(2﹣二取代膦苯基)-1-烷基-吲哚膦配體及其合成方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)合成領(lǐng)域，尤其是涉及（2 -二取代膦苯基）-1_烷基-吲哚膦類(lèi) 配體的制備方法和它們?cè)诮徊媾悸?lián)反應(yīng)中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 過(guò)渡金屬催化的交叉偶聯(lián)反應(yīng)是形成碳-碳鍵的重要方法之一，自上世紀(jì)70年 代以來(lái)，在近四十年里，得到了廣泛的研宄并取得了巨大的進(jìn)展。于2010年，諾貝爾化學(xué) 獎(jiǎng)更授予三位鈀催化偶聯(lián)反應(yīng)的先驅(qū)科學(xué)家理查德.赫克（Heck reaction)、根岸榮一 (Negishi reaction)和鈴木章 （Suzuki reaction)，以表彰他們?cè)阝o催化偶聯(lián)反應(yīng)中取得 的突出成績(jī)。在金屬催化的偶聯(lián)反應(yīng)中，配體扮演著相當(dāng)重要的角色。在產(chǎn)率、成本，反應(yīng)副 產(chǎn)物，原子經(jīng)濟(jì)性、官能團(tuán)兼容性等多方面都起著舉足輕重的作用。配體可以有效的調(diào)節(jié)催 化劑的性能，將偶聯(lián)反應(yīng)演繹得更加完美。目前，比較常用的配體一般為有機(jī)膦類(lèi)化合物， 過(guò)去多年膦配體的研宄表明，配體骨架上取代基的位置、大小、位阻、電性等細(xì)微的改變均 會(huì)對(duì)反應(yīng)的結(jié)果產(chǎn)生重要的影響。吲哚骨架的膦配體是金屬有機(jī)化學(xué)里一類(lèi)新型的配體， 它的優(yōu)勢(shì)在于該類(lèi)配體空氣不敏感，可通過(guò)改變吲哚上的取代基團(tuán)調(diào)節(jié)配體的空間結(jié)構(gòu)及 電性；另外亦可通過(guò)改變磷原子上的取代基團(tuán)改變配體的配位性能。
[0003] 自上世紀(jì)初，膦配體已經(jīng)開(kāi)始被應(yīng)用在過(guò)渡金屬催化的有機(jī)合成反應(yīng)中，并逐漸 的引起廣泛關(guān)注。另外，高位阻Suzuki交叉偶聯(lián)到目前為止仍是非常具有挑戰(zhàn)的領(lǐng)域。解 決其偶聯(lián)成鍵的關(guān)鍵在于尋找合適的催化體系，尤其是尋找有效的配體。再者，在發(fā)展配體 的過(guò)程中，科研工作者也嘗試設(shè)計(jì)活性更高的配體以應(yīng)用于不同類(lèi)型的親電試劑的偶聯(lián)， 其中難度高的芳基磺酸參與的偶聯(lián)反應(yīng)至今仍是科學(xué)難題。因此設(shè)計(jì)合成易于制備，結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定，催化活性高的膦配體并將其應(yīng)用在高難度高位阻的芳基磺酸參與的交叉偶聯(lián)反應(yīng)中 具有株遠(yuǎn)的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明涉及（2 -二取代膦苯基）-1-烷基-吲哚類(lèi)膦配體的制備合成方法和它們 在催化交叉偶聯(lián)反應(yīng)中的應(yīng)用。同時(shí)也為有機(jī)金屬試劑和芳基磺酸酯的交叉偶聯(lián)反應(yīng)開(kāi)發(fā) 一類(lèi)穩(wěn)定，高效，高選擇性的催化體系。
[0005] 發(fā)明人由各種苯肼、2' -溴苯乙酮、各種烷基溴化物、各種二取代氯膦等為基本原 料合成了一系列的（2 -二取代膦苯基）-1_烷基-吲哚類(lèi)膦配體。
[0006] (2 -二取代膦苯基）-1-烷基-吲哚膦配體的結(jié)構(gòu)為：
[0007]
[0008] 式中R為乙基，或正丙基，或異丙基，或正丁基，或異丁基，或仲丁基，或C5-C ltl的烷 基、或甲基氰、或甲基甲氧基，R'為苯基，或異丙基，或環(huán)己基，R"為甲基，或者C2-C ltl的烷 基、或者甲基甲氧基，R"和R"'為甲基，或者C2-Cltl的烷基、或者甲基甲氧基。
[0009] 本發(fā)明中優(yōu)選的化合物是其中R為乙基，或正丙基，或異丙基或異丁基的膦配體。
[0010] 本發(fā)明還提供了（2 -二取代膦苯基）-1-烷基-吲哚膦配體的合成方法：
[0011]
[0012] 將2'-溴苯乙酮與苯肼1:1-2. 0的比例投料，然后加入磷酸作為反應(yīng)物及溶劑， 在室溫下均勻攪拌0. 5-2小時(shí)，當(dāng)反應(yīng)不再放熱時(shí)，緩慢加入聚磷酸，加熱至90-130°C反應(yīng) 2-4小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后將混合物倒進(jìn)冰水中，并加入乙醚萃取、分離。將有機(jī)相濃縮后，經(jīng)柱 層析純化得出2-(2' -溴苯基）-IH-吲哚中間體。
[0013] 將2-(2' -溴苯基）-IH-吲哚、烷基溴化物和氫氧化鉀以1:3-6:3-10的比例混合 后在二甲基甲酰胺中室溫條件下均勻攪拌2-36小時(shí)，薄層層析檢測(cè)吲哚消耗完全后加入 水淬滅反應(yīng)體系。隨后加入二氯甲烷并利用提取法分離有機(jī)相。濃縮有機(jī)相，并經(jīng)柱層析 純化得到2_ (2' -漠苯基）-1-烷基-Π 引噪中間體。
[0014] 將2-(2' -溴苯基）-1-烷基-吲哚中間體溶于四氫呋喃中，在-78°C的溫度下以 1:1. 1-2. 0的比例加入正丁基鋰，均勻攪拌0.5-2小時(shí)。隨后以1:1. 1-1. 5的比例加入二取 代氯化膦，在室溫下攪拌反應(yīng)12-28小時(shí)，然后減壓抽走所有溶劑。用冷乙醇或甲醇混合溶 劑洗兩次后，得白色粉末狀的（2-二取代膦苯基）-1-烷基-吲哚膦配體。
[0015] 本發(fā)明所提供的膦配體能與鈀形成絡(luò)合物并可應(yīng)用于過(guò)度金屬催化的各種有機(jī) 金屬試劑和烷基芳基磺酸酯的交叉反應(yīng)中。如高位阻的鈴木（Suzuki)反應(yīng)，以叔丁醇為溶 劑，鈀催化前體的量可以低至〇.2mol%。多種官能團(tuán)如酯、醛、氰、甲氧基等可以有效的兼 容。分離收率可高達(dá)94%。
[0016] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0017] 1.催化劑吲哚類(lèi)膦配體，對(duì)空氣穩(wěn)定，合成簡(jiǎn)便，可大量制備且易于保存；
[0018] 2.配體的結(jié)構(gòu)和電荷性質(zhì)易于調(diào)整和修飾；
[0019] 3.配體適用范圍廣，催化活性高，所用催化劑的當(dāng)量低，反應(yīng)條件溫和，且反應(yīng)容 易放大，在合成上有實(shí)用價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面的實(shí)施例可以使本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制 本發(fā)明。
[0021] 實(shí)施例一 ：2-(2-(二環(huán)己基膦基）苯基）-1_乙基-IH-吲哚的合成
[0022] 在200毫升圓底燒瓶中，加入2. 70毫升2'-溴苯乙酮（20mmol)，然后再加入2. 17 毫升苯肼（22mmol)，緩慢加入10毫升磷酸，并均勻攪拌0. 5-2小時(shí)。接著緩慢加入20克聚 磷酸，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系放熱明顯。體系保持120°C反應(yīng)2-4小時(shí)。把混合物倒進(jìn)冰水 里終止反應(yīng)，然后向體系中加入150毫升乙醚，再分三次各加入150毫升乙醚萃取，合并有 機(jī)相，無(wú)水硫酸鈉干燥。柱層析純化得2-(2' -溴苯基）-IH-吲哚中間體4. 07克，產(chǎn)率75 %，可直接投入下步反應(yīng)。
[0023] 在經(jīng)氮?dú)獬榕诺?00毫升三口瓶中，稱入4. 07克2- (2' -溴苯基）-IH-吲哚 (15mm〇l)，加入40毫升二甲基甲酰胺，攪拌均勻?；旌衔锉l件下加入0. 46克氫化鈉 (19. 2_〇1)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，有大量氣體產(chǎn)生。當(dāng)體系不產(chǎn)生氣體時(shí)，表明反應(yīng)基本完成。 接著加入1. 68毫升乙基溴（22. 5mmol)，室溫下反應(yīng)24小時(shí)。點(diǎn)板監(jiān)測(cè)，當(dāng)原料反應(yīng)完全后， 停止反應(yīng)，向體系中加入50毫升水和50毫升二氯甲燒，再分五次各加入100毫升水和二氯 甲烷萃取，合并有機(jī)相，無(wú)水硫酸鈉干燥。柱層析純化得2-(2-溴苯基）-1-乙基-IH-吲哚 中間體2. 69克，產(chǎn)率60 %，可直接投入下步反應(yīng)。
[0024] 在經(jīng)氮?dú)獬榕诺?00毫升三口瓶中，稱入2. 39克2-(2-溴苯基）-1_乙基-IH-吲 噪（8_〇1)，在通氮?dú)馇闆r下加入20毫升新蒸四氫呋喃，攪拌均勾。混合物降溫至-78 °C 條件下加入正丁基鋰（8. 8mm〇l)，反應(yīng)0. 5-2小時(shí)。再加入已混合的1. 94毫升二環(huán)己基氯 化膦（8. 8_〇1)和5毫升新蒸四氫呋喃。緩慢升至室溫后反應(yīng)12-28小時(shí)。減壓抽走所 有溶劑，用冷乙醇/甲醇混合物洗兩次，得出白色粉末狀純產(chǎn)物2-(2-(二環(huán)己基膦基）苯 基）-1_ 乙基-IH-吲哚 2. 67 克，產(chǎn)率80%。屮匪1?(400厘!^，0)(：13).1.08-1.22(111，14!1)，1· 65-1. 74 (m，12H)，3. 91-4. 06 (m，2H)，6. 39 (s，1H)，7. 10-7. 24 (m，2H)，7. 37-7. 48 (m，4H)，7. 6 5 (d，J = 7. 6Hz，2H) 〇
[0025] 實(shí)施例二：2-(2-(二環(huán)己基膦基）苯基）-1-正丙基-IH-吲哚的合成
[0026] 在經(jīng)氮?dú)獬榕诺?00毫升三口瓶中，稱入4. 07克2- (2' -溴苯基）-IH-吲哚 (15臟〇1)，加入40毫升二甲基甲酰胺，攪拌均勻。再加入4.2克氫氧化鉀（75臟〇1)反應(yīng) 5-24小時(shí)，隨著大部份的氫氧化鉀溶解，形成濃稠混濁溶液，加入3. 3毫升對(duì)甲苯磺酸正丙 酯（16. 5mmol)，在室溫下反應(yīng)24小時(shí)。點(diǎn)板監(jiān)測(cè)，當(dāng)原料反應(yīng)完全后，停止反應(yīng)，向體系中 加入50毫升水和50毫升二氯甲烷，再分五次各加入100毫升水和二氯甲烷萃取，合并有機(jī) 相，無(wú)水硫酸鈉干燥。柱層析純化得2-