溴苯取代溴代联烯合成及其Suzuki-Miyaura偶联反应化学选择性研究

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Suzuki-Miyaura偶联反应是构成新的C-C键的有效方法之一,广泛的应用于天然产物、聚合物、功能材料、液晶、药物及生物活性化合物的合成。当偶联底物卤代芳烃有多个碳卤键时,选择性则变成了Suzuki-Miyaura偶联反应亟待解决的问题。因为高选择性反应可以提高产率,简化分离过程,同时当选择性偶联之后,剩余的碳卤键可以继续引入其他基团。因此Suzuki-Miyaura偶联反应化学选择性成为了一个重要的研究课题。溴苯取代的溴代联烯不仅具有反应活性很高的联烯官能团,还具有苯环上的碳溴键,能发生取代、加成、偶联等多种反应是有机合成的重要中间体。因此,本文设计了一条溴苯取代的溴代联烯的合成路线,并研究其Suzuki-Miyaura偶联化学选择性规律。本文研究了N-溴代丁二酰亚胺(NBS)/二甲硫醚体系下由炔丙基醇合成溴苯取代的溴代联烯的反应,该方法具有高度的区域选择性、产率高、操作方便等优点。筛选出了最佳反应条件:炔丙基醇(1.0mmol), NBS (1.5mmol), CH3SCH3(1.2mmol), CH2CI2(7mL),室温下搅拌3h。在此条件下溴代联烯的产率最高可达91%。部分合成的溴代联烯未见文献报道。研究了钯催化下溴苯取代的溴代联烯与苯硼酸的Suzuki-Miyaura交叉偶联反应化学选择性,筛选出了最佳反应条件:溴苯取代的溴代联烯(1.0mmol),苯硼酸(1.2mmol),3ml的THF:H20=1:1混合溶剂,3%mmol二-(二苯基膦乙酸)钯,室温下搅拌8h.在此条件下溴苯取代的溴代联烯与苯硼酸的Suzuki交叉偶联反应化学选择性效果最好,不仅偶联产物的产率高而且选择性效果好,发现它能高选择性地催化溴代联烯上的C-Br键而不是溴苯基上的C-Br键。研究了不同苯硼酸与溴苯取代的溴代联烯的Suzuki-Miyaura偶联反应化学选择性,研究发现产物仍然是高选择性的单偶联产物,说明芳基硼酸的结构对反应的化学选择性无明显影响,但是当苯硼酸上连甲氧基或硝基时会对产物的稳定性有影响。同时研究发现溴苯取代溴代联烯的结构则对偶联反应结果没有影响,但是当溴苯取代基上的溴位于3号位时反应可得到的产物不稳定。合成的二芳基取代的联烯类化合物均未见文献报道。初步研究了反应选择性产生的原因,量化计算表明联烯上的C-Br键在氧化加成步骤形成的中间体比苯环上的C-Br键形成的稳定,能量更低,因此反应优先在溴代联烯上的C-Br键进行。
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