[发明专利]采用钯/碳与冠醚复合催化合成联苯类化合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及联苯类化合物的合成领域。

背景技术

联苯类化合物结构广泛存在于天然产物中，如萜(terpenes)，木脂素(lignans)，黄酮类化合物(flavonoids)，肽(petides)和生物碱(alkaloids)中。许多联苯类化合物具有一定的生物活性，如能显著降低血清谷丙转氨酶，减轻肝脏病理损伤和增强肝脏解毒功能等。同时联苯结构也是农药和染料等常见结构单元，其中聚芳烃由于其特殊的物理和电子特性，已被用作有机导体、半导体和液晶材料。由于联苯类化合物具有这些功能越来越受到广泛的关注，因此采用新的合成方法能够高效、快捷且低成本的合成联苯类化合物已经成为了许多科研工作者的工作课题。

碳-碳键的形成是最基础的有机化学反应过程之一，是从简单前体形成复杂分子的关键步骤。日本著名科学家铃木章发明的Suzuki偶联反应是制备联苯类化合物的重要方法之一，该反应实现了由卤代芳烃与芳基硼酸进行交叉偶联形成新的碳-碳键来合成联苯类化合物。近年来，该反应在机理研究、底物扩展、催化剂和催化体系的创新等方面取得了重要进展。该催化反应不仅反应条件温和，而且具有高度化学的、立体的和区域的选择性，在有机合成中得到了广泛的应用。在该反应中钯的配合物是常用催化剂团，钯属于d¹⁰过渡金属，钯配合物在催化反应时容易发生氧化加成使反应底物活化，再通过还原消除获得联苯产物，从而完成催化循环。同时钯的配合物也广泛用于催化C-C键、C-N键、C-S键、C-P键和C-O键等的形成，使过去一些用常规方法难以实现的反应得以完成。尽管钯的配合物在催化Suzuki偶联反应己取得较大的发展，但还存在下述问题：一是通常需要使用大位阻、富电子的有机配体，这些有机配体的合成步骤繁杂不易获得，价格高昂；二是使用大量易挥发、有毒的有机溶剂而导致环境污染。

因此，探索无需外加配体、操作简单、高效且环境友好的钯催化Suzuki偶联反应体系来合成联苯化合物成为了有重要意义研究课题。

1994年，Marck等(Tetrahedron Lett.1994，35，3277)首次报道了Pd/C催化的Suzuki偶联反应，是以溴代芳烃和三氟磺酸酯为底物，反应收率大于80％，但是需要加入PhP₃作为配体，并且温度要求较高；2001年，Sun等(Org.Lett.，2001，3，1555)在Marck等工作的启发下，以N，N-二甲基乙酰胺(DMA)的水溶液为溶剂深入研究了不加膦配体的Pd/C催化体系催化氯代芳烃参与的Suzuki偶联反应，研究表明带有吸电子基的氯代芳烃的反应收率可达79％以上，但带有给电子基的氯代芳烃的反应收率则不高；随后2002年，等(Synlett 2002，1118)进一步对不加配体的Pd/C催化剂催化的溴代芳烃和氯代芳烃的Suzuki偶联反应进行了研究，通过在有机溶剂中加入一定比例的水，得到了较高的反应收率，但是反应温度需要100℃；2005年Sajiki等(Synthesis 2005，537和Synthesis 2005，852)采用工业上用的10％的Pd/C作催化剂，以乙醇/水为溶剂，碳酸钠为碱，室温下就可催化溴代芳烃与芳基硼酸的反应，得到目标产物收率＜95％。

但是现有技术采用Pd/C催化的Suzuki偶联反应中使用的Pd/C催化剂不能实现可循环使用，生产联苯类化合物的成本高，且联苯类化合物的收率不能达到大于95％的问题。

发明内容

本发明要解决现有技术采用Pd/C催化的Suzuki偶联反应中使用的Pd/C催化剂不能实现可循环使用，生产联苯类化合物的成本高，且联苯类化合物的收率不能达到大于95％的问题，而提供一种采用钯/碳与冠醚复合催化合成联苯类化合物的方法。