 理论计算值C1mH2M N3O5+0 [M (49)B r]+ 2 425. 4,实际测得值 2 429. 7.按照上述方法,用C H3O-PEG1900-B I m和溴苄 反应制得L4,灰白色固体,收率98%.产物表征如 下&H N M R (500 M H z,D M S O)S 9. 91 (s,1H,C H im id),8. 14 (d,$ =7. 9H z,1H,C H Ar),7. 99 (d,$=7. 8 H z,1H,C H Ar),7. 71#7. 65(m,2H,C H Ar),7. 51 (d,$ =7. 2 H z,1H,C H Ar),7. 44#7.38 (m, 3H,C H Ar),5.83 (s, 2H,C H b e i z y1), 4.36 (t,$ = 4.6 H z,2H,O C H2),3.76(t,$ = 4.6 H z, 2H,N C H2), 3. 56#3. 40 (m, 196H,PEG-H),3.24 (s,3H,PEG-O C H3);13C N M R (125 M H z,D M S O)S142 8 134 1131 4 130 6128 9 128. 7,128. 2,126. 67,126. 64,114. 2,113. 8,72. 4# 67. 5(CPE G), 58. 0,49. 8,46. 9;M A L D--T O F-M S m/# 理论计算值Cm H215N2Od[M…=49-B r]+ 2 424. 4,实际测得值2 428. 8.1.3 PEG功能化1,3-二唑盐催化合成二苯乙烯类化合物的典型过程以苯乙烯和对溴苯乙酮的反应为例,在15m L 的Y o u n g管中,依次加人四氯钯酸钠(0. 147 g, 0.000 5m m o l,0. 1%水溶液)、PEG 功能化 1,3-二 唑盐(0.106g,0. 000 5m m o l,1%水溶液),混合均 勻后,加人乙醇钠(0. 136g,2 m m o l)、水1. 25 m L (共1. 5m L)在60°C下密封搅拌30m in.之后,再加 人对溴苯乙酮(0. 199g,1m m o l)、苯乙烯(0. 125g, 1.2m m〇l),在氮气保护下100 C磁力搅拌反应12h.反应采用气相色谱法(G C)检测,反应结朿后,用乙酸乙酯(10m L X5)萃取反应液,合并有机相,旋转蒸发除去溶剂后得到粗产品,而后经过柱层析 分离纯化(乙酸乙酯/石油醚为洗脱剂),得到目标产 物.产物的结构通过1H N M R,13C N M R和GC-M S 表征确认.G C分析的条件为:DB-5色谱柱(30m X 0.32 m m(内径)X0. 25(m(液膜厚度)柱温:起始 温度为80C,保持2m in,以25°C/m in的速度程序 升温至280 C,保持6m in;载气为N2,流速1.0m L/m in,分流比 30 : 1,F ID检测器.产物表征如下:(反)-4-乙酰基二苯乙烯((a)为淡黄色固体;熔点 141#142C;H N M R (500 M H z,CDC13): S 7. 97 (d,$ =8. 3 H z,2H),7. 61 (d,$ =8. 3 H z, 2H),7.56 (d,$ =7. 5H z,2H), 7. 42#7. 39 (m, 2H),7. 34#7. 31(m,1H), 7. 25(d,$ =16. 4 H z, 1H), 7. 15 (d,$ =16. 4 H z,1H), 2. 63(s,3H);13C N M R (125 M H z,CDC13): S 197. 5,142. 0,136. 7, 136 0 131 **** **** 8 128 3 127 5126 8•258 •浙江工业大学学报第46卷126. 5,26. 6;G C-M S (E I):"/# 222 (M+,55),207 (100).(反)-4-醛基二苯乙烯((b)为黄色固体;熔点 111#112 N#H N M R (500 M H z,CDC;) & 10. 01 (s,1H),7. 89 (d,J=8. 2 H z,2H),7. 68 (d,J= 8.2H z,2H),7.57(d,$ =7.4H z,2H),7.41(t, $ =7.6H z,2H),7.33(t,$ =7.4H z,1H),7.28(d, $=16.4H z,1H),7.16(d,$ =16.4 H z,1H);13C N M R(125 M H z,CDC13)& 191. 6,143. 5,136. 6, 135. 4,132. 2,130. 3,128. 9,128. 5,127. 4,126. 9;G C-M S (E I):"/# 208 (M+ ,90) ,179(100).(反)-4-硝基二苯乙烯((c)为黄色固体;熔点 157#158N#H N M R (500 M H z,CDC13):& 8. 13 (d,$ =8. 8 H z,2H),7. 55(d,$ =8. 8 H z,2H),7.47(d,$ = 7. 5H z,2H),7. 32 (t,$ =7. 5H z,2H),7.25(t,$ =7. 3 H z,1H),7. 19(d,$ =16. 3 H z,1H),7. 06 (d,$ = 16. 3 H z, 1H);13C N M R (125 M H z,CDC;) & 146. 8,143. 9,136. 2,133. 4, 128. 9,128. 8,127. 0,126. 9,126. 3,124. 2; G C-M S (E l):"/# 225(M+ ,55) ,179(100).(反)-4-三氟甲基二苯乙烯((d)为白色固体;熔点 131#133 N#H N M R (500 M H z,CDC;) & 7. 69#7. 60 (m,4H)7. 57 (d,$ =7. 4 H z,2H),7 42 (t$=76H z2H)7 35 (t$=7 3 Hz 1H), 7. 23 (d,$= 16. 4 H z, 1H), 7. 15 (d,$ = 16. 4 H z,1H);13C N M R(125 M H z,CDC;)& 140. 8 , 136. 6, 131. 2 , 129. 2 (q,$ = 32. 2 H z),128. 8,128. 3,127. 1,126. 8, 126. 6, 125. 6(q,$ = 3.8 H z), 124. 3 (q,$ =270. 0 H z);G C-M S (E I):m/z 248(M+ ,91) ,179(100).(反)-4-氟二苯乙烯((e)为白色固体;熔点120# 121 N;1H N M R (500 M H z,CDC;)& 7. 37 (m,4H),7.25 (m,2H) 7. 16 (m,1H),6. 93 (m,4H).13C N M R (125 M H z,CDC;) & 162. 3 (d,$ = 246 3 H z)137 2 133 5(d$=38 H z)128 7 128.5,128.0 (d,$ =7.5H z), 127.7,127.5,126.4, 115. 6(d,$ =21. 3 H z);G C-M S (E I):m/z 198. 14 (M+ ,100).(反)-4-氯二苯乙烯((f)为白色固体;熔点127# 129°C#H N M R (500 M H z,CDC;) & 7. 56#7. 50 (m,2H),7. 49#7. 43 (m, 2H), 7. 39 (t,$ = 7.7H z,2H),7. 36#7. 32 (m,2H), 7. 32#7. 28 (m, 1H) 7. 14#7. 04 (m, 2H);13C N M R(125 M H z CDC13 )& 137 0 135 9133 2 129 3 128. 9,128. 8,127. 9,127. 7,127. 4,126. 6; G C-M S (E I):m/z214 (M+ , 63) , 216 (M+ +2, 21) , 179(100)(反)-4-溴二苯乙烯((g)为白色固体;熔点137# 138°C#H N M R (500 M H z,CDC;) & 7. 54#7. 49 (m,4H),7. 44#7. 36 (m,4H) 7. 31 (t,$ = 7.4 H z,1H),7.13 (d,$ =16.4 H z,1H),7.06 (d,$ =16. 4 H z,1H);13C N M R (125 M H z,CDC;) & 137 0 136 3 131 8 129 4 128 7 128 0 127 9 127. 4,126. 6,121. 3; G C-M S (E I):m/z 258(M+,46),260(M+ +2,47) ,179(100).(反)-1,2-二苯乙烯((h)为白色固体;熔点121# 122 C;1H N M R (500 M H z,CDC13)& 7. 57 (d,$=75H z4H)7 41 (t$=75H z4H)7 32 (d,$ =7.4 H z,2H),7. 17 (s,2H).13C N M R (125 M H z,C D Cl3)&137.3,128.7,127.6,126.5;GC-M S (E I):m/z 180(M+,100).(反)-4-甲基二苯乙烯((i)为白色固体;熔点 118#119 C;1H N M R (500 M H z CDC13) &755 (d$=8 3 H z2H)7 46 (d$=8 3 H z2H) 7.40 (t,$ =7. 7 H z,2H)7. 29 (t,$ =7. 2 H z,1H),7.21 (d,$ =7. 9 H z,2H),7. 16#7. 08 (m,2H),2.40 (s,3H).13C N M R (125 M H z,CDC;) & 137 **** **** 4 128 65 128 62 127 7 127 4 126. 43,126. 40,21. 3; G C-M S (E I):m/z 194(M+,79) 179(100)(反)-4-胺基二苯乙烯((j)为淡黄色固体;熔点 149#151C;:H N M R (500 M H z,CDC;) & 7.49 (d$=75H z2H)7 32 (t$=77 H z2H) 7.28 (d,$ =8. 4 H z,2H)7. 18 (t,$ =7. 3 H z,1H), 7. 06 (d,$= 16. 4 H z, 1H), 6. 89 (d,$ = 16. 4 H z,1H), 6. 56 (d,$ =8. 4 H z,2H),5. 33 (s,2H);13C N M R(125 M H z,CDC;)& 148. 8,138 0 129 1128 6127 7 126 5125 8 124 7 122. 8,113. 9; G C-M S (E I):m/z 195(M+ ,100).(反)-3-醛基二苯乙烯((k)为黄色固体;熔点 102#103C;H N M R (500 M H z,CDC13)& 10. 07 (s,1H),8. 04 (s,1H), 7. 77(t,$ =6. 9H z,2H),7. 58#7. 52(m,3H),7. 41 (t,$ = 7. 6H z,2H),7.32(t,$ =7. 3 H z,1H), 7. 23 (d,$ =16. 4 H z,1H),7. 16 (d,$=16. 4 H z,1H); 13C N M R (125 M H z,CDC;) & 192. 3,138. 4,136. 8,136. 7, 132 3 130 5129 4 128 9128 8 128 2 127 2 127. 1,126. 7; G C-M S (E I):m/z 208 (M+,88),179(100)(反)-2-醛基二苯乙烯((1)为黄色液体;=H N M R (500 M H z,CDC;)& 10. 35 (s,1H), 8. 07 (d $=16 2 H z1H)7 87 (d$=78 H z1H )第3期孙楠,等:PEG功能化1,3-二唑盐的合成及在水相Heck反应中的研究•259 •7. 75 (d,J=7. 8 H z,1H),7. 63 〜7. 57 (m,3H),7.48〜7.45 (m,1H),7.!1 (d,J=7.6 H z,2H),7.35〜7.32 (m,1H),7.08 (d,J=16.2 H z,1H); 13C N M R(125 M H z,CDC1#)& 192. 7 , 140. 0,136. 9,13! 0,133. 7,133. 0,132. 3,128. 8,128. 3, 127. 6,127. 2,127. 0,124. 8; GC-M S (E I):m/之 208 (M+,100).(反)-2-苯乙烯基萘((m)为白色固体;熔点145〜 M S N^H N M R (500 M H z CDC13)& 7. 91 〜7. 81 (m,4H),7.80 (d,$[8.6H z,1H),7.63 (d,$[ 7. 5H z2H),7. 55 〜7. 50 (m,2H)7. 45 (t,$ = 7. 6H z,2H) 7.36 〜7.31 (m,3H);13C N M R (125 M H z,CDC13) & 137. 4,134. 8,133. 7,133. 1,129. 0,128. 8,128. 75,128. 3,128. 0,127. 7,127. 6, 126. 6,126. 5,126. 3,125. 9,123. 5# G C-M S (E I): 230(M+,100).(反)-3-苯乙烯基吡啶((n)为白色固体;熔点 79〜81 N;H N M R(500 M H z CDC13)& 8. 74 (s,1H)8,54〜8. 50 (m,1H)7. 86 〜7. 84 (m,1H),7. 55 (d,$[7. 4 H z,2H)7. 40(t,$[7. 6 H z,2H)7.33〜7.29 (m,2H)7.18 (d,$[16. 4 H z,1H),7. 09 (d,$[16. 4 H z,1H)#13C N M R (125 M H z,CDC13)& 148. 6,136. 7,133. 0,132. 7,130. 9,128. 8,128. 2,126. 7,124. 9,123. 5# GC-MS (E I)181(M+,42),180(100).(反)-3-苯乙烯基喹啉((〇)为白色固体;熔点 99〜101 N;H N M R (500 M H z CDC13)& 9. 15 (s,1H),8. 19 (s,1H)8. 11 (d,$[8. 5H z,1H),7. 84 (d,$[8. 2 H z,1H)7. 72〜7. 68 (m,1H),7. 60 (d,$[7. 5H z,2H)7. 57 (t,$[3. 8 H z1H),7. 42 (,$ [7.6H z 2H) 7.34 (,$ [ 3.7 H z,1H)7.35 (d,$[16.5H z,1H)7.26 (d,$[16. 4 H z,1H)# 13C N M R (125 M H z,CDC13) & 149. 5,147. 5,136. 8,132. 3,130. 9, 130. 3,129. 3, 129. 2,128. 8,128. 3,128. 1,127. 8,127. 0,126. 7,125. 2; GC-MS(E I) :231 (M+,76),230 (100)2结果与讨论2.1反应条件的优化选用对溴苯乙酮I a与苯乙烯2的偶联反应作 为模型反应,分析了反应的最佳条件,其反应方程式为首先在底物I a的投料量为1m m o l,Na2PdC14用量为0. 001 m m o l,配体L1用量为0. 001 m m o l,水为反应溶剂的条件下,考察了不同碱对反应的影响,结果见表1.在没有碱参与时,检测不到任何产物,反应无法进行.在所有试验的碱类中,乙醇钠的 活性最高,在12h内对溴苯乙酮的转化率高达97C (表1,组7);N a O H,Na2C03和K2C03在同样的时 间内能够达到中等的转化率,而且阳离子对此反应无明显影响(表1,组4〜6).考虑到乙醇钠水解的产 物正是氢氧化钠和乙醇,所以笔者做了一组对比实验(表1,组8),发现加入等摩尔比的乙醇后反应转化率从原先的68%提高到了 88%,说明乙醇的加入 能明显提高此反应体系的催化活性,但鉴于与乙醇钠相比活性仍旧略低,故选用乙醇钠作为后续反应的碱.笔者发现氮气氛围对反应有利,当反应在氮气 保护下进行时,对溴苯乙酮I a可100%转化(表1,组9).然后,继续考察了配体的用量对反应的影响. 研究结果表明:若不加配体,反应的转化率只有25C(表1,组10),这说明配体具有稳定钯催化剂的 作用.当配体与Na2PdC14的摩尔比为1〜1. 5时,反应转化率基本不变,但继续增加配体的用量,反而对 反应不利;如当配体与Na2PdC14的摩尔比2时,反 应转化率仅为68%(表1,组11).表1 碱对水相Heck反应的影响Table 1 Effect of base on aqueous Heck reaction组别喊(2mmol)Ti(Na2PdC14):WL1) G C转化率/% 1$11trace2Et3N1:1233NaHCOs1:1204Na2C031:1665K2CO31:1576NaOH1:1687NaOEt1:1978NaOH + EtOH(2. 0eq.)1:188 92)NaOEt1:1"99 102)NaOEt1:025 112)NaOEt1:268注:1)反应条件:4-溴苯乙酮I a(1. 0 m m ol),苯乙烯%(1. 2 m m ol),碱0 m m ol),Na2PdCl4 (0. 001 mmol,0. 1 C 7欠溶液),L1 (0〜0. 002m m ol,1C水溶液),1. 5m L H20,100 °C,12h,加入原料 前,混合液先在60N下预处理0. 5h;)氮气氛围.+260 +浙江工业大学学报第46卷在获得上述优化条件的基础下,研究了 4种不 同配体L1〜L4的催化性能,其中Na$PdC l2与L的摩尔比均为1,结果见表2.发现当催化剂Na2PdCl2/L的用量为0. 001 m m o l时,均能获得非 常高的转化率095%),这表明L1〜L4均有很好 的催化活性(表2,组1〜4"但随着催化剂用量的逐 渐降低,配体L对P d催化活性的影响开始出现显著的差异.如Na$PdCl2/L的用量降低至0. 000 5 m m o l时,以L1,L3和L4为配体的催化体系,底物 4-溴苯乙酮的转化率基本保持不变,而L2下降为 85%(表2,组5〜8).进一步将Na$PdC l2/L的用量 降低至0. 000 1m m o l时,底物4-溴苯乙酮的转化率 均出现不同程度的下降,但L1下降最小,仍可达89%,而L2,L3和L4分别下降为68%,75%和62%(表2,组9〜12).为了便于对比,通过T O N来 定量比较4种配体的催化活性.计算结果表明,同类 型咪唑配体L1的催化活性是L2的1. 3倍,同类型 苯并咪唑配体L3的催化活性是L4的1. 2倍,考虑 到L1和L3均含有吡啶环,表明在配体中引入吡啶 环能使催化剂更稳定和提高催化性能.而L1的催 化活性是L2的1. 2倍,表明咪唑母核优于苯并咪唑母核.因此,最后选用L1作为反应的配体,进行 进一步研究•同时考虑到L1为0. 000 1m m o l的催 化量时,反应12h未能反应完全,故选用0. 000 5m m o l的催化量进行底物拓展.表2不同配体对水相Heck反应的影响>Table 2 Effect of ligands on aqueous Heck reaction组别配体Na2PdCl4催化量/mmol4C转化率/C TON 1L10.0010"9910002L20.0010969603L30.0010959504L40.0010979705L10. 000 5"9920006L20.000585 1 7007L30.000595 1 9008L40.000597 1 9409L10.0001898900 10L20.0001686800 11L30.0001757 500 12L40.0001626200注:1)反应条件:4-溴苯乙酮l a(1. 0 mmol ),苯乙烯%(1. 2m m ol),NaOEt (2. 0m m ol),Na2PdCl4 (0• 001 〜0• 000 1 mmol,0. 1C 水溶液),L1 (0. 001 〜0. 000 1 mmol,1C水溶液),1 5m L H2O,100N,12h,加入原料前,混合液先60oC预处理0. 5 h2?底物拓展在上述优化的条件下,笔者考察了一系列带有 不同取代基的芳基溴化物和苯乙烯的偶联反应情况,即实验结果如表3所示,偶联反应的转化率与底 物苯环上取代基的电荷性质有重要关系,一般规律是吸电子基团取代有利于反应的进行,表现出 反应的收率较高.而给电子基团取代不利于反应的进行,表现出反应速度较慢,需要通过增加催化剂用量或升高反应温度来得到较好的收率.如对位是乙酰基、醛基和硝基等强吸电子取代时,反应 在催化剂用量为0. 05C,100N下反应12h,可到 较高的收率95C〜98C(表3,组1〜3).对于对位 是三氟甲基、氟、氯、溴等取代时,吸电子能力相对较弱,只需通过升高温度至120 °C,便可得到偶联产物(d〜(g的收率在87C〜94C(表3,组4〜 7).而对位是氢、甲基等给电子取代时,需要升高温度至120C的同时增加催化剂用量至0. 1C,反 应12h,才能得到中等以上的收率(表2,组8和 9).需要特别指出的是,当对位是胺基取代时,虽 然也是给电子基团,但反应在优化条件下,便可得到87C的收率(表3,组10).这可能是因为对溴苯胺在水中形成氢键,削弱了胺基的给电子能力.除了以上取代基的电荷效应外,取代基的位置对反应速度也有一定的影响.如对位醛基在优化条件下的收率高达98C,间位醛基在优化条件的收率有所降低为89C,而邻位醛基通过升高温度和增加催化剂用量后,也只得到中等的收率为51C(表 3,组2,11,12),这种反应收率的差异正是位阻效应的此外,笔者还考察了反应体系对多环和杂环芳基溴化物的催化性能.从表3中可以看出溴萘的活性比溴苯的活性高,同样为0. 1C的催化 量,120 C下反应12h,对应产物的收率相差近10C(表3,组13). 3-溴吡啶和3-溴喹啉作底物时,只需升高反应温度至120 °C,便可以达到较高的收率,分别为97C和86C (表3,组14 和 15)第3期孙楠,等:PEG功能化1,3-二唑盐的合成及在水相Heck反应中的研究•261 •Table 3表3溴代芳烃与苯乙烯的Heck反应Heck reaction between substituted aryl bromides and styrene组别芳基溴I o o产物(N a2P d C l/L1催化量/mmol T/N分离收率/% 1I a (R=4-COCH3)(a0.000510096 2I b(R=4-C H O)(b0.000510098 3I c(R=4-N O2)(c0.000510095 4I d(R=4-CF3)(d0.00051$094 5I e(R = 4-F)(e0.00051$087 6If(R=4-C l)(f0.00051$090 7I g(R = 4-Br)(g0.00051$087 8Ih(R=!-H)(h0.00101$076 9I i(R=4-C H a)(i0.00101$088 10IJ(R=4-N H2)(J0.000510087 11I k(R=3-C H O)('0.000510089 12I l(R = 2-CHO)(l0.00101$051注:1"反应条件:芳基溴I(lc m o l),苯乙 A n(1.2m m ol) , NaOEt(2m m ol) , Na2PdC; (0.000 5 #0. 001m m ol,0. 1%水溶液",L1 (0.000 5# 0. 001 mmol,1%水溶液),1. 5 mL H$0, 100 °C,N$,12 G加入原料前,混合液先60 N预处理% 5 h;2)分离收率(包括1,1-二苯乙烯).3结论以单甲基化的聚乙二醇(M=1900)为起始原 料,成功制备了一系列功能化的1,3-二唑盐(L1# L4),并将其在线生成卡宾钯用于催化纯水相Heck 反应.实验结果表明,L1的催化性能最好,对于模型 反应,T O N值最高可达8 900,而且该催化剂对底物 的适用性较好,都能得到中等以上的收率.相比于传 统的卡宾钯催化H e c k反应,本方法具有催化剂用量少、产物分离简便、收率高和环境友好等优点.参考文献:[1]李郁锦,夏烈,高建荣.吩嗪类化合物的绿色合成研究[(].浙江工业大学学报,2013,41(3) =286-288.[]李郁锦,徐芳,徐凤双,等.水促进水杨醛与活泼亚甲基化合物的反应研究[J].浙江工业大学学报,2014,42(6)632-635. 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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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9・ 4
广州化工
21 年 3 00 8卷第 6期
P G相 转移 催化 法合 成 1 E 一羟 甲基苯 并 三氮 唑
邓 杨 , 春跃 蔡 志红 潘 ,
( 1中南大学化 学化 工 学院 功 能有机 高分 子 所 ,湖 南 长 沙 40 8 ; 10 3 2广州有 色金 属研 究院焊接材 料研 究所 ,广 东 广 州 50 5 ) 160
Ab t a t —B n or z l s r c :1 H e z ti oe一1一Meh n l ss n h sz d b en ce p l d i o f e z tiz l a d f r l a t a o y t e ie y t u l o h i a d t n o n ora oe n o ma — wa h c i b
摘 要 : 研究了在相转移催化剂聚乙二醇(E ) P G 存在下, 苯并三氮唑和甲醛进行亲核加成制备 1 羟甲基苯并三氮唑的合成条 一
件 。讨论了聚乙二醇分子量 、 反应 物物质 的量 比、 反应温度 、 反应时间等因素对 目标产 物收率 的影 响 , 得出适 合的操作条件为 :( 1 苯并 1 三氮唑 ): ( n 甲醛): P G一10 )=1: 0 0 、 n( E 00 2: . 1反应 温度 2  ̄ 反应 时间 05h 产 品收率 达 9 % 。该合 成方法具 有反应 时间 5C、 . 、 8 短、 操作简便 、 能耗小 、 溶剂 量少等优点 。
we e ds u s d h p i m e c in c n i o s r s ̄l ws t e moa ai f e z t a oe r i s e .T e o t c mu r a t o d t n ea o i we l o : h l rrt o n or z l , ̄r Md h d E 一 o b i m e y et P G o 1 0 wa : : . 1 h e ci n t s . h,a d te r a t n tmp r t r a 5 ,w t e ye d o 8 .S e 0 s 1 2 0 0 ,t e ra t i wa 5 o me 0 n e ci e e au e w s2 ℃ h o i t il f % h h 9 ot h meh d h d t e a v n a e fs o t e cin t ,s l p r t n,lw n r y e ms mp in,ls ov n n O o 。 t o a h d a tg s o h r r a t i o me i e o e a i mp o o e eg o u t o e s s l e ta d S n Ke r s —B n o r z l y wo d :1 H e z t a o e一1一Me h n l h s r n f rc tl s ;p leh ln l c l y t e i i t a o ;p a e ta s a ay i e s oy t y e e gy o ;s n h ss
一
要用于 医药和农药 的合成 , 也可 以作 为循 环冷却 水处理 中的缓 蚀剂 , 如和乙二胺 或异丙胺 复配 , 显著减 缓黄 铜在 N C 溶 液 能 a1 中的腐蚀速度。 目前 1 一羟 甲基苯并三氮唑的合成方 法主要有 : () 1 常规加热 溶剂 法 。苯 并三氮 唑 , 聚 甲醛 , , 多 12一二 氯 乙
关键 词 : 一 1 羟甲基苯并三氮唑; 相转移催化; 聚乙二醇 ; 合成
S nt e i f1 —Be o ra oe - —M eha lb y h sso — nz tiz l 1— H t no y Pha e—t a f r Ca ay i s — r nse t l ss
1一羟甲基苯并 三氮唑 , 是一种 重要 的精 细化工 中间体 , 主
4 0 无锡市 民丰试 剂厂 ; E 0, P G一60, 都科 龙化 工试 剂厂 ; E 0 成 PG 10 , 0 0 成都科 龙化 工试 剂厂 ; E P G一 00 成 都科 龙化 工试 剂 20 , 厂。以上 均为分析 纯 , 使用前未经纯化。
de y e u i g PEG 一1 0 sa ph s r n frc t ls. Va o sr a to a t r n ue cn h il ft e tr e r d t h d sn 0 0 a a e ta se aay t i r u e ci n f co s i f n ig t e y ed o h a g tp o uc l
1 2 仪器 与测试 方法 .
红外光谱采用上海浦 东物理 光学仪器 厂生产 的的 A a r vt ~ a 烷, 三乙胺 , 用油浴加 热至 7 ℃ ~8 ℃ , 5 0 反应 6 , h 收率 8 % 。此 3 0型红外光谱 仪测试 , B 压 片 , 8 6 Kr 扫描 范围 4 0 4 0 m~; 00— 0 c 核 方法的缺陷是反应 时间过长 ;2 微 波加热溶剂法 … 。将上述原 磁表征用美 国瓦里安公 司生 产的 I O A一40核磁 共振谱仪 测 () NV 0 料 置 于 微 波 反 应器 , 应 2 mi, 率 8 % 。 此 方 法 的 缺 陷 是 能 定产物 的 反 0 n收 7 H核磁共振 , 以氘代丙酮作为溶剂 ; 北京市永光明医疗 耗大 , 容易产生 副反应 , 处理复 杂。( ) 后 3 水溶 剂法 I 。苯并 仪器厂生产 的 D Z一1 9 F B型 真空干燥箱 ; 上海 物理光 学仪器厂 生 三氮唑 , 甲醛 , 醋酸 和水 , 常温搅拌 , 收率 9 . %。此方法 的缺 陷 产 的 WR 29 S一1 A型数字熔点 仪 ; 上海 申生有 限公 司生产 的 W2 1 0