（有机化学专业论文）钯催化炔烃和烯烃羰基化反应研究.pdf

摘要 本论文主要研究了温和条件下，通过炔烃和烯烃羰基化反应合成 3 卤丙烯酸酯及其衍生物，以及钯催化的2 一炔基苯酚及衍生物选择性 环化合成2 一取代和2 ，3 一二取代苯并呋喃。本次研究的主要目的：( a ) 利用丰富的一氧化碳，发展“一碳”化学，为有机合成化学探索优良 的合成途径，提供优良的中间体；( b ) 研究和发展过渡金属钯和铜催 化体系p d x 。c u x ：新的催化领域，发展了钯在有合成化学中应用的新 规律和现象；( c ) 探索炔烃和烯烃羰基化反应新现象；( d ) 以邻一碘 苯酚为底物，合成简明合成一系列具有生物活性化合物，如苯并呋喃 类和苯并吡喃酮类天然化合物。 1 介绍一种在有机钯催化下，选择合成( z ) 一3 一卤丙烯酸酯类化 合物的方法。在催化量有机钯和5 当量铜盐存在下，末端炔烃选择性 的得到中等以上收率的( z ) 一3 一卤丙烯酸酯类产物。结果显示溶剂对该 羰基化反应的化学选择性和立体选择性有关键性的影响。 2 介绍了在温和条件下，在有机钯催化下，( d 一二碘烯烃和醇 发生羰基化反应合成的3 一卤丙烯酸酯和马来酸二醋合成方法，在催 化量的氯化钯和3 当量氯化铜存在下，能选择性得到中等收率 - 3 - 氯丙烯酸酯类和马来酸酯产物。值得提出的是( d 一二碘烯烃在 转化为马来酸酯产物过程中，构势由反势转化为顺势。 3 提供了一种新奇和选择性合成2 取代苯并呋喃和3 一卤苯并 呋哺的方法。在5m 0 1 p d x ：( x = c l ，b r ) 催化下，2 一炔基苯酚及衍生 物能顺利环化得到高产率的苯并呋喃。而当催化体系变为p d x 。c u x ：( x = c l ，b r ) ，在0 2 当量的h n ( e t ) 。i 氨盐的助催化下，能高选择性得 到3 一卤苯并呋喃，对这两种反应的可能机理也进行了探讨 关键词：卤化钯，卤化铜，h n ( e t ) 。i ，环化，羰基化反应 a b s t r a c t t h i sd i s s e r t a t i o nr e p o r t e dp a l l a d i u m c a t a l y z e d c a r b o n y l a t i o no fa c e t y l e n e s o ra l k e n e s ，a n dp a l l a d i u m c a t a l y z e dr e p r e n s e n t e da n n u l a t i o no f2 - a l k y n ) r l p h e n 0 1t os y n t h e s i z e 2 - s u b s t i t u t e db e z o b f u r a na n d2 - s u b s t i t u t e d 一3 一h a l o b e z o b - f u r a nu n d e rs o m em i l dc o n d i t i o n s w ee x p e c t e dt o ( a ) u s ea b u n d a n tr e s o u r c eo fc a r b o nm o n o x i d ea n dc a r b o nd i o x i d e t od e v e l o pc 一1c h e m i s t r y ( b ) d i s c o v e rn e wp h e n o m e n aa n dn e wr u l e so ft h ep a l l a d i u m c a t a l y z e dc a r b o n y l a t i o n o fa c e t y l e n e sa n da l k e n e s ( c ) f i n ds o m en e wr o u t e st os y n t h e s i z eb e z o b f u r a n ，ak i n d o fi m p o r t a n tn a t u r a lp r o d u c ta n dr e c u r r i n gf u n c t i o n a lg r o u p 1 ag e n e r a la n ds e l e c t i v ep a l l a d i u m - e a t a l y z e dc a r b o n y l a t i o n o ft e r m i n a l a l k y n e s m e t h o df o rt h e s y n t h e s i s o f ( 功一3 一h a l o a c r y l a t e s i s p r e s e n t e d i nt h e p r e s e n c e o fa c a t a l y t i ca m o u n to fp d x 2a n d5e q u i vo fc u x 2 ( x = c 1a n db r ) t e r m i n a la l k y n e sw e r ec a r b o n y l a t e dt oa f f o r dt h ec o r r e s p o n d i n g ( 力一3 一h a l o a c r y l a t e se x c l u s i v e l y i nm o d e r a t et og o o dy i e l d s t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ee f f e c to fs o l v e n th a daf u n d a m e n t a l i n f l u e n c eo nt h ec h e m o s e l e c t i v i t ya n ds t e r e o s e l e c t i v i t yo ft h e p a l l a d i u m c a t a l y z e dc a r b o n y l a t i o nr e a c t i o n 2 am i i da n ds e l e c t i v ep a l l a d i u m c a t a l y z e dc a r b o n y l a t i o n o f ( d 一1 ，2 一d i i o d o a l k e n e sp r o t o c o l f o rt h e s y n t h e s i s o f ( 励- 3 一i o d o a c r y l a t e e s t e r sa n dm a l e i cd i e s t e r sh a sb e e n d e v e l o p e d i nt h e p r e s e n c e o fp d c l 2 ，c u c l ， a n d c o ， ( 历一3 - i o d o a c r y l a t e e s t e r sa n dm a l e i ed i e s t e r sw e r eo b t a i n e d s e l e c t i v e l yi nm o d e r a t ey i e l d s i t i sn o t e w o r t h yt h a tac l e a n i n v e r s i o no f c o n f i g u r a t i o n t a k e s p l a c e p a l i a d i u m c a t a l y z e dd i c a r b o n y l a t i o no f ( 甸一i ，2 - d i i o d o a l k e n e sp r o c e d u r e 3 an o v e la n d s e l e c t i v em e t h o df o rt h es y n t h e s i so f 2 - s u b s t i t u t e db e n z o 明f u r a n sa n d2 - s u b s t i t u t e d 3 - h a l o b e n z o 明f u r a n sw a sp r e s e n t e d i nt h ep r e s e n c eo f5m 0 1 o fp d x “2 - s u b s t i t u t e db e n z o 明f u r a n sw e r ei s o l a t e di ng o o d y i e l d s ，w h e r e a s i nt h ep r e s e n c eo f5m 0 1 o fp d x 2 ，3e q u i vo f c u x 2 ，a n d0 2e q u i vo fh g t 3 n l ，2 - s u b s t i t u t e d3 - h a l o b e n z o 明 f u r a n sw e r e s e l e c t i v e l y o b t a i n e da st h e m a j o rp r o d u c t s m e c h a n i s mo ft h er e a c t i o nw a sa l s od i s c u s s e d k e y w o r d s ：p d x 2 一c u x 2 ( x = c l ，b r ) ，c a r b o n y l a t i o n ，h n ( e t ) 3 i ，a n n u l a - t i o n 第一章过渡金属催化的炔烃和烯烃羰基化反应 o h a p t e r l t r a n sit jo n m e t aio a t ai y z e do a r b o n y ia tio n o fa i k y n ea n da ik e n e 摘要羰基化反应反应是一个历史悠久的反应，现在已实现了工业 化生产，为人们生活提供了数以万吨羰基产品。当前，它仍是一个 非常有潜力，有挑战的领域，每年有大量文献报道其新的进展。本 章主要介绍了近几年过渡金属催化的炔烃和烯烃羰基化反应的最新 进展，包括：( 1 ) 氢甲酰化反应；( 2 ) 炔烃和烯烃分别与醇或氨的羰 基化反应；( 3 ) 炔烃和烯烃与有机金属化合物的羰基化反应。 关键词：过渡金属，炔烃，烯烃，羰基化反应 a b s t r a c t ：t h ec a r b o n y l a t i o nr e a c t i o nh a sb e c o m eo n eo ft h em o s t i m p o r t a n t m e t h o d sf o rt h e i n d u s t r y a n d l a b o r a t o r y t h i s c h a p t e rm a i n l yi n c l u d e s ( i ) h y d r o f o r m y l a t i o n ：( i i ) t r a n s i t i o n m e t a l c a t a l y z e dc a r b o n y l a t i o n o fa l k y n e sa n da l k e n e sw i t h a l c o h o l sa n da m i n e s ，r e s p e c t i v e l y ：( i ii ) c a r b o n y l a ti o no f a l k y n e s a n da l k e n e sw i t ho r g a n o m e t a l sa n dc o k e y w o r d s ：t r a n s i t i o n m e t a l ， a l k y n e a n da l k e n e c a r b o n y l a t i o n 1 1前言 羰基化反应( c a r b o n y l a t i o n ) 通常指在炔烃，烯烃，卤代烃等 有机化合物引入羰基的反应。白1 9 3 8 年r o e l e n 等报道这种反应以 来“h “，它己成为工业上一个重要的催化反应。通常，在过渡金属的 催化下，炔烃，烯烃，c o 亲核试剂( 如，醇，氨，氢气和有机金属 化合物) 生成含羰基的化合物。钻，铑和钌等过渡金属催化剂，在 羰基化反应中运用比较早，有些已经实现了工业化，如氢和、甲酰 反应( h y d r o f o r m ) r l a t i o n ) 。虽然这些催化剂研究比较成熟，但现在 依然有一些新的进展被报道。 钯催化羰基化反应研究起步较晚，在近一二十年才兴起。随研 究的深入，已发展成一个具有蓬勃生机的领域。炔烃和烯烃羰基化 反应种类、方式繁多，但根据反应底物进行分类，大体上可分为：( 1 ) 与h 2 ，c o 反应；( 2 ) 与醇，氨，c 0 反应；( 3 ) 与有机金属反应 式 1 。 o r r1m = = = r 1 c o p r o d u c t s ( 1 ) m 2 h 2 ；r o h ，r n h 2 ；r z n c i b u 3 s n r 1 2 氢甲酰反应( h y d r o f o r m y l a t i o n ) 从r o e l e n 等报道此反应以来。3 ，经过半个世纪的发展，已经成 为一个重要的开发研究领域。现在每年大约7 0 0 0 万吨的羰基产品利 用这种方法生产，随着人们对催化合成技术要求日益提高，氢甲酰 化不断向不对称方向转移。t 9 7 2 年，s c h e l t 等报道了利用手性 s c h i f f 碱一钴络合物催化了第一例不对称氢甲酰化“1 ，从此以后，数 以万记的磷和氨配体，在氢甲酰化中取得了良好的效果。例如1 9 9 9 年，l e i t t u e r 等首次合成了用于氢甲酰化反应的全氟烃基取代配体 ( r ，s ) - 3 一h “f b i n n a p h o s ( a ) 在压缩的c 0 。环境和毒性溶剂中，获得 很高区域和对映选择性的氢甲酰化产品拍】 式2 。 r ，胪 卜r ， 氢甲酰化催化体系的重复利用问题，一直是实现大规模生产关 键。a l p e r 等最近报道了树状的p a m a a 络和物负载到硅胶上陆1 ，具有 很高的重复催化性能 式3 。 r 1 e + r 2 0 h + c o n o p o l a rs o l v e n t 1 5 0p s i ，”5 0 c 1 3 炔烃和烯烃分别与醇或氨的羰基化反应 炔烃，烯烃与醇和氨反应是得到酯和酰氨的重要途径，在研究 的早期，1 9 8 0 年，t s u j i 等报道了以醇为溶剂，氯化钯和氯化铜为 催化剂，在碱醋酸钠的存在下，成功的得到了炔酸酯n 1 。l a r o c k 等 在1 9 7 8 年报道了使用氯化汞，氯化钯，氯化锂，在四氢呋喃溶剂中， q 一炔醇羰基化成环形成五元环内酯呻1 。 最近，l a r o c k 等又报道了利用p d ( o a c ) ：n b u 。n c l 催化体系， 实现了邻一碘苯酚与不活泼的中间炔烃和c o 进行羰基化反应，成环 生成重要的药物中间体3 ，4 一二取代苯并呋喃酮阳1 式4 。 r 2 r 艇h 一”c 。一泼3 0 叫 r 0hc 分子内羰基化反应能环化得到内酯，麻生明等利用p d c i z c u c lz 催化体系，顺利催化炔醇环化生成对映选择高张力较大类似青霉 素和头孢类药物中内酯环“叩 式5 。 c i ：精r 。+ c o r ，寸一r 3 + r 。 c u c l 2 p d c l 2 黔矿民 o 弋 在其报道的反应中，活泼的中间体3 一氯丙烯酯类化合物以很高 收率得到。同样，关于3 一卤丙烯酯类化合物的合成，最近，李金恒 等也进行了报道1 ，利用p d x ：一c u x 。( x = b r ，c 1 ) 催化体系，实现了末端 炔烃顺利羰基化得到3 一卤丙烯酯类化合物的合成 式6 。 。一 ! ! ! 堕! ! 羔r 彳h c or o h r 一+ + 面对i 而一x 广飞。鲫( 6 ) 12 d c e 。r t 5h ( 刁。3 - 1 9 r = a l k y l ，a r y l r 。= m e 。n - b u ，- p r 。t - b u x = c i ，b r 联烯醇环化能得到五元环内酯，t a k a h a s h i 等报道利用r h 。( c 0 ) ，。 在三乙氨溶剂中，联烯醇环化高收率得到五元内酯环“” 式7 。 r 3月1 产气 ( ) n r 2 o h r h 4 ( c o ) 1 2 1 4 炔和烯分别与有机会属化合物和c o 进行的羰基化反应 有机锡和锌在金属有机中，占据着重要的地位，特别在偶联反应 中，已有很长的研究历史。最近，o r i t o 等报道利用有机锌与烯酮在 t m s c l 存在下，顺利实现了偶联“朝 式8 。 4 c o ，p d ( p p h 3 ) 4 ( 8 ) u 偶联反应后，得到活泼的二酮化合物，这些二酮化合物很容易环 化，得到工业上运用较广泛的呋喃，噻吩的衍生物。 有机锡，也可运用到羰基化中来，实现反应底物之间羰基化而实 现s t i l l e 偶联。w e s t 等报道了位阻很大的桥头有机锡和三氟磺酸烯 烃在p ( p p h ：，) - l i c l 一c u l 催化下，顺利实现s t i l l e 偶联“” 式9 。 。t f + 翮即3 兰。掣4 u g u m 1 5 其它反应类型 羰基化反应种类非常多，引入羰基方式多种多样。除前面所提的 以外，还有一些：如含多个不饱和键的化合物，分子内进行羰基化， 生成一些生物活性物质，如大环内酯化合物“朝 式l o 。 争 卜v o a 。 p d ( p p h 3 ) 4 c o o 一 承辩。 l e e 等最近也报道了类似的环化反应“，他们利用r h 4 ( c o ) 。在l a r mc o 下，实现了不饱和三烯稠环化 式1 1 。 丽c o 弧h e t ， 只h 4 ( c o ) 1 2 一。 吖 1 6 总结 过渡金属催化的羰基化反应，已发展了数十年，在人们日常生活 中发挥着重要的作用，正如前面提到的，数以万吨的羰基产品通过这 种反应得到，然而随着人们要求提高，对过渡金属催化的羰基化反应 提出了更高的要求，如催化体系的经济性，绿色性，以及催化的区域、 立体选择性。 因此，直到现在，这些仍然激励化学工作者不懈努力，以取得更 大的突破。 1 7 参考文献 1 i t o h ，k ；m i u r a ，m ；n o m u r a ，m r e m o v a lo fc ol i g a n d sf r o mp ta n i o n i cc a r b o n y l si n z e o l i t e sb yh e a tt r e a t m e n ti nv a c u u mo ri nah y d r o g e na t m o s p h e r ea n df o l l o w i n gs u b s e q u e n t r e c a r b o n y l a t i o n t e t r a h e d r o nl e t t 1 9 9 2 ，3 3 ，5 3 6 9 2 c h i u s o l i ，gp ；v e n t u r e l l o ，c ；m e r z o n i ，s r a d i c a l c a r b o x y l a t i o n s o fi o d o a l k a n e sa n d s a t u r a t e da l c o h o l su s i n gc a r b o n m o n o x i d e c h e m i n d 0 0 n d o n ) ，1 9 6 8 ，9 7 7 3 h e c k ，er a d i o t r a c e ri n v e s t i g a t i o no fn i c k e lt e t r a c a r b o n y lg e n e r a t i o na n di ns i t un i c k e l d e p o s i t i o nw i t h i nag r a p h i t ef u m a c e r j _ a m c h e m s o c 1 9 7 2 ，9 4 ，2 7 1 2 4 a l p e r , b ；d e s p e y r o u x ，j b w o e l l e n t h a l p yo ff o r m a t i o no fs e l e c t e dc a r b o n y lr a d i c a l sf r o m t h e o r ya n dc o m p a r i s o n w i t he x p e r i m e n t h t e t r a h e d r o n l e t t 1 9 8 3 ，5 1 ，5 6 9 1 5 g a b r i e l e ，m ；c o s t a ，gs a l e r n o ，e ta 1 n o v e ld i p h o s p h i n e - m o d i f i e dp a l l a d i u mc a t a l y s t sf o r o x i d a t i v ec a r b o n y l a t i o no fs t y r e n et om e t h y lc i n n a m a t e b 上c h e m s o c p e r k i n1 1 9 9 4 , 8 3 6 g a b r i e l e ，b ；s a l e r n o ，g ；p a s c a l i ，ed e ta 1 t h el i g a n dp o l l y h e d r a lm o d e l ：i t sa p p l i c a t i o nt o c a r b o n y lc l u s t e r sc o n t a i n i n gt h i r t e e nc a r b o n y lg r o u p s j c h e m s o c p e r k i n1 ，1 9 9 7 1 4 7 7 l a r o c k ，r c ：r i e f l i n g ，b c f e l l o w sa p a l l a d i u m - c a t a l y s e dc a r b o n y l a t i o no fa r y lh a l i d e si n i o n i c l i q u i dm e d i a ：h i g hc a t a l y s ts t a b i l i t y a n d s i g n i f i c a n t r a t e e n h a n c e m e n ti n a l k o x y c a r b o n y l a t i o n 上o r g c h e m 1 9 7 8 ，4 3 ，1 3 1 8 k o m o t i ，t ；o i ，s e ta 1 f t i rs t u d yo fc o a n dn o a d s o r p t i o na n dc o a d s o r p t i o no n ac u s i 0 2 c a t a l y s t ：p r o b i n gt h eo x i d a t i o ns t a t eo fc o p p e r k m a t s u s h i t a t e t r a h e d r o nl e t t 1 9 9 4 ，3 5 ， 5 8 8 9 9 ( a ) y u ，w ；a l p e r h r e s p e c t i v ec o n v e r s i o no fn - b u t y l a m i n et om e t h y ln - n - b u t y l c a r b a m a t e a n do x a l b u t y l i n ei 力s u p e r c r i t i c a lc a r b o nd i o x i d e o r g c h e m 1 9 9 7 ，6 2 ，5 6 8 4 ( b ) a l l ，b 6 e ：a p e rh n o v e ld i p h o s p h i n e m o d i f i e dp a l l a d i u mc a t a l y s t sf o ro x i d a t i v ec a r b o n y l a t i o no f s t y r e n et om e t h y lc i n n a m a t e o r g c h e m 1 9 9 1 ，5 6 ，5 3 5 7 1 0 g a b r i e l e ，b ；s a l e r n o ，gf ；p a s c a l id e ta 1 t h el i g a n dp o l y h e d r a lm o d e l ：i t sa p p l i c a t i o nt o c a r b o n y lc l u s t e r sc o n t a i n i n gt h i r t e e nc a r b o n y lg r o u p s t e t r a h e d r o nl e t t ，1 9 9 7 ，3 8 ，6 8 7 7 1 1 f a z i o ，a ；g a b r i e l e ，b ；s a l e r n o ，ge la 1 t h ed e t e r m i n a t i o no fc a r b o n y lc o m p o u n d si na i r u s i n g ar o b o t i cs a m p l i n gp r e p a r a t i o ns y s t e mi n t e g r a t e dt oag a sc h r o m a t o g r a p hw i t ha n i t r o g e n p h o s p h o r u sd e t e c t o r t e t r a h e d r o n1 9 9 9 ，5 5 ，4 8 5 1 2 t m a n d a i ，y t s u j i g u c h i ，s m a t s u o k a ，e ta l “c 】( 1 3 c ) c a r b o n m o n o x i d ei n p a l l a d i u m - m e d i a t e ds y n t h e s i so f i m i d e s t e t r a h e d r o n l e t t 1 9 9 4 ，3 5 ，5 6 9 7 1 3 t s u j ij ；s u g i u r at ；m i n a m i ，i c a r b o n y l a t i v er a d i c a lc y c l i z a t i o na p p r o a c h e st ot r i - a n d t e t r a q u i n a n e s ：s e q u e n t i a lf o r m a t i o no ft h r e e ，f o u ra n d f i v ec a r b o n - c a r b o nb o n d s t e t r a h e d r o nl e t t 1 9 8 6 ，2 7 ，7 3 1 1 4 h u h ，k 一t ；o r i t a ，a ；a p e rh r h o d i u m ( 1 ) c o m p l e x e so fu n s y m m e t r i c a ld i p h o s p h i n e s ： e f f i c i e n ta n ds t a b l em e t h a n o lc a r b o n y l a t i o nc a t a l y s t s ，o r g c h e m 1 9 9 3 ，5 8 ，6 9 5 6 1 5 f a r h a d ，k ；t o r , k ；b e n g t ，l p a l l a d i u m m e d i a t e dc a r b o x y l a t i o no fa r y lh a l i d e s ( t r i f l a t e s ) o rb e n z y lh a l i d e su s i n g 1 3 c “c c a r b o nm o n o x i d ew i t ht e t r a b u t y l a m m o n i u mh y d r o x i d eo r i r i m e l h y l p h e n y l a m m o n i u mh y d r o x i d e ，f a r h a dk a r i m i ，b e n g tl a a n g s t r o e m ，上c h e m s o c ， p e r k i nt r a n s i 2 0 0 2 ，2 2 5 6 2 2 5 9 1 6 g u y , o - a ；d i a n n e ，d r h o d i u m ( i ) c o m p l e x e so fu n s y m m e t r i c a ld i p h o s p h i n e s ：e f f i c i e n t a n ds t a b l em e t h a n o lc a r b o n y l a t i o nc a t a l y s t s c h e m c o m m u n 2 0 0 0 ，1 2 7 7 1 2 7 8 第二章钯催化炔烃羰基化选择性合成( z ) 一3 一卤丙烯酸酯 c h a p t e r 26 e n e r a ia n ds e i e c t iv e s y n t h e s i so f ( 刀一3 一h a i o a c r y ia t e sv i a p a ii a d iu m o a t a i y z e do a r b o n y _ l a t i o no ft e r m i n a i a k y n e s 摘要：本章主要介绍一种在有机钯催化下，选择合成纠一3 一卤丙烯 酸酯类化合物的方法。在催化量的有机钯和5 当量铜盐存在下，末 端炔烃选择性的得到中等以上收率的亿) 一3 一卤丙烯酸酯类产物，实 验结果显示溶剂性质对该羰基化反应的化学选择性和立体选择性有 关键性的影响。 关键词：氯化铜，氯化钯，立体专一，( = 纠一3 一卤丙烯酸酯类化合物， 羰基化反应，末端炔烃 a b s t r a c t ：a g e n e r a l a n ds e e c t i r e p a l l a d i u m c a t a l y z e d c a r b o n y l a t i o no ft e r m i n a la l k y n e sm e t h o df o rt h es y n t h e s i so f ( 力一3 - h a l o a c r y l a t e si sp r e s e n t e d i nt h e p r e s e n c e o fa c a t a l y t i ca m o u n to fp d x 2a n d5e q u i vo fc u x 2 ( x = c 1a n db r ) ， t e r m i n a la l k y n e sw e r ec a r b o n y l a t e dt oa f f o r dt h ec o r r e s p o n d i n g ( z 3 3 - h a l o a c r y l a t e se x c l u s i v e l yi nm o d e r a t et og o o dy i e l d s t h er e s u l t s s h o w e dt h a tt h ee f f e c to fs o l v e n th a daf u n d a m e n t a li n f l u e n c e 0 i lt h ec h e m o s e l e c t i v i t ya n ds t e r e o s e l e c t i v i t yo ft h e p a ll a d i u m c a t a l y z e dc a r b o n y l a t i o nr e a c t i o n b k e y w o r d s ：p d x 2 ，c u x 2 ，c a r b o n y l a t i o n ，t e r m i n a la l k y n e s ， ( 句一3 一h a l o a c r y l a t e s ，s e l e c t i v i t y 3 一卤丙烯酸酯类化合物是一类重要的有机合成中间体“。1 ，和许 多具有生物活性物质的合成子阻1 。前人曾报道过许多合成3 一氯丙烯 酸酯类化合物的方法“7 。，在这些合成方法中，钯催化的羰基化反应 是最便捷、有效的方法之一“。3 。然而，关于钯催化炔烃合成3 一卤丙 烯酸酯的报道很少，而且这些多是关于c u c l 。一p d c l 。催化炔烃合成3 一 氯丙烯酸酯报道。因此，探索一条合成3 一卤丙烯酸酯化合物( 3 - 氯 丙烯酸酯和3 - 溴丙烯酸酯合成) 的方法，非常有意义。 在这一章中主要介绍一种利用卤化钯一卤化铜为催化剂，简单、 高效、高区域和立体专一合成亿) 一3 一卤丙烯酸酯类化合物的普遍适 应的路线( 式1 ) 5t 0 0 1 p d x ， h h r 一+ c o + r o h 瓦函五葫一x 广、o o r 12 d c e ，n 5h ( 刁。3 。1 9 r = a l k y i ，a w l r 。= m e 。m b u ，k p r ，t - b u x = c i b r 2 1 实验 2 1 1 原料与仪器 苯乙炔( 9 9 ) ，庚炔( 9 9 ) ，对甲基苯乙炔，对氟苯乙炔，癸 炔，三级丁基乙炔，对硝基苯乙炔，一氧化碳。甲醇，丁醇，异丙 醇，叔丁醇，二氯乙烷均为分析纯。 催化剂：p d x 2 ，c u x 2 上海海欣9 5 0 型气相色谱仪，h p6 8 9 0 5 9 3 7g c m s 连用仪，b u k e r 4 0 0 m h z 核磁共振仪，元素分析仪，紫外灯( 2 5 4n m ) ，h l m s 。 2 1 2 分析测试条件 产物组成用海欣9 5 0 型气相色谱仪分析。色谱柱：2 m m x 2 5 m ，柱 温2 0 0 。c ，汽化室2 5 0 。c ，氢焰离子检测器2 5 5 。c ，进样0 2 h l ，载 气为氮气。 g c m s 为v a r i a n 气质连用仪，色谱柱：高弹性石英毛细柱： 3 0 m 0 2 5 r a m ；柱温7 5 。c 保持5m n l 然后程序升温到2 0 0 。c 。程序升 温：l o 。c m m ，分流比：1 5 0 ：1 ；载气为氦气；进样口温度：2 8 0 。c ； 界面温度：2 8 0 。c ：e i 源( 电子能量：7 0e v ) ；离子源温度：2 3 0 。c ： 四极杆温度：1 5 0 。c ；数据处理系统：h e w l e t t p a c k a r dm s d 化学工 作站。 所有1 h 和”c 谱由4 0 0 m h z 核磁仪测定，内标为t m s ，溶剂为c d c l 。 产品分离用层析柱，柱硅胶2 0 0 - - 3 0 0 目。 2 1 3 典型实验操作 在p d x 。( 0 0 5 6m m 0 1 ) 、c u x 。( 5m m 0 1 ) 和二氯乙烷( 1 0m l ) 的混 合物中加入1m m o l 炔和0 2m l 醇，然后通入c o ，在室温下反应5 小时。反应完后，过滤，用旋转蒸发仪蒸出溶剂，然后用正己烷乙 酸乙酯( 4 0 ：1 ) 为洗脱剂，层析柱进行分离，得纯产品。 2 2 结果与讨论 3 一卤丙烯酸酯类化合物的立体构型是由其双键上的氢的化学位 移来确定的。例一3 一卤- 3 - 苯基丙烯酸酯类化合物的化学位移6 = 6 5 0 p p m 1 hn m r ( c d c l 3 ) ，f = 秒一3 一卤一3 一辛烯酸酯类化合物的化学位 移6 = 5 9 0 6 0 0 p p m 1 hn m r ( c d c is ) 。用正己烷乙酸乙酯( 4 0 ：1 ) 为展开剂，用层析硅胶柱进行分离。 2 2 1 反应条件的选择 2 2 1 1 溶剂极性的影响 我们首先以庚炔和甲醇为底物来选择最佳反应条件，初步结果表 明溶剂的极性影响产物3 一卤丁丙烯酸甲酯( 3 a ) 的产率与z e 比率， 因此我们尝试不同溶剂。在1 9 9 9 年，我们曾报道过以氯化铜和氯化 钯为催化剂，在苯醇( v ：v = 1 0 ：0 6 ) 时，成功的得到3 一氯丙烯酸 酯，然而，我们使用溴化铜和溴化钯在同样的溶剂中却得不到3 一溴 丙烯酸酯( 表2 - 1 ，e n t r yi ) ，仅仅得到二溴加成物，当我们减少醇 用量，降低溶剂极性时，当醇的用量降到0 2 m l 时，得到驰= 3 ：2 的3 一溴丙烯酸酯类化合物的混合物，同样，在极性较小的正己烷 甲醇( v ：v = i 0 ：0 2 ) 溶剂，得到两种立体异构体( 表2 - 1 ，e n t r y2 和3 ) ，增大极性，没有产物被检测到( 表2 - 1 e n t r y4 ) 。当溶剂 变为二氯乙烷和醇的混合物时，只得到立体专一性的3 一溴丙烯酸酯 类化合物( 表2 - 1 e n t r y6 ，7 ，8 ，9 和1 0 ) ，二氯乙烷甲醇( v ：v = i 0 ：0 2 ) ，反应效果最佳， 但是，我尝试采用较经典的催化体系p d b r ：- k b r 一0 。在同样的溶 剂中未能奏效( 表2 - 1 e n t r y1 i ) ，因此，该催化体系和溶剂体系 有定专一性。 2 2 1 2 氯化铜用量的影响 h e c k 1 的报道显示增加氯化铜的浓度能增加3 一氯丙烯酸酯类化 合物的产率，因此我们考察了氯化铜的用量。实验结果表明：氯化 铜的 表2 1 p d b r 。催化的卜庚炔、c o 和醇羰化反应 n - c 5 h 1 1 5 + c o + m e o h 5m 0 1 p d b r 2n c 5 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 一 c u b r 2 r t 。5h h 1 1 甘h b r c o o m e 1 a2 a 3 4u n d e r o t h e r w i s ei n d i c a t e d ，t h er e a c t i o nc o n d i t i o n sw e r ea sf o l l o w s ：l a ( 1m m 0 1 ) ， p d b r 2 ( 5t 0 0 1 ) ，c u r t 2 ，a n dc o ( 1a r m ，b u b b l e d ) i nt h ei n d i c a t e ds o l v e n tf o r5ha t r o o m t e m p e r a t u r e 6i s o l a t e dy i e l d r a t i oo f 徽) 一i s o m e r sw a sd e t e r m i n e db yg c a n a l y s i s k b r ( 5e q u i v ) a n d0 2 ( 1a t n l ，b u b b l e d ) i n s t e a do fc u b r 2 用量的确影响3 一溴苯丙烯酸甲酯( 3 a ) 的得率和反应的立体选择性。 氯化铜的用量由3 r e t o o l 增加5m m 0 1 ，3 - 溴庚丙烯酸甲酯( 3 ) 的产 率也相应的由5 6 增加到6 8 ( g cy i e l d s ) ，而且只得到z 构型的 3 一氯苯丙烯酸甲酯( 3 ) ( 表2 1 ，e n t r y6 和9 ) ，再增加氯化铜的 量( 6m m 0 1 ) ，其产率几乎没变( 表2 - i ，e n t r yi 0 ) 。 所有上述结果显示利用