專利名稱：一種氫溴酸(溴化氫)催化芳烴的傅-克反應(yīng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機合成化學(xué)的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種氫溴酸(溴化氫)區(qū)別于其它質(zhì)
子酸的催化芳烴傅-克反應(yīng)的高效方法。
背景技術(shù)：
碳碳鍵的形成是有機化學(xué)研究的基本問題之一。傅_克反應(yīng)(Friedel-Crafts反 應(yīng))是一類重要的碳碳成鍵反應(yīng)。經(jīng)典的傅-克反應(yīng)指芳香族化合物與受酸活化的鹵代烴、 烯、醇、酰氯等試劑發(fā)生的親電取代反應(yīng)，是芳香族化合物由碳?xì)滏I形成碳碳鍵的重要方法 (G. A. Olah，F(xiàn)riedel-Crafts and Related Reactions,Wiley， New York, 1963.)。此夕卜，活潑 芳烴的碳?xì)滏I對醛、酮、亞胺、a ， P _不飽和化合物等的加成反應(yīng)也屬于傅_克反應(yīng)研究的 范疇。通常情況下，傅-克反應(yīng)采用的催化劑為常見的Lewis酸(AlCl3、FeCl3、BF3、ZnCl2等) 及質(zhì)子酸(冊、貼04、1^03等)。根據(jù)芳香族化合物中被取代氫的活性及親電試劑的種類， 通過使用適當(dāng)催化劑如過量的酸或采用特殊的反應(yīng)條件(高溫、微波等)可使反應(yīng)具有高 的選擇性禾卩產(chǎn)率。(a)G. H. Mahdavinia， S. Rostamizadeh， A. M. Amani， Z. Emdadi， Ultrason. Sonochem. 2009， 16， 7. b)A. Saini， S. Kumar， J. S. Sandhu， Synlett 2006， 1928.)。近年來， 發(fā)展新的催化劑和催化方法，實現(xiàn)高效、經(jīng)濟、溫和、高選擇性的傅-克反應(yīng)，是該領(lǐng)域的重 點研究內(nèi)容(T. B. Poulsen，K. A. Jorgensen， Chem. Rev. 2008， 108， 2903.)。作為常見的質(zhì)子 酸，氫溴酸可被用于許多酸催化下的碳碳鍵的形成反應(yīng)中。然而，迄今為止還沒有相關(guān)文獻 報導(dǎo)氫溴酸具有不同于其它質(zhì)子酸(包括其它氫鹵酸)的特殊、高效的催化作用。本發(fā)明 公開一種特別的氫溴酸(溴化氫)催化下的富電子芳烴與醛或鹵代烴的傅-克反應(yīng)，為研 究氫溴酸在碳碳鍵的形成反應(yīng)中的特殊催化機制，開發(fā)氫溴酸催化下的新反應(yīng)提供實驗依 據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種氫溴酸(溴化氫)區(qū)別于其它質(zhì)子酸的、高效催化碳碳 鍵形成的方法，涉及氫溴酸(溴化氫)催化下的富電子芳烴與醛或鹵代烴的傅-克反應(yīng)。
本發(fā)明中所使用的材料如下 酚l 呋喃2 芳胺3 吡咯4 醛5 鹵代烴6 其中，R1為氫原子；各種C「Ce烴基；連有硝基、氰基、磺酸基、羧基、C「(；烴基的烷 氧羰基、及C「C;烴基的烷氧基取代的亞甲基；芐基；苯環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、 磺酸基、羧基、Q-Q烴基、烷基為C「Ce烴基的酰基、及Q-Q烴基的烷氧羰基取代的芐基；
苯基；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、烷基為CrCe烴基的?；⒓癱「c;
5烴基的烷氧羰基取代的芳基；乙烯基；雙鍵上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、 C「Q烴基、苯基、C「Q烴基的烷氧羰基、及C「(；烴基的烷氧基取代的乙烯基；乙炔基；三
鍵上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、c「c;烴基、苯基、及c「(；烴基的烷氧羰基
取代的乙炔基；烷基為C「Ce烴基的?；?；苯甲酰基；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、
磺酸基、羧基、c「c;烴基、及c「c;烴基的烷氧羰基取代的芳甲酰基；苯磺酰基；芳環(huán)上連有
氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、Q-Q烴基、及crc4烴基的烷氧羰基取代的芳磺酰 基； 其中，R^R^R4及R5可分別為氫原子；各種C「C6烴基；連有硝基、氰基、磺酸基、羧 基、CrQ烴基的烷氧羰基、及CrC;烴基的烷氧基取代的亞甲基；節(jié)基；苯環(huán)上連有氟、氯、 溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、Q-Q烴基、及Q-Q烴基的烷氧羰基取代的芐基；苯基；芳
環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、Q-Q烴基、及Q-Q烴基的烷氧羰基取代
的芳基；乙烯基；雙鍵上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、c「c;烴基、苯基、c「(;
烴基的烷氧羰基、及C「C;烴基的烷氧基取代的乙烯基；乙炔基；三鍵上連有氟、氯、溴、碘、
硝基、氰基、磺酸基、羧基、Q-c;烴基、苯基、及Cr(;烴基的烷氧羰基取代的乙炔基；羥基；
烷基為d-Ce烴基的烷氧基；苯氧基；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、及 C「C4烴基的烷氧羰基取代的芳氧基；烷基為C「Ce烴基的烷硫基；苯硫基；芳環(huán)上連有氟、 氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、及CrC4烴基的烷氧羰基取代的芳硫基；烷基為C「Ce 烴基的酰氧基；苯甲酰氧基；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C「C;烴 基、c「c;烴基的烷氧羰基、及Q-Q烴基的烷氧基取代的芳甲酰氧基；烷基為C「Ce烴基的酰 胺基；苯甲酰胺基；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C「Q烴基、及C「Q 烴基的烷氧羰基取代的芳甲酰胺基；苯磺酰胺基；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺 酸基、羧基、Q-Q烴基、及Q-Q烴基的烷氧羰基取代的芳磺酰胺基； 另外，R2和R3及R4和R5間的虛線代表各種并環(huán)取代基，如當(dāng)R2和R3代表并苯 基時，酚1為P _萘酚，呋喃2為苯并呋喃，芳胺3為13 -萘胺，吡咯4為吲哚；當(dāng)R4和R5 代表并苯基時，酚l為a-萘酚，芳胺3為a-萘胺；l3-萘酚、e-萘胺、a-萘酚、a-萘 胺、苯并呋喃和吲哚的芳環(huán)上的氫原子可分別被以下原子或基團取代，如各種C「Ce烴基； 氟、氯、溴、碘；硝基；氰基；磺酸基；羧基；連有硝基、氰基、磺酸基、羧基、C「Q烴基的烷氧
羰基、及C「(；烴基的烷氧基取代的亞甲基；芐基；苯環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺 酸基、羧基、Q-Q烴基、及C「C;烴基的烷氧羰基取代的芐基；苯基；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、 碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、CrQ烴基、及CrC;烴基的烷氧羰基取代的芳基；乙烯基；雙
鍵上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、c「c;烴基、苯基、c「c;烴基的烷氧羰基、
及C「C4烴基的烷氧基取代的乙烯基；乙炔基；三鍵上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸 基、羧基、C「C;烴基、苯基、及Q-Q烴基的烷氧羰基取代的乙炔基；各種Q-Ce烴基的烷氧 羰基；烷基為C「Ce烴基的?；?；苯甲?；环辑h(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧 基、C「Q烴基、及Q-Q烴基的烷氧羰基取代的芳甲?；?；苯磺?；环辑h(huán)上連有氟、氯、溴、 碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、Q-Q烴基、及Q-Q烴基的烷氧羰基取代的芳磺酰基；氨基羰 基；胺基上連有各種C「C4烴基、苯基以及在苯環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、 羧基、Q-Q烴基、及Q-Q烴基的烷氧羰基取代苯基的胺基羰基； 其中，R6為各種烷基為CrC4烴基的?；?；苯甲?；?；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、羥
6基、硝基、氰基、磺酸基、羧基、q-q烴基、及q-q烴基的烷氧羰基取代的芳甲?；?；苯磺酰 基；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、羥基、硝基、氰基、磺酸基、羧基、q-q烴基、及q-q烴基的烷 氧羰基取代的芳磺?；?； 其中，R7為氫原子；各種C「Ce烴基；連有硝基、氰基、磺酸基、羧基、C「(；烴基的烷 氧羰基、及C「C;烴基的烷氧基取代的亞甲基；芐基；苯環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、 磺酸基、羧基、q-q烴基、q-q烴基的烷氧羰基、及q-q烴基的烷氧基取代的芐基；苯基； 芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、q-q烴基、及烴基的烷氧羰基取 代的芳基； 其中，R8為氫原子；各種C「Ce烴基；連有硝基、氰基、磺酸基、羧基、C^q烴基的 烷氧羰基、及C「(；烴基的烷氧基取代的亞甲基；芐基；苯環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰 基、磺酸基、羧基、q-q烴基、q-q烴基的烷氧羰基、及q-q烴基的烷氧基取代的芐基；苯
基；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、c「c;烴基、C「q烴基的烷氧羰基、
及C「q烴基的烷氧基取代的芳基；乙烯基；雙鍵上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、 羧基、C「C4烴基、苯基、C「C4烴基的烷氧羰基、及C「C4烴基的烷氧基取代的乙烯基；乙炔
基；三鍵上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C「C4烴基、苯基、及CrC4烴基的烷 氧羰基取代的乙炔基；羧基；各種C「Ce烴基的烷氧羰基；烷基為烴基的?；?；苯甲酰
基；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、c「c;烴基、C「q烴基的烷氧羰基、
及C「q烴基的烷氧基取代的芳甲?；槐交酋；?；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺
酸基、羧基、c「c;烴基、c「c;烴基的烷氧羰基、及q-q烴基的烷氧基取代的芳磺酰基；氨基
羰基；胺基上連有各種C「C4烴基、苯基以及在苯環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、羥基、硝基、氰基、
磺酸基、羧基、q-q烴基、q-q烴基的烷氧羰基、及q-q烴基的烷氧基取代苯基的胺基羰
基； 其中，R9為各種C「Ce烴基；烯丙基；雙鍵上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、 羧基、C「C4烴基、C「C4烴基的烷氧羰基、及C「C4烴基的烷氧基取代的烯丙基；節(jié)基；苯環(huán)
上連有氟、氯、溴、碘、硝基0、氰基、磺酸基、羧基、c「c;烴基、c「q烴基的烷氧羰基、及c「c4
烴基的烷氧基取代的芐基。 本發(fā)明的技術(shù)方案如下 氫溴酸(溴化氫)催化的傅-克反應(yīng)包括以下步驟和條件 反應(yīng)中所用溶劑為乙腈； 反應(yīng)中所用催化劑為氫溴酸、溴化氫； 向有機溶劑乙腈(10-15毫升)中加入以上提到的反應(yīng)物中的一種(酚1、呋喃2、 芳胺3或吡咯4) (1. 0-2. 0毫摩爾)及醛5 (1. 1毫摩爾)(或鹵代烴6 (10毫摩爾))。室溫 至回流并攪拌條件下，加入催化劑氫溴酸(0. l-1.0毫摩爾)或通入溴化氫氣體(連續(xù)通 入)，(以上數(shù)量可按比例放大)。薄層色譜監(jiān)測下使反應(yīng)進行0. 5-24小時。待反應(yīng)完成后 進行后處理分離，視不同反應(yīng)得到不同類型的傅-克反應(yīng)產(chǎn)物。產(chǎn)率視不同反應(yīng)在20-98% 之間，詳見具體實施方式
中的實施例。 相同條件下，在上述反應(yīng)中，當(dāng)以其它酸(包括鹽酸、氫碘酸、硫酸、三氟乙酸、對 甲苯磺酸、四氟硼酸及六氟磷酸)替代氫溴酸做催化劑時，反應(yīng)不能發(fā)生或僅有少量相應(yīng) 傅-克反應(yīng)產(chǎn)物生成。詳見具體實施方式
中的實施例。
7
本發(fā)明的積極效果在于在有機合成化學(xué)中，芳烴的傅_克反應(yīng)是重要的碳碳鍵 形成反應(yīng)。本發(fā)明公開了一種氫溴酸催化的芳烴的傅-克反應(yīng)，提供了一種高效、簡便的碳 碳鍵的形成方法。所確立的新催化反應(yīng)顯示出氫溴酸具有不同于其它質(zhì)子酸的高效催化活 性，為利用氫溴酸的此種特殊催化性質(zhì)，開發(fā)新類型、高效有機反應(yīng)奠定基礎(chǔ)。此外，催化劑 氫溴酸為常用市售試劑，反應(yīng)條件溫和，操作簡單，易于工藝化、工業(yè)化。
具體實施方式

實施例1 : 產(chǎn)物為芳烴與醛的2 : l加成產(chǎn)物。 在50毫升圓底燒瓶中，加入288毫克(2. 0毫摩爾)P -萘酚，166毫克(1. 1毫摩 爾)對硝基苯甲醛及9. 0毫升乙腈。室溫攪拌下，加入1. 0毫升預(yù)先配制好的氫溴酸的乙 腈溶液(濃度0. lmol/L，0. 1毫摩爾)。繼續(xù)攪拌7. 0小時至13 -萘酚反應(yīng)完全(薄層色 譜TLC監(jiān)測)。將反應(yīng)混合物傾入20毫升水中，以飽和碳酸氫鈉中和至中性。以二氯甲烷 萃取(10毫升X3)。合并有機相，以無水硫酸鎂干燥。蒸除溶劑后，剩余物經(jīng)硅膠柱層析分 離(洗脫液石油醚/乙醚=5/1)得白色固體為(4-硝基苯基)-二 (2-羥基-l-萘基) 甲烷370毫克，產(chǎn)率88%。在其它條件完全相同情況下，以溴化氫(直接通入氣體溴化氫)
替代氫溴酸做催化劑實施反應(yīng)，可得相同結(jié)果。反應(yīng)見下式
8fHQ 氫溴酸 + ^ 或溴化氫氣體 ^JJMeCN,室溫
OHN02 OH 實施例2 : 以鹽酸及硫酸替代氫溴酸做催化劑的對比實驗，產(chǎn)物為芳烴與醛的2 : l加成產(chǎn) 物 在50毫升圓底燒瓶中，加入288毫克(2. 0毫摩爾)P -萘酚，166毫克(1. 1毫 摩爾)對硝基苯甲醛，及9.0毫升乙腈。攪拌下，加入1.0毫升預(yù)先配制好的鹽酸的乙腈 溶液(濃度0. lmol/L，0. 1毫摩爾)。室溫攪拌24小時后，薄層色譜監(jiān)測僅有微量產(chǎn)物生 成。將反應(yīng)混合物傾入20毫升水中，以飽和碳酸氫鈉中和至中性。以二氯甲烷萃取(10毫 升X3)。合并有機相，以無水硫酸鎂干燥。蒸除溶劑后，剩余物經(jīng)硅膠柱層析分離(洗脫 液石油醚/乙醚=5/1)得白色固體為(4-硝基苯基)-二 (2-羥基-l-萘基)甲烷15毫 克，產(chǎn)率3.0%。回收|3-萘酚90% (當(dāng)以硫酸為催化劑時，同樣條件下得產(chǎn)物10毫克，產(chǎn) 率2.0%，回收|3-萘酚92% )。反應(yīng)見下式
<formula>formula see original document page 8</formula> 實施例3 :
以氫碘酸、六氟磷酸、對甲基苯磺酸及三氟乙酸替代氫溴酸做催化劑的對比實驗， 沒有產(chǎn)物生成 在50毫升圓底燒瓶中，加入288毫克(2. 0毫摩爾)P -萘酚，166毫克(1. 1毫摩 爾)對硝基苯甲醛，及9.0毫升乙腈。攪拌下，加入1.0毫升預(yù)先配制好的氫碘酸(或六氟 磷酸或?qū)谆交撬峄蛉宜?的乙腈溶液(濃度0. lmol/L，0. 1毫摩爾)。室溫攪拌 反應(yīng)混合物24小時后，TLC監(jiān)測沒有反應(yīng)發(fā)生。100%回收對硝基苯甲醛。反應(yīng)見下式
氫碘酸 或六氟磷酸 或?qū)谆交撬?或三氟乙酸
入1
MeCN，室溫
.水
里特反應(yīng)
OH 實施例4 :產(chǎn)物為芳烴與醛的l : i加成產(chǎn)物在乙腈溶劑中又連續(xù)發(fā)生-(Ritter反應(yīng))而形成的產(chǎn)物(簡稱傅_克_里特產(chǎn)物)。 在50毫升圓底燒瓶中，加入288毫克(2. 0毫摩爾)P -萘酚，123毫克(1. 1毫 摩爾)環(huán)己基甲醛，及10毫升乙腈。攪拌下，加入O. 12毫升氫溴酸的水溶液(質(zhì)量濃度 46%，1.0毫摩爾)。室溫攪拌反應(yīng)混合物，反應(yīng)過程中有白色固體析出。0. 5小時后，TLC 監(jiān)測P -萘酚反應(yīng)完全。過濾得白色固體，以飽和碳酸氫鈉水溶液、水各洗滌一次，晾干。得 N-(環(huán)己基(2-羥基-l-萘基)甲基)乙酰胺291毫克，產(chǎn)率98%。反應(yīng)見下式
氫溴酸 MeCN，室溫

> // 面 《—
OH
實施例5 :
產(chǎn)物為芳烴與醛的2:i加成產(chǎn)物及傅-克-里特產(chǎn)物。
在50毫升圓底燒瓶中，加入444毫克(2. 0毫摩爾)6-溴-13 -萘酚，166
凍(1. 1
毫摩爾)對硝基苯甲醛，及9. 0毫升乙腈。攪拌下，加入1. 0毫升預(yù)先配制好的氫溴酸的乙 腈溶液(濃度0. lmol/L， 0. 1毫摩爾)。回流攪拌24小時后，TLC監(jiān)測6-溴-P -萘酚反應(yīng) 完全。將反應(yīng)混合物傾入20毫升水中，以飽和碳酸氫鈉中和至中性。以二氯甲烷萃取(10 毫升X3)。合并有機相，以無水硫酸鎂干燥。蒸除溶劑后，剩余物經(jīng)硅膠柱層析分離(洗脫 液石油醚/乙醚=6/1)得白色固體為(4-硝基苯基)-二 (2-羥基-6-溴-1-萘基)甲 烷300毫克，產(chǎn)率52X及N-((6-溴-2-羥基-l-萘基)(4-硝基苯基)甲基)乙酰胺87毫 克，產(chǎn)率21%。反應(yīng)見下式
實施例6: 產(chǎn)物為芳烴與醛的2 : l加成產(chǎn)物。 在50毫升圓底燒瓶中，加入316毫克(2.0毫摩爾)P-萘酚甲醚，166毫克(1. 1 毫摩爾)對硝基苯甲醛，及9.0毫升乙腈。攪拌下，加入1.0毫升預(yù)先配制好的氫溴酸的乙 腈溶液(濃度0. lmol/L，0. 1毫摩爾)。室溫攪拌24小時后，TLC監(jiān)測P -萘酚甲醚反應(yīng) 完全。將反應(yīng)混合物傾入20毫升水中，以飽和碳酸氫鈉中和至中性。以二氯甲烷萃取(IO 毫升X3)。合并有機相，以無水硫酸鎂干燥。蒸除溶劑后，剩余物經(jīng)硅膠柱層析分離(洗 脫液石油醚/乙醚=6/1)得白色固體為(4-硝基苯基)-二 (2-甲氧基-l-萘基)甲烷 314毫克，產(chǎn)率70%。反應(yīng)見下式
實施例7 : 產(chǎn)物為芳烴與醛的兩種2 : l加成產(chǎn)物。 在50毫升圓底燒瓶中，加入288毫克(2. 0毫摩爾)a -萘酚，154毫克(1. 1毫摩 爾)對氯苯甲醛，及9.0毫升乙腈。攪拌下，加入1.0毫升預(yù)先配制好的氫溴酸的乙腈溶液 (濃度0. lmol/L，0. 1毫摩爾)。室溫攪拌5. 0小時后，TLC監(jiān)測a -萘酚反應(yīng)完全。將反 應(yīng)混合物傾入20毫升水中，以飽和碳酸氫鈉中和至中性。以二氯甲烷萃取(10毫升X3)。 合并有機相，以無水硫酸鎂干燥。蒸除溶劑后，剩余物經(jīng)硅膠柱層析分離(洗脫液石油醚 /乙醚=6/1)得兩種白色固體，(4-氯苯基)-二 (l-羥基-2-萘基)甲烷209毫克，產(chǎn)率 51%及4-((4-氯苯基)(1-羥基-2-萘基)甲基)1_萘酚70毫克，產(chǎn)率17%。反應(yīng)見下 式 對比實驗相同條件下，以鹽酸為催化劑時，反應(yīng)24小時后得(4-氯苯基)-二 (l-羥基-2-萘基)甲烷，產(chǎn)率11%。以氫碘酸作催化劑時，反應(yīng)24小時未檢測到反應(yīng)發(fā) 生。反應(yīng)見下式<formula>formula see original document page 10</formula>
實施例8 : 產(chǎn)物為芳烴與醛的2 : l加成產(chǎn)物。 在50毫升圓底燒瓶中，加入288毫克(2. 0毫摩爾)a -萘酚，O. 12毫升乙醛水溶 液(濃度40%， 1. 1毫摩爾)，及9. 0毫升乙腈。攪拌下，加入1. 0毫升預(yù)先配制好的氫溴 酸的乙腈溶液(濃度0. lmol/L，0. 1毫摩爾)?；亓鲾嚢?4小時后，將反應(yīng)混合物傾入20 毫升水中，以飽和碳酸氫鈉中和至中性。以二氯甲烷萃取(10毫升X3)。合并有機相，以無 水硫酸鎂干燥。蒸除溶劑后，剩余物經(jīng)硅膠柱層析分離(洗脫液石油醚/乙醚=5/1)得 白色固體為2，2' -二 (l-羥基-2-萘基)乙烷110毫克，產(chǎn)率35%。反應(yīng)見下式
實施例9 : 產(chǎn)物為芳烴與醛的傅_克_里特產(chǎn)物。 在50毫升圓底燒瓶中，加入216毫克(2.0毫摩爾)對甲基苯酚，151毫克(1.0 毫摩爾)對硝基苯甲醛，及10毫升乙腈。攪拌下，加入O. 12毫升氫溴酸的水溶液(質(zhì)量濃 度46%，1.0毫摩爾)。加熱回流反應(yīng)混合物。隨著反應(yīng)的進行，有固體析出。15小時后， TLC監(jiān)測對硝基苯甲醛反應(yīng)完全。停止反應(yīng)，反應(yīng)混合物經(jīng)過濾得白色固體，再經(jīng)飽和碳酸 氫鈉、水洗滌，晾干后得N-((2-羥基-5-甲基苯基)(4-硝基苯基)甲基)乙酰胺210毫克， 產(chǎn)率70%。 對比實驗相同條件下，以鹽酸作催化劑時，反應(yīng)24小時未檢測到產(chǎn)物的生成。以
氫碘酸作催化劑時，反應(yīng)24小時得相同產(chǎn)物，產(chǎn)率25%。反應(yīng)見下式 實施例10 : 產(chǎn)物為芳烴與醛的傅_克_里特產(chǎn)物。 在50毫升圓底燒瓶中，加入370毫克(2.0毫摩爾)乙酰P-萘胺，151毫克(1.0 毫摩爾)對硝基苯甲醛，及IO毫升乙腈。攪拌下，加入O. 12毫升氫溴酸的水溶液(質(zhì)量濃 度46%， 1. 0毫摩爾)。加熱回流反應(yīng)混合物。隨著反應(yīng)的進行，有固體析出。9. 0小時后， TLC監(jiān)測對硝基苯甲醛反應(yīng)完全。停止反應(yīng)，反應(yīng)混合物經(jīng)過濾得白色固體，再經(jīng)飽和碳酸 氫鈉、水洗滌，晾干后得N-(l-(羥基(4-硝基苯基)甲基)-2-萘基)乙酰胺161毫克，產(chǎn) 率48%。 對比實驗相同條件下，以鹽酸為催化劑時，產(chǎn)率8.0%。以氫碘酸作催化劑時，反
應(yīng)24小時未檢測到產(chǎn)物的生成。反應(yīng)見下式
11
實施例11 : 產(chǎn)物為芳烴與鹵代烴的傅_克烷基化產(chǎn)物。 在50毫升圓底燒瓶中，加入144毫克(l.O毫摩爾)P-萘酚，O. 5毫升(10毫摩 爾)碘甲烷，及10毫升乙腈。攪拌下，加入O. 12毫升的氫溴酸水溶液(質(zhì)量濃度46%， 1. 0毫摩爾)。在6(TC下反應(yīng)10小時后，TLC監(jiān)測13 -萘酚反應(yīng)完全。將反應(yīng)混合物傾入 20毫升水中，以飽和碳酸氫鈉中和至中性。以二氯甲烷萃取(IO毫升X3)。合并有機相， 以無水硫酸鎂干燥。蒸除溶劑后，剩余物經(jīng)硅膠柱層析分離(洗脫液石油醚)得無色液體 為1-甲基-|3-萘酚80毫克，產(chǎn)率51%。
實施例12 : 產(chǎn)物為芳烴與烯丙基型鹵代物的傅_克烷基化產(chǎn)物進而碘代環(huán)合生成的二氫苯 并呋喃類產(chǎn)物。 在50毫升圓底燒瓶中，加入144毫克(l.O毫摩爾)P-萘酚，1.68克(IO毫摩爾) 烯丙基碘，及IO毫升乙腈。攪拌下，加入O. 12毫升的氫溴酸水溶液(質(zhì)量濃度46%， 1.0 毫摩爾)。在6(TC下反應(yīng)8. 0小時后，TLC監(jiān)測13 -萘酚反應(yīng)完全。將反應(yīng)混合物傾入20 毫升水中，以飽和碳酸氫鈉中和至中性。以二氯甲烷萃取(IO毫升X3)。合并有機相，以 無水硫酸鎂干燥。蒸除溶劑后，剩余物經(jīng)硅膠柱層析分離(洗脫液石油醚)得無色液體為 2-(碘甲基)-l，2-二氫萘[2，1]并呋喃217毫克，產(chǎn)率70%。 對比實驗與上述步驟相比較，在試劑用量相同情況下，以鹽酸作催化劑時，回流 條件下反應(yīng)24小時仍未檢測到反應(yīng)發(fā)生；以氫碘酸作催化劑時，回流條件下反應(yīng)24小時僅
檢測到痕量目標(biāo)產(chǎn)物生成。反應(yīng)見下式
OH
1權(quán)利要求
一種氫溴酸(溴化氫)催化芳烴的傅-克反應(yīng)方法，其特征是使用的材料如下酚1呋喃2芳胺3吡咯4醛5鹵代烴6其中，R1為氫原子；各種C1-C6烴基；連有硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基的烷氧羰基、及C1-C4烴基的烷氧基取代的亞甲基；芐基；苯環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、烷基為C1-C6烴基的酰基、及C1-C4烴基的烷氧羰基取代的芐基；苯基；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、烷基為C1-C6烴基的酰基、及C1-C4烴基的烷氧羰基取代的芳基；乙烯基；雙鍵上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、苯基、C1-C4烴基的烷氧羰基、及C1-C4烴基的烷氧基取代的乙烯基；乙炔基；三鍵上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、苯基、及C1-C4烴基的烷氧羰基取代的乙炔基；烷基為C1-C6烴基的酰基；苯甲?；环辑h(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、及C1-C4烴基的烷氧羰基取代的芳甲?；?；苯磺酰基；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、及C1-C4烴基的烷氧羰基取代的芳磺酰基；其中，R2、R3、R4及R5可分別為氫原子；各種C1-C6烴基；連有硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基的烷氧羰基、及C1-C4烴基的烷氧基取代的亞甲基；芐基；苯環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、及C1-C4烴基的烷氧羰基取代的芐基；苯基；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、及C1-C4烴基的烷氧羰基取代的芳基；乙烯基；雙鍵上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、苯基、C1-C4烴基的烷氧羰基、及C1-C4烴基的烷氧基取代的乙烯基；乙炔基；三鍵上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、苯基、及C1-C4烴基的烷氧羰基取代的乙炔基；羥基；烷基為C1-C6烴基的烷氧基；苯氧基；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、及C1-C4烴基的烷氧羰基取代的芳氧基；烷基為C1-C6烴基的烷硫基；苯硫基；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、及C1-C4烴基的烷氧羰基取代的芳硫基；烷基為C1-C6烴基的酰氧基；苯甲酰氧基；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、C1-C4烴基的烷氧羰基、及C1-C4烴基的烷氧基取代的芳甲酰氧基；烷基為C1-C6烴基的酰胺基；苯甲酰胺基；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、及C1-C4烴基的烷氧羰基取代的芳甲酰胺基；苯磺酰胺基；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、及C1-C4烴基的烷氧羰基取代的芳磺酰胺基；另外，R2和R3及R4和R5間的虛線代表各種并環(huán)取代基，如當(dāng)R2和R3代表并苯基時，酚1為β-萘酚，呋喃2為苯并呋喃，芳胺3為β-萘胺，吡咯4為吲哚；當(dāng)R4和R5代表并苯基時，酚1為α-萘酚，芳胺3為α-萘胺；β-萘酚、β-萘胺、α-萘酚、α-萘胺、苯并呋喃和吲哚的芳環(huán)上的氫原子可分別被以下原子或基團取代，如各種C1-C6烴基；氟、氯、溴、碘；硝基；氰基；磺酸基；羧基；連有硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基的烷氧羰基、及C1-C4烴基的烷氧基取代的亞甲基；芐基；苯環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、及C1-C4烴基的烷氧羰基取代的芐基；苯基；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、及C1-C4烴基的烷氧羰基取代的芳基；乙烯基；雙鍵上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、苯基、C1-C4烴基的烷氧羰基、及C1-C4烴基的烷氧基取代的乙烯基；乙炔基；三鍵上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、苯基、及C1-C4烴基的烷氧羰基取代的乙炔基；各種C1-C6烴基的烷氧羰基；烷基為C1-C6烴基的?；?；苯甲?；?；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、及C1-C4烴基的烷氧羰基取代的芳甲?；?；苯磺?；?；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、及C1-C4烴基的烷氧羰基取代的芳磺?；?；氨基羰基；胺基上連有各種C1-C4烴基、苯基以及在苯環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、及C1-C4烴基的烷氧羰基取代苯基的胺基羰基；其中，R6為各種烷基為C1-C4烴基的?；?；苯甲酰基；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、羥基、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、及C1-C4烴基的烷氧羰基取代的芳甲酰基；苯磺?；环辑h(huán)上連有氟、氯、溴、碘、羥基、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、及C1-C4烴基的烷氧羰基取代的芳磺?；黄渲?，R7為氫原子；各種C1-C6烴基；連有硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基的烷氧羰基、及C1-C4烴基的烷氧基取代的亞甲基；芐基；苯環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、C1-C4烴基的烷氧羰基、及C1-C4烴基的烷氧基取代的芐基；苯基；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、及C1-C4烴基的烷氧羰基取代的芳基；其中，R8為氫原子；各種C1-C6烴基；連有硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基的烷氧羰基、及C1-C4烴基的烷氧基取代的亞甲基；芐基；苯環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、C1-C4烴基的烷氧羰基、及C1-C4烴基的烷氧基取代的芐基；苯基；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、C1-C4烴基的烷氧羰基、及C1-C4烴基的烷氧基取代的芳基；乙烯基；雙鍵上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、苯基、C1-C4烴基的烷氧羰基、及C1-C4烴基的烷氧基取代的乙烯基；乙炔基；三鍵上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、苯基、及C1-C4烴基的烷氧羰基取代的乙炔基；羧基；各種C1-C6烴基的烷氧羰基；烷基為C1-C6烴基的?；?；苯甲?；环辑h(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、C1-C4烴基的烷氧羰基、及C1-C4烴基的烷氧基取代的芳甲?；?；苯磺?；?；芳環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、C1-C4烴基的烷氧羰基、及C1-C4烴基的烷氧基取代的芳磺?；?；氨基羰基；胺基上連有各種C1-C4烴基、苯基以及在苯環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、羥基、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、C1-C4烴基的烷氧羰基、及C1-C4烴基的烷氧基取代苯基的胺基羰基；其中，R9為各種C1-C6烴基；烯丙基；雙鍵上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、C1-C4烴基的烷氧羰基、及C1-C4烴基的烷氧基取代的烯丙基；芐基；苯環(huán)上連有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C1-C4烴基、C1-C4烴基的烷氧羰基、及C1-C4烴基的烷氧基取代的芐基；溶劑為乙腈；催化劑為氫溴酸、溴化氫；具體步驟、條件如下向10-15毫升有機溶劑乙腈中加入1.0-2.0毫摩爾以上提到的反應(yīng)物酚1、呋喃2、芳胺3或吡咯4中的一種及1.1毫摩爾醛5或10毫摩爾鹵代烴6，室溫至回流條件下攪拌，加入0.1-1.0毫摩爾催化劑氫溴酸或連續(xù)通入溴化氫氣體，以上數(shù)量可按比例放大，薄層色譜監(jiān)測下使反應(yīng)進行0.5-24小時，待反應(yīng)完成后進行后處理分離，視不同反應(yīng)得到不同類型的傅-克反應(yīng)產(chǎn)物，產(chǎn)率視不同反應(yīng)在20-98％之間。F2009102177984C0000011.tif
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征是在50毫升圓底燒瓶中，加入288毫克e-萘 酚，166毫克對硝基苯甲醛及9. 0毫升乙腈，室溫攪拌下，加入1. 0毫升濃度0. lmol/L氫溴 酸的乙腈溶液，繼續(xù)攪拌7. 0小時至13 -萘酚反應(yīng)完全，將反應(yīng)混合物傾入20毫升水中，以 飽和碳酸氫鈉中和至中性，以二氯甲烷萃取10毫升X3，合并有機相，以無水硫酸鎂干燥， 蒸除溶劑后，剩余物經(jīng)硅膠柱層析分離，洗脫液石油醚/乙醚=5/1，得白色固體為(4-硝 基苯基)-二 (2-羥基-l-萘基)甲烷370毫克，產(chǎn)率88% ;在其它條件完全相同情況下， 直接通入氣體溴化氫替代氫溴酸做催化劑實施反應(yīng)，可得相同結(jié)果，反應(yīng)見下式<formula>formula see original document page 4</formula>
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征是在50毫升圓底燒瓶中，加入288毫克13 -萘 酚，123毫克環(huán)己基甲醛，及10毫升乙腈，攪拌下，加入0. 12毫升質(zhì)量濃度為46%的氫溴酸 的水溶液，，室溫攪拌反應(yīng)混合物，反應(yīng)過程中有白色固體析出，0. 5小時后，TLC監(jiān)測13 -萘 酚反應(yīng)完全，過濾得白色固體，以飽和碳酸氫鈉水溶液、水各洗滌一次，晾干，得N-(環(huán)己基 (2-羥基-l-萘基)甲基)乙酰胺291毫克，產(chǎn)率98%，反應(yīng)見下式<formula>formula see original document page 4</formula>
全文摘要
本發(fā)明屬于有機合成化學(xué)的技術(shù)，涉及一種氫溴酸區(qū)別于其它質(zhì)子酸的催化芳烴傅-克反應(yīng)的高效方法。本發(fā)明公開了以氫溴酸(溴化氫)為催化劑的傅-克反應(yīng)，提供了一種高效、簡便的碳碳鍵的形成方法。所確立的新催化反應(yīng)顯示出氫溴酸具有不同于其它質(zhì)子酸的高效催化活性，視不同反應(yīng)得到不同類型的傅-克反應(yīng)產(chǎn)物。產(chǎn)率在20-98％之間，為利用氫溴酸的特殊催化性質(zhì)，開發(fā)新類型、高效有機反應(yīng)奠定基礎(chǔ)。催化劑氫溴酸為常用市售試劑，反應(yīng)條件溫和，操作簡單，易于工藝化、工業(yè)化。
文檔編號C07C39/38GK101704700SQ200910217798
公開日2010年5月12日 申請日期2009年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月28日
發(fā)明者劉群, 劉穎杰, 王芒, 袁紅娟 申請人:東北師范大學(xué)