專利名稱：鐵或鈷催化的芳基、烯烴和炔烴與銅試劑的碳－碳偶聯(lián)反應的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種起始于芳基、雜環(huán)芳基、烯烴或炔烴的一種銅化合物與含有合適離去基團的芳基、雜環(huán)芳基、烯烴或炔烴化合物形成碳-碳鍵的方法。采用例如鹵代的芳基化合物的這些化合物的交叉偶聯(lián)在合適的溶劑中通過鐵或鈷催化劑來實施。
背景技術：
過渡金屬催化的交叉偶聯(lián)是形成碳-碳鍵非常有效的反應，尤其是在通常的SN2取代反應不可能發(fā)生的Csp2(碳sp2雜化軌道)中心之間[1]。芳基-芳基交叉偶聯(lián)是一種最重要的形成碳-碳鍵的方法。許多通過這種方式得到的芳香化合物和尤其是雜環(huán)芳香化合物引起了農業(yè)和制藥業(yè)以及材料科學領域的極大興趣。為此，最經常使用可靠的鈀(0)催化劑[1，2]，主要用在有適當?shù)呐潴w，例如空間位阻的膦類化合物存在時[3]。也發(fā)現(xiàn)鎳(0)配合物的實際應用，但看起來應用面相對較窄[4]。由于鈀價格貴，而鎳有毒，因此需要一種價格低廉的無毒催化劑。鐵和鈷的鹽類就是這種價格便宜且無毒的替代物。
在Kochi的研究工作之后[5]，近年來，更多的研究集中在鐵催化的交叉偶聯(lián)在交叉偶聯(lián)反應中的性能[6]。盡管在許多烷基鎂試劑和芳基鹵代物或芳基磺酸鹽間能實現(xiàn)非常有效的交叉偶聯(lián)，但是由于芳基鎂類化合物實質上的自身偶聯(lián)反應，這種在兩個芳基殘基之間的催化交叉偶聯(lián)仍然存在問題，至今還未發(fā)現(xiàn)針對這一問題的合成方案[6，7]。然而，在這種情況下發(fā)生了芳基鹵代物的脫鹵反應。
為此，發(fā)明人將芳基鎂類化合物進行金屬轉移得到相應的有機鋅化合物，該化合物具有降低的形成不穩(wěn)定的At配合物的傾向[8]。然而，在各種反應條件下，觀察不到采用芳基鹵代物的芳基鋅試劑的催化交叉偶聯(lián)。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種簡單的方法，用于直接在亞芳基、烯烴和炔烴間高產率和低成本的形成碳-碳鍵。
根據(jù)本發(fā)明，這一目的通過權利要求1獲得。優(yōu)選的實施方式在從屬權利要求中描述。

發(fā)明內容
發(fā)明人將注意力集中在其它種類的有機金屬化合物上，發(fā)現(xiàn)1型有機銅化合物在極性溶劑或溶劑混合物中，存在催化量的Fe或Co時，與不同官能化的芳基鹵代物(3)反應，生成4型(表1和2)多官能的聯(lián)芳化合物。
R1-Ar1-Ar2-R2(4)1型有機銅化合物可通過官能化的芳基鎂鹵代物(2)[10]與CuCN·2LiCl[11]反應而制備。這里和下文中，術語芳基意指芳基、雜芳基、烯烴或炔烴。這些化合物可以是單取代的或多取代的。本發(fā)明的基本的特征是在芳基、烯烴或炔烴存在下，其特有的芳基、烯烴或炔烴的特征為反應機制所利用。
本發(fā)明的第一個方面涉及一種制備通式4的化合物方法R1-Ar1-Ar2-R2(4)通過在溶劑中，通過通式(1)的化合物R1-Ar1-CuZMgY(1)或通式(5)的化合物R1-Ar1-CuZLi (5)與通式(3)的化合物，R2-Ar2-X (3)在有Co或Fe催化劑的作用下進行反應，其中X 可為對親核取代有用的離去基團；Y 可為Cl、Br、I；Z 可為CN、Cl、Br、I、SCN、NR1R2、SR1、PR1R2、烷基、炔基；R1和R2彼此獨立，可以是一種或更多種選自H；取代或未取代的芳基或含有一個或更多雜原子的雜芳基；直鏈、支鏈或環(huán)取代的或未取代的烷基、烯基、炔基；或其衍生物的取代基；Ar1和Ar2彼此獨立，可以是芳基、稠環(huán)芳基或含有一個或更多雜原子的雜環(huán)芳基或稠環(huán)雜芳基；烯基或炔基；或其衍生物。
離去基團X表示常規(guī)用于親核取代的離去基團。如果可行，作為Ar的基團也可以是被幾個取代基取代的滿足R定義的基團。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，反應在溫度范圍為0℃～150℃之間，優(yōu)選在10℃～120℃之間，甚至更優(yōu)選在20℃～100℃之間，最優(yōu)選在25℃～80℃之間進行。
根據(jù)另一實施方式，催化劑包括Fe(III)配合物、Fe(III)鹽、Fe(II)配合物、Fe(II)鹽、或還原形式的Fe鹽或配合物，優(yōu)選為Fe(acac)3。
至于鐵化合物，任何一種二價鐵或三價鐵的鹽或配合物可被使用，例如舉例來說FeCl2、FeCl3、FeBr2、FeBr3、Fe(OAc)2、Fe(OAc)3等，也可使用包含其它氧化態(tài)鐵的其它鐵配合物，也可使用還原的鐵配合物，其中鐵的氧化態(tài)是負價的。
根據(jù)另一個實施方式，催化劑包含一種Co(II)或Co(III)催化劑。
根據(jù)另一個實施方式，催化劑選自由CoCl2、CoBr2、Co(OAc)2、Co(Bzac)2、CoBr2dppe、Co(acac)2和Co(acac)3組成的組中，優(yōu)選使用Co(acac)2。
至于鈷化合物，可使用具有任何氧化態(tài)的鈷的鈷鹽或配合物，也可使用鈷的氧化態(tài)是負價的鈷配合物。
根據(jù)另一實施方式，在催化反應進行中另外加入乙烯和/或一種或更多種乙烯衍生物，優(yōu)選貧電子的乙烯衍生物；尤其優(yōu)選馬來酸酐、四氰乙烯、苯乙烯或苯乙烯衍生物；甚至更優(yōu)選貧電子的苯乙烯衍生物；最優(yōu)選4-氟苯乙烯。
根據(jù)另一實施方式，基于化合物(3)的摩爾總量，加入乙烯或乙烯衍生物的量為在0～50摩爾％間，優(yōu)選1～30摩爾％，尤其優(yōu)選5～25摩爾％，最優(yōu)選10～20摩爾％。
根據(jù)另一實施方式，在催化反應中另外加入一種或更多種鹽，優(yōu)選四丁基氯化銨、四丁基溴化銨、碘化鉀、碘化鋰和/或最優(yōu)選四丁基碘化銨。
根據(jù)另一實施方式，X優(yōu)選為F、Cl、Br、I、OTf、OTs、N2+，更優(yōu)選為Cl或Br、甚至更優(yōu)選為I。
根據(jù)又一實施方式，優(yōu)選X可為F、Cl、Br、I、OTf、OTs、N2+，更優(yōu)選為F、Cl、I或OTs，甚至更優(yōu)選為Br。
根據(jù)另一實施方式，所述溶劑可使用極性溶劑或溶劑混合物，優(yōu)選醚類溶劑或溶劑混合物，最優(yōu)選為選自由THF、DME、NMP、DMPU和DMAC組成的組中的溶劑或溶劑混合物。
根據(jù)另一實施方式，基于化合物(3)的摩爾總量，化合物(1)或(5)的加入量的摩爾比為0.9～5，優(yōu)選為1～3，甚至更優(yōu)選為1.2～2.5。
根據(jù)另一實施方式，Z優(yōu)選為CN。
根據(jù)另一實施方式，R1和R2彼此獨立，是一種或更多種取代的或未取代的C4～C24芳基或含有一個或更多例如B、O、N、S、Se、P的雜原子的C3～C24的雜環(huán)芳基；直鏈或支鏈，取代或未取代的C1～C20烷基，C1～C20烯基，C1～C20炔烴基；或取代的或未取代的C3～C20環(huán)烷基；或其衍生物。
這種新穎的工藝規(guī)程為芳基-芳基交叉偶聯(lián)的實施提供了一種經濟的方法(與Pd催化反應相比大約便宜3倍)。
具體實施例方式
在下文中，參考插圖，本發(fā)明予以更詳細的描述。
如果沒有另外說明，在這里使用的技術和科學術語具有本發(fā)明涉及的領域中的技術人員所理解的同樣的含義。
鐵催化反應圖解用CuCN·2LiCl[11]與官能化的芳基鎂鹵代物(2)[10]的反應制得的1型有機銅化合物[9]，在DME∶THF(3∶2)混合溶劑中，與不同官能化的芳基鹵代物(3)在催化量的Fe(acac)3(10摩爾％)存在下，生成4型多官能聯(lián)苯化合物(表1和2) 插

圖1使用芳基碘代物3的鐵催化的銅試劑1的交叉偶聯(lián)反應在25℃至80℃之間進行。如果使用有機銅試劑(1)，自身偶聯(lián)的程度明顯減小，而直接發(fā)生交叉偶聯(lián)反應。3的芳香親電離去基團的類型也很重要(表1)。因此，PhCu(CN)MgCl(1a)和2-碘二苯甲酮(3a)在25℃下，30分鐘內完全反應。沒有Fe(acac)3時，30分鐘后，觀察到的聯(lián)苯4a不超過5％，反應時間超過48小時后，觀察到的轉化率僅約54％(表1條目1)。相應地溴代物(2-溴二苯甲酮；條目2)反應也很快，但是30分鐘后轉化率僅為86％。反應18小時，轉化僅獲得一點點改善(93％)。類似地，2-氯二苯甲酮也不能得到完全轉化(30分鐘后為75％；但18小時后僅為77％)。如果使用三氟甲烷磺酸酯(triflat)的取代物(X＝OTf)，可觀察到反應明顯減慢。2-氯二苯甲酮能反應的事實表明反應機理中不涉及鹵素-銅的交換反應。在缺少鐵催化劑時，不能觀察到2-氯二苯甲酮發(fā)生反應。
有趣的是，對于芳基銅化合物與芳基鹵代物的反應，發(fā)明人觀察到，和Fe(III)催化的烷基鎂化合物的反應相比，其反應活性相反，因為后者中的芳基碘化物與芳基溴化合物或氯化物相比，是一類更不合適的底物[7]。因此，發(fā)明人研究了這個反應的使用范圍，發(fā)現(xiàn)顯著與官能團相關的化學選擇性和相容性。PhCu(CN)MgCl(1a)與2-碘代二苯甲酮(3a)反應是相當快的(30分鐘)，相應的酮4a的分離產率達到93％(表2條目1)。4-碘代二苯甲酮(3b)在25℃與4h反應，得到所期望的酮4b的產率是80％(條目2)。惹人注意的是，甲基酮例如2-碘代苯基甲基酮(3c)經歷鐵催化交叉偶聯(lián)反應，而沒有任何競爭的該甲基酮的去質子化作用或羰基的加成反應。鄰位或對位含有酯基基團的官能化的芳基鎂試劑，例如1b、1c或1d，經過幾個小時的交叉偶聯(lián)反應，也得到收率在68～86％的預期產物4d～f(條目4～6)。因此，空間位阻的官能化的2，2’-取代的聯(lián)苯基4d以75％的產率制備(條目4)。帶有給電子基團的格林試劑，例如1e，也反應良好，得到產率為76％的相應的酮4g(條目7)。帶有諸如氰化物(3e)、酰胺(3f)或、酮(3b)的吸電子基團的多種對位取代的芳基碘代物在一個溫和的交叉偶聯(lián)反應中進行反應，并得到50～70％的產物4h～j(條目8～10)。令人驚奇的是，帶有三氟甲烷磺酸酯基團的酮試劑1f與2-碘代苯甲酸乙酯3g反應，得到62％的聯(lián)苯基4k(條目11)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)芳基碘代物上有吸電子取代基團會加速交叉偶聯(lián)反應，而給電子取代基基本上使反應減慢。因此，4-碘代苯甲醚在80℃反應12小時后僅得到低的轉化率。發(fā)明人也比較了2-、3-、4-取代的碘代苯甲酸乙酯(3g～i)與PhCu(CN)MgCl在Fe(acac)3(10摩爾％)存在時發(fā)生交叉偶聯(lián)反應的速率(插圖2)。有趣的是，鄰位和對位取代的碘代苯甲酸酯3g和3i的反應相對快得多，于此相反，間位取代的酯3h到其完全轉化時的反應時間為前者的5倍。這可能表明交叉偶聯(lián)中最慢的步驟是苯甲酸酯3g～i上的催化活性形式的親核進攻。本發(fā)明的發(fā)明人實現(xiàn)了也使用取代的碘代酯3g～i的Pd和Ni催化的交叉偶聯(lián)，并發(fā)現(xiàn)在Pd催化的情況下，對位碘代酯3i反應明顯比3g和3h快，然而在Ni催化的情況下，間位碘代酯3h反應最快。這些結果表明Ni、Pd和Fe催化交叉偶聯(lián)反應的機理是很不一樣的，由于它們通過不同的方式受取代基電子的和空間效應的影響。
插圖2比較在鐵催化交叉偶聯(lián)反應中，鄰位-、間位-和對位-取代的底物還發(fā)現(xiàn)，雜環(huán)化合物也適合這種交叉偶聯(lián)反應。因此，銅試劑1g和1h在標準條件下與碘代物3f和3e反應，得到收率分別為85％和57％的官能化的吲哚4o和吡啶4p(插圖3)。
插圖3雜環(huán)銅化合物的交叉偶聯(lián)反應如果使用官能化的芳基碘代物，由相應的有機鎂化合物制備的雜芳基和芳基銅化合物的鐵催化的交叉偶聯(lián)可方便地進行。在這方面，貧電子的親電的碘化物進行交叉偶聯(lián)反應要容易的多。
鈷催化的反應圖解如下列實施例中所示，Co鹽也可被用作催化劑。
在官能化的芳基或雜芳基鎂化合物與官能化的芳基或雜芳基鹵代物間發(fā)生芳基-芳基偶聯(lián)反應的關鍵步驟是芳基鎂化合物(R1-Ar-MgCl)金屬轉移為銅，從而通過這種方式獲得R1-ArCu(CN)MgX類型的有機銅。除銅鹽CuCN外，CuCl、CuBr、CuI、CuSCN等的鹽也可用作金屬轉移作用中的銅源。
反應在THF、DME和極性助溶劑的溶劑混合物中進行?；谶@一目的，可采用NMP、DMPU，但也可采用DMAC。
反應中更重要的組分是加入的鹽，例如四丁基碘化銨，和貧電子的苯乙烯衍生物，例如4-氟苯乙烯。除四丁基碘化銨外，還可使用四丁基溴化氨、四丁基氯化銨、碘化鉀或碘化鋰。
催化劑以鈷鹽形態(tài)被提供。在這方面，發(fā)現(xiàn)Co(acac)2最為合適。然而，反應也可被CoCl2、CoBr2、Co(OAc)2、Co(Bzac)2、CoBr2dppe或Co(acac)3催化。
與官能化的有機銅化合物偶聯(lián)的是官能化的芳基鹵代物。基于這一目的，碘代物、溴代物和部分氯代物可被采用。這方面最重要的是溴代物和氯代物，由于它們通常價格低廉，因而與碘代物相比更具有工業(yè)應用的吸引力。
利用在本申請中已經描述了的在芳基溴代物和氯代物與芳基銅和芳基鎂化合物之間各自進行的交叉偶聯(lián)反應的方法，芳基氟代物和甲苯磺酸酯(OTs)也可發(fā)生反應。
如果使用2，3，4，5，6-五氟二苯甲酮5h，兩個交叉偶聯(lián)反應可同時發(fā)生。因而，從插圖4中可見需要6等份的銅試劑。
插圖4Co(acac)3催化的芳基銅衍生物6與芳基氟代物5h的交叉偶聯(lián)，得到產物7。條件(a)2，3，4，5，6-五氟二苯甲酮(5h，1等份)；芳基銅試劑(6，6等份)；Co(acac)3(15摩爾％)；DME∶THF∶DMPU(3∶2∶1)；4-氟苯乙烯(40摩爾％)；Bu4NI(1等份)。
使用極性助溶劑、鹽類和苯乙烯衍生物以及鈷鹽對于與溴代物和氯代物的偶聯(lián)反應徹底地、快速的進行是必須的。沒有這些加入成分，反應發(fā)生不完全，或者耗時數(shù)日而不是幾分鐘或幾小時。
實施例14’-氰基聯(lián)苯-4-羧酸乙酯(4h)的合成在磁力攪拌棒和隔膜條件下，將4-碘代苯甲酸乙酯(855mg，3.10毫摩爾)加到一個25mL施倫克管(Schlenk tube)中，加入DME(5ml)，并將溶液冷卻至-20℃。然后，加入iPrMgCl(3.3mL，3.0毫摩爾，0.90M的THF溶液)。室溫下攪拌反應混合物15分鐘，之后，加入CuCN·2LiCl溶液(2.8mL，2.8毫摩爾，1M的THF溶液)。繼續(xù)攪拌反應混和物10分鐘。立即加入溶于DME(3mL)中的4-碘代苯基氰(229mg，1.00毫摩爾)和Fe(acac)3(35mg，0.10毫摩爾)的溶液，然后反應混合物在80℃加熱反應3小時。加入鹽NH4Cl(水溶液)終止反應，用CH2Cl2(3×40mL)萃取。合并的有機相用鹽NH4Cl(水溶液)/NH3(9∶1)(50mL)和鹽NaCl(水溶液)(50mL)洗滌，用Na2SO4干燥，過濾，并減壓蒸餾去除溶劑。用色譜柱純化(戊烷/乙醚＝9∶1)，得到無色固體產物4h(181mg，產率72％)。
實施例2不同離去基團X獲得的反應速率根據(jù)實施例1的實驗方案，用帶有不同取代基的二苯甲酮進行反應。2-位上適合的取代基團與獲得的相應的轉化率列于表1中。
表1在Fe(acac)3存在時2-取代二苯甲酮與PhCu(CN)MgCl的反應速率

通過氣相色譜(GC)分析反應樣品，測定反應30分鐘后的轉化率；[b]沒有Fe(acac)3存在時，反應30分鐘后的轉化率；[c]沒有Fe(acac)3存在時，48小時后的轉化率；[d]反應18小時后的轉化率；[e]在THF中反應2小時后的轉化率。
實施例3在Fe催化條件下的反應根據(jù)實施例1的實驗方案，表2中所示的所有化合物被合成。在表中所示的合適的離析物1和2反應得到相應的產物4。在表的最后一欄中列出反應的產率。
表2通過Fe催化的官能化的芳基銅化合物(1)與芳基碘代物的交叉偶聯(lián)反應得到4型產物
[a]銅試劑最好表示為ArCu(CN)MgCl；[b]分析純的產物收率。
實施例4合成1，1’-聯(lián)苯基-2-羧酸乙酯在磁力攪拌棒和隔膜條件下，將DME(5ml)加入25mL施倫克管中，加入PhMgCl(1.42mL，1.70毫摩爾，1.2M的THF溶液)和CuCN·2LiCl溶液(1.90mL，1.90毫摩爾，1M的THF溶液)，在室溫下攪拌溶液大約10分鐘。然后，加入DMPU(2.0mL)，四丁基碘化銨(1.11g，3.00毫摩爾)，4-氟苯乙烯(25mg，0.21毫摩爾)，2-溴苯甲酸乙酯(229mg，1.00毫摩爾)和溶于DME(1.0Ml)的Co(acac)3(25.8mg，0.10毫摩爾)溶液。得到的懸濁液在80℃加熱15分鐘。反應混合物用鹽NH4Cl(水溶液)/NH3(4∶1)(2×25mL)萃取，合并的有機相用乙醚(3×50mL)萃取，并用鹽NaCl(水溶液)(50mL)洗滌合并的有機相。用Na2SO4干燥后，過濾，和減壓蒸餾去除溶劑。用色譜柱純化(戊烷/乙醚＝19∶1)，得到無色液體產物(165mg，產率73％)。
實施例5合成2’-(4-甲氧基苯甲酰基)-聯(lián)苯基-4-氰(7g)向配有攪拌棒和隔膜的25mL施倫克燒瓶中加入iPrMgCl·LiCl(2.63mL，3.15毫摩爾，1.2M的THF溶液)。將溶液冷卻至-20℃，并加入4-溴苯基氰(544mg，2.99毫摩爾)。然后，反應混合物升溫至0℃，在此溫度下攪拌2小時。之后，加入CuCN·2LiCl溶液(3.2mL，3.2毫摩爾，1M的THF溶液)。10分鐘后，加入DME(6.0mL)、DMPU(2.0mL)、Bu4NI(370mg，1.00毫摩爾)，4-氟苯乙烯(25mg，0.20毫摩爾)，Co(acac)2(19.3mg，0.075毫摩爾)和(2-氟苯基)(4-甲氧基苯基)甲酮(methanon)(230mg，1.00毫摩爾)。反應混合物在室溫下攪拌0.25小時，用鹽NH4Cl(水溶液)/NH3混合物(9∶1)(50mL)驟冷。有機相再次采用鹽NH4Cl(水溶液)/NH3混合物(9∶1)(50mL)洗滌，合并水相，用乙酸乙酯(EtOAc)(3×40mL)萃取。合并的有機相采用鹽NaCl溶液(50mL)洗滌，用MgSO4干燥，過濾出干燥劑，溶劑采用真空濃縮。用二氧化硅色譜柱純化(戊烷/乙醚＝4∶1)，得到無色固體產物7g(271mg，0.87毫摩爾，產率87％，熔程120.8～122.9℃)。
實施例6在Co催化條件下的反應根據(jù)實施例5的實驗方案，表3中列出的上述所有產物7被合成。基于這一目的，根據(jù)表中所列的合適的離析物5和6以及反應條件，代替實施例5中的方案。產率列于表3中的右邊一列中。
表3Co(acac)2催化的芳基銅衍生物6與芳基氟化物5的交叉偶聯(lián)反應，得到產物7。

表3(續(xù))
表3(續(xù)) [a]銅試劑最好表示為ArCu(CN)MgCl。
分析純的產物的收率。
實施例7合成(E)-1-(己-1-烯)-4-甲氧基苯 向25mL配備了磁力攪拌棒和隔膜的施倫克管中加入溶于DME(5mL)的4-甲氧基苯基格氏試劑(3.75mL，3.00毫摩爾，0.80M的THF溶液)，溶液冷卻至-20℃，之后加入CuCN·2LiCl溶液(2.8mL，2.8毫摩爾，1M的THF溶液)。反應混和物攪拌10分鐘。隨后，立即加入溶于DME(3mL)的4-碘己烯(210mg，1.00毫摩爾)和Fe(acac)3(35mg，0.10毫摩爾)的溶液，之后反應混合物在80℃加熱反應3小時。通過加入鹽NH4Cl(水溶液)終止反應，用CH2Cl2(3×40mL)萃取。合并的有機相用鹽NH4Cl(水溶液)/NH3(9∶1)(50mL)和鹽NaCl(水溶液)(50mL)洗滌，用Na2SO4干燥，過濾，和減壓蒸餾去除溶劑。用色譜柱純化(戊烷/乙醚＝19∶1)，得到無色油狀物(E)-1-(己-1-烯)-4-甲氧基苯(118mg，產率62％)。
1H-NMR(300MHz，CDCl3，25℃)δ＝7.19(d，J＝8.7Hz，2H)，6.75(d，J＝8.7Hz，2H)，6.24(d，J＝15.4Hz，1H)，6.04-5.94(m，1H)，3.70(s，3H)，2.00(q，J＝6.8Hz，2H)，1.41-1.24(m，5H)，0.84(t，J＝7.7Hz，3H).
13C-NMR(75MHz，CDCl3，25℃)δ＝158.58，130.82，129.01，126.93，113.88，55.23，32.67，31.66，22.24，13.93.
MS(70eV，EI)m/z(％)190(37)[M]，147(100)，134(10)，115(11)，103(5)，91(14)，77(4)，65(2).
C13H18O的HRMS(190，1358)發(fā)現(xiàn)為190.1337.
實施例8合成(Z)-乙基-3-(4-甲氧基苯基)丁烯-2-酯 向25mL配備了磁力攪拌棒和隔膜的施倫克管中加入溶于DME(5mL)的4-甲氧基苯基格氏試劑(3.75mL，3.00毫摩爾，0.80M的THF溶液)，溶液冷卻至-20℃，之后加入CuCN·2LiCl溶液(2.8mL，2.8毫摩爾，1M的THF溶液)。反應混和物攪拌10分鐘。隨后，立即加入溶于DME(3mL)的(Z)-乙基-3-碘代-丁烯-2-酯(240mg，1.00毫摩爾)和Fe(acac)3(35mg，0.10毫摩爾)的溶液，之后反應混合物在80℃加熱反應3小時。通過加入鹽NH4Cl(水溶液)終止反應，用CH2Cl2(3×40mL)萃取。合并的有機相用鹽NH4Cl(水溶液)/NH3(9∶1)(50mL)和鹽NaCl(水溶液)(50mL)洗滌，用Na2SO4干燥，過濾，減壓蒸餾去除溶劑。用色譜柱純化(戊烷/乙醚＝19∶1)，得到無色油狀物(Z)-乙基-3-(4-甲氧基苯基)丁烯-2-酯(128mg，產率58％)。
1H-NMR(300MHz，CDCl3，25℃)δ＝7.35(d，J＝8.6Hz，2H)，6.79(d，J＝8.6Hz，2H)，6.02(q，J＝1.2Hz，1H)，4.12(q，J＝7.0Hz，2H)，3.75(s，3H)，2.46(d，J＝1.3Hz，3H)，1.22(t，J＝7.2Hz，3H).
13C-NMR(75MHz，CDCl3，25℃)δ＝167.01，160.37，154.79，134.24，127.57，115.24，113.75，59.62，55.21，17.55，14.28.
MS(70eV，EI)m/z(％)220(95)[M]，191(10)，175(100)，148(57)，132(10)，115(15)，91(13)，77(10).
C13H16O3的HRMS(220，1099)發(fā)現(xiàn)為220.1088.
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權利要求
1.一種通式4的化合物的制備方法R1-Ar1-Ar2-R2(4)通式(1)的化合物R1-Ar1-CuZMgY(1)或通式(5)的化合物R1-Ar1-CuZLi (5)與通式(3)的化合物R2-Ar2-X (3)在溶劑中，在Co或Fe催化劑作用下進行反應，其中X可為對親核取代有用的離去基團；Y可為Cl、Br、I；Z可為CN、Cl、Br、I、SCN、NR1R2、SR1、PR1R2、烷基、炔基；R1和R2彼此獨立，可為一種或更多種選自H；取代或未取代的芳基或含有一個或更多雜原子的雜芳基；直鏈、支鏈或環(huán)取代的或未取代的烷基、烯基、炔基；或其衍生物的取代基；Ar1和Ar2彼此獨立，可為芳基、稠環(huán)芳基，含有一個或更多雜原子的雜芳基或稠環(huán)雜芳基；烯基或炔基；或其衍生物。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述反應在溫度范圍為0℃～150℃之間，優(yōu)選10℃～120℃之間，甚至更優(yōu)選20℃～100℃之間，最優(yōu)選25℃～80℃之間進行。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述催化劑包括Fe(III)配合物、Fe(III)鹽、Fe(II)配合物、Fe(II)鹽，或還原形式的Fe鹽或配合物，優(yōu)選Fe(acac)3。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述催化劑包括Co(II)或Co(III)催化劑，或還原形式的Co鹽或配合物。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中所述催化劑選自由CoCl2、CoBr2、Co(OAc)2、Co(Bzac)2、CoBr2dppe、Co(acac)2和Co(acac)3所組成的組中，優(yōu)選使用Co(acac)2。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的方法，其中在所述催化反應進行中另外加入乙烯和/或一種或多種乙烯衍生物，優(yōu)選貧電子的乙烯衍生物，尤其優(yōu)選馬來酸酐、四氰基乙烯、苯乙烯或苯乙烯衍生物，甚至更優(yōu)選貧電子的苯乙烯衍生物，最優(yōu)選4-氟苯乙烯。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中基于化合物(3)的摩爾量，加入乙烯或乙烯衍生物的量在0～50摩爾％之間，優(yōu)選1～30摩爾％，尤其優(yōu)選5～25摩爾％，最優(yōu)選10～20摩爾％。
8.根據(jù)權利要求4～6中的一項或多項所述的方法，其中在所述催化反應中另外加入一種或更多種鹽，優(yōu)選為四丁基氯化銨、四丁基溴化銨、碘化鉀、碘化鋰和/或最優(yōu)選為四丁基碘化銨。
9.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中X優(yōu)選為F、Cl、Br、I、OTf、OTs、N2+，更優(yōu)選為Cl或Br，甚至更優(yōu)選為I。
10.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中X優(yōu)選為F、Cl、Br、I、OTf、OTs、N2+，更優(yōu)選為F、Cl、I或OTs，甚至更優(yōu)選為Br。
11.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述溶劑使用極性溶劑或溶劑混合物，優(yōu)選為醚類溶劑或溶劑混合物，最優(yōu)選為選自由THF、DME、NMP、DMPU和DMAC所組成的組中的溶劑或溶劑混合物。
12.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中基于化合物(3)的摩爾量，加入化合物(1)或(5)的摩爾比為0.9～5，優(yōu)選為1～3，甚至更優(yōu)選為1.2～2.5。
13.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中Z優(yōu)選為CN。
14.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中R1和R2彼此獨立，可為取代的或未取代的C4～C24的芳基或含有一個或更多雜原子例如B、O、N、S、Se、P的C3～C24的雜芳基；直鏈或支鏈的，取代或未取代的C1～C20的烷基、C1～C20的烯基、C1～C20的炔基；或取代的或未取代的C3～C20環(huán)烷基；或其衍生物。
全文摘要
本發(fā)明涉及從芳基、雜環(huán)芳基、烯烴或炔烴的銅化合物與含有合適離去基團的芳基、雜芳基、烯烴或炔烴化合物形成碳－碳鍵的方法。所述銅化合物可由格氏試劑或鋰化合物特別通過金屬轉移作用的方式來制備。這些化合物，如鹵素取代芳基化合物的交叉偶聯(lián)反應通過鐵或鈷催化劑在合適的溶劑和合適的添加劑中實施。
文檔編號C07D213/57GK101052603SQ200580034681
公開日2007年10月10日 申請日期2005年10月11日 優(yōu)先權日2004年10月11日
發(fā)明者保羅·克內歇爾, 揚尼斯·薩朋特茲, 托比亞斯·科恩, 林文偉, 克里斯蒂娜·夏洛蒂·科芬克 申請人:慕尼黑路德維格-馬克西米利安斯大學