專利名稱：一種低聚(硫)醚的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于催化偶聯(lián)合成低聚(硫)醚領域，具體涉及一種應用一種無鈀、無配體 參與的鐵/銅混合催化劑體系催化偶聯(lián)制備低聚醚或低聚硫醚的方法。
背景技術：
聚苯醚或聚硫醚作為一類有用的高聚物材料，近十年來關于其有效合成受到了人 們的廣泛關注。而低聚含氧或含硫的分子也是一類非常有用的合成砌塊和功能性材料。現(xiàn)有技術中，合成低聚醚或低聚硫醚的方法有以下幾種(1)最直接的合成方法則是通過鈀催化劑存在下，通過C-O(S)成鍵的偶聯(lián)反應進 行的；而該反應最早是使用當量的銅鹽在高溫條件下實現(xiàn)的，被稱之為Ullmarm偶聯(lián)反應 (參見=Ullmann, F. Chem. Ber. 1904，37，853)。(2)直到2002年，美國麻省理工的Buchwald課題組率先報道了催化量的碘化亞 銅(IOmol % )輔以2-甲酸吡啶(20mol% )作為配體可以使得該反應在較為溫和的條件 下進行(110°C )；但是這個催化體系僅僅適用于芳基碘代物(參見Maiti，D. ；Buchwald, S. L. J. Org. Chem. 2010，75，1791-1794)。(3)2007年，德國亞琛工業(yè)大學的Bolm課題組發(fā)現(xiàn)三氯化鐵(IOmol /2，2，6， 6-四甲基-3，5-庚二酮(20mol% )可以在135°C條件下催化該反應獲得比較好的結果，但 是該體系同樣僅適用于芳基碘代物(參見0. Bistri, A. Correa, C. Bolm, Angew. Chem. Int. Ed. 2008，47，586)。上述技術方案(2)和(3)還都需要配體的參與，使得反應的經(jīng)濟成本很高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種低聚(硫)醚的制備方法，避免貴金屬鈀催化劑的使 用，避免配體的使用，同時擴大適用底物的范圍。為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為一種低聚(硫)醚的制備方法，以 含有芳基的(硫)酚類化合物和鹵代芳烴為反應底物，在催化劑的催化下，發(fā)生C-O或C-S 成鍵偶合反應，制備得到低聚醚或低聚硫醚，其中，所述鹵代芳烴又稱芳基鹵，是指鹵原子 直接和芳環(huán)碳相連的化合物，所述鹵原子選自氯、溴或碘；所述含有芳基的(硫)酚類化 合物為含有芳基的一元(硫)酚或含有芳基的二元(硫)酚；并且，當含有芳基的(硫)酚 類化合物為二元(硫)酚時，所述鹵代芳烴為單鹵代芳烴；當含有芳基的(硫)酚類化合物 為一元(硫)酚時，所述鹵代芳烴為二鹵代芳烴；所述催化劑為鐵/銅復合催化劑。上述技術方案中，所述含有芳基的(硫)酚類化合物含有1 4個芳香6元環(huán)；所 述鹵代芳烴含有ι 2個芳香6元環(huán)。上述技術方案中，所述含有芳基的(硫)酚類化合物含有1 4個芳香6元環(huán)，還 含有本領域技術人員公知的給電子基團或/和吸電子基團；所述鹵代芳烴含有1 2個芳 香6元環(huán)。
上述技術方案中，所述含有芳基的(硫)酚類化合物含有1 4個芳香6元環(huán)，還含有Cl 4的烴基或鹵素；所述鹵代芳烴含有1 2個芳香6元環(huán)，還含有甲基。上述技術方案中，所述含有芳基的(硫)酚類化合物含有1 4個芳香6元環(huán)，還 含有Cl 4的烴基或鹵素，并且所述含有芳基的(硫)酚類化合物碳原子總數(shù)為6 20 ； 所述鹵代芳烴含有1 2個芳香6元環(huán)，還含有甲基，并且所述鹵代芳烴碳原子總數(shù)為6 12。上述技術方案中，所述含有芳基的(硫)酚類化合物選自苯(硫)酚、對甲基 苯(硫)酚、對叔丁基苯(硫)酚、對氯苯(硫)酚、間二苯(硫)酚、鄰二苯(硫)酚、2， 2'-聯(lián)苯(硫)酚、2，2'-聯(lián)二萘(硫)酚或(S)-2，2'-聯(lián)二萘(硫)酚；所述鹵代芳 烴選自二碘苯、二碘聯(lián)苯或對甲基碘苯。上述技術方案中，所述鐵/銅復合催化劑為鐵化合物和銅化合物的混合物，所述 鐵化合物選自三乙酰丙酮合鐵、氯化鐵或溴化鐵中的一種，優(yōu)選三乙酰丙酮合鐵；所述銅化 合物選自溴化亞銅、氯化亞銅或碘化亞銅中的一種，優(yōu)選碘化亞銅；優(yōu)選的技術方案中， 鐵化合物、銅化合物的摩爾比為0. 05 0. 35 0.01 0.35。上述技術方案中，所述低聚(硫)醚的制備方法具體包括以下步驟在惰性氣氛中，配制反應體系，所述反應體系包括含有芳基的(硫)酚類化合物、 鹵代芳烴、催化劑、堿和溶劑，發(fā)生C-O或C-S成鍵偶合反應，反應制備得到低聚(硫)醚； 其中，所述堿選自磷酸鉀、碳酸鉀或碳酸銫中的一種，優(yōu)選磷酸鉀；所述溶劑選自二甲亞砜、 N，N-二甲基甲酰胺、三乙胺、二異丙胺、四氫呋喃、分子量為400的聚乙二醇或N-甲基吡咯 烷酮中的一種或兩種混合物，優(yōu)選二甲亞砜。上述技術方案中，各試劑的用量比例本領域技術人員可以根據(jù)實際需要自行調 整，優(yōu)選的技術方案中，含有芳基的(硫)酚類化合物、鹵代芳烴、鐵化合物、銅化合物、堿的 摩爾比為1 1 0.05 0.35 0.01 0.35 1 5，溶劑的質量為含有芳基的(硫) 酚類化合物和鹵代芳烴質量之和的20 150倍。上述技術方案中，反應溫度為50 160°C，反應時間為20小時以上。上述技術方案中，當所述鹵代芳烴選自溴代芳烴或氯代芳烴時，為了提高反應的 產(chǎn)率，所述反應體系還包括碘化鈉，碘化鈉的用量為鹵代芳烴物質的量的1 2倍，反應時 間優(yōu)選為48小時以上，或72小時更佳。上述技術方案中，反應完畢，冷卻至室溫，將等溶劑體積的水加入到體系中，淬滅 反應，然后用乙酸乙酯等溶劑進行多次萃取，合并有機相，然后用無水硫酸鈉進行干燥后， 脫溶，通過柱層析得到目標化合物并進行相應的表征。由于上述技術方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點1、本發(fā)明所述催化劑體系與以往的含貴金屬催化劑體系相比，本催化劑體系用廉 價的銅鹽和鐵鹽代替了貴金屬，大大降低了成本，而且銅鹽和鐵鹽本身不具有毒性，此外， 在后處理時不會殘留在產(chǎn)品中，并且，本催化劑體系不含胺、無需額外的配體。2、本發(fā)明所述催化體系在催化C-O(S)反應時，適用的底物范圍較寬，包括各類芳 基二商代物和芳基酚或者芳基二酚和芳基商代物，產(chǎn)物的化學收率最高超過99%。3、本發(fā)明不僅適用于碘代芳烴，還適用于溴代芳烴或氯代芳烴參與的反應，并且 本發(fā)明為了提高反應的收率，往體系中加入1 2當量的碘化鈉；同時延長時間至48小時或72小時更佳。4、由于本發(fā)明所述催化體系具有非常高的選擇性，無副反應發(fā)生(反應產(chǎn)物經(jīng) GC-MS 檢測)。5、如果反應的原料是手性純的化合物(如手性聯(lián)二萘酚)，使用鐵_銅混合體系催 化反應可以獲得幾乎手性純的目標產(chǎn)品。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明作進一步描述實施例一在一Schlenk 試管中依次裝入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸鉀 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，將該系循環(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量 進樣器分別加入1，4_ 二碘苯(0. 5mmol)和苯酚(2. 5mmol)。然后該體系密封后在140°C 的油浴加熱約24小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機 相并用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即 可得到偶聯(lián)產(chǎn)物1，4-二苯氧基苯(129.8mg)，收率為99%。GC-MS顯示反應后體系中未檢 測到單取代產(chǎn)物。其核磁數(shù)據(jù)為=1H NMR(400MHz, CDCl3) ( δ，ppm)6. 99-7. 01 (t，J = 4Hz， 8H),7. 07-7. 11 (t, J = 7· 2Hz，2H)，7· 31-7. 35(t，J = 8·0Ηζ，4Η) ； 13CNMR (300MHz, CDCl3) (δ，ppm) 118. 52，120. 71，123. 25，129. 99，152. 92，158. 01 ；高分辨質譜數(shù)據(jù)為:HRMS (ESI+) calcd. for [C18H14O2]+ requires m/z 262. 0994, found 262.0994。實施例二在一Schlenk 試管中依次裝入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸鉀 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，將該系循環(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量 進樣器分別加入1，3_ 二碘苯(0.5mmol)和苯酚(2. 5mmol)。然后該體系密封后在140°C 的油浴加熱約24小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機 相并用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即 可得到偶聯(lián)產(chǎn)物1，3-二苯氧基苯(123.3mg)，收率為94%。其核磁數(shù)據(jù)為1HNMR (400MHz， CDCl3) ( δ ,ppm)6. 69-6. 72(m，3H)，7· 01-7. 03(d, J = 8. 0Hz，4H)，7· 08-7. 11 (t，J = 7. 6Hz, 2H), 7. 21-7. 25(t, J = 8Hz, 1H)，7. 30-7. 34(t, J = 8. 0Hz，4H) ；13C 匪 R(300MHz，CDCl3) ( δ， ppm) 110. 99，114. 82，120. 83，125. 26，131. 46，132. 03，158. 34，160. 33 ；高分辨質譜數(shù)據(jù)為 HRMS (ESI+) calcd. for [C18H14O2] "requires m/z 262. 0994，found262. 0993。實施例三在一Schlenk 試管中依次裝入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸鉀 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，將該系循環(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量 進樣器分別加入1，2_ 二碘苯(0. 5mmol)和苯酚(2. 5mmol)。然后該體系密封后在140°C的 油浴加熱約24小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機相并 用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即可得到 偶聯(lián)產(chǎn)物1，2-二苯氧基苯(101. Img)，收率為77%。其核磁數(shù)據(jù)為=1HNMR(400MHz，⑶Cl3) (δ，ppm) 6. 88-6. 90 (d, J = 8. OHz, 4H) ,7. 00-7. 04 (t, J = 7. 6Ηζ，2Η)，7· 04-7. ll(m，4H)， 7. 23-7. 25 (d, J = 8·0Ηζ，4Η) ； 13C NMR (300MHz，CDCl3) ( δ，ppm) 117. 22，121. 20，122. 42，
5124. 33，129. 09，147. 33，157. 06 ；高分辨質譜數(shù)據(jù)為HRMS (ESI+) calcd. for [C18H14O2] + requires m/z 262. 0994, found 262.0995實施例四在一Schlenk 試管中依次裝入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸鉀 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，將該系循環(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量 進樣器分別加入1，4_ 二碘苯(0. 5mmol)和對甲基苯酚(2. 5mmol)。然后該體系密封后在 140°C的油浴加熱約24小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX3)，合并 有機相并用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C)) 即可得到偶聯(lián)產(chǎn)物1，4-二(對甲基)苯氧基苯(136.5mg)，收率為94%。其核磁數(shù)據(jù)為 1H NMR (400MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 2. 33(s，6H)，6· 90-6. 92 (d, J = 8. 0Ηζ，4Η)，6· 96(s，4H)， 7. 12-7. 14 (d, J = 8·0Ηζ，4Η) ；13C NMR (300MHz，CDCl3) ( δ，ppm) 20. 28，118. 02，119. 51， 129. 80,132. 17，152. 54，154. 97 ；高分辨質譜數(shù)據(jù)為:HRMS (Ε SI+) calcd. for [C20H18O2] + requires m/z 290. 1307，found 290.1308。實施例五在一Schlenk 試管中依次裝入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸鉀 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，將該系循環(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量 進樣器分別加入1，4_ 二碘苯(0. 5mmol)和對叔丁基苯酚(2. 5mmol)。然后該體系密封后在 140°C的油浴加熱約24小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX3)，合并 有機相并用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C)) 即可得到偶聯(lián)產(chǎn)物1，4-二(對叔丁基)苯氧基苯(164. 8mg)，收率為88%。其核磁數(shù)據(jù)為 1H NMR(400MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 1. 32 (s, 18H)，6· 92-6. 94 (d, J = 8. 8Ηζ，4Η)，6· 98(s，3H)， 7. 25(m，1H)，7· 32-7. 35(d，J = 8·8Ηζ，4Η) ； 13C 匪 R(300MHz，CDCl3) (δ，ppm) 31. 73，34. 50， 117. 99，120. 44，126. 74，146. 04，153. 02，155. 58 ；高分辨質譜數(shù)據(jù)為=HRMS (ESI+) calcd. for [C26H30O2]"requires m/z 374. 2246, found 374.2245。實施例六在一Schlenk 試管中依次裝入 Fe (acac)3(0.025mmol)，CuI (0. 025mmol),碳酸 鉀(1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，將該系循環(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微 量進樣器分別加入1，4_ 二碘苯(0. 5mmol)和對氯苯酚(2. 5mmol)。然后該體系密封后在 1400C的油浴加熱約24小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并 有機相并用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C)) 即可得到偶聯(lián)產(chǎn)物1，4-二(對氯)苯氧基苯(164.8mg)，收率為84%。其核磁數(shù)據(jù)為=1H NMR (400MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 6. 92-6. 94 (d, J = 8. 8Ηζ，4Η)，7· 00(s，4H)，7· 27-7. 29 (d, J =8. 8Hz，4H) ； 13C NMR (300MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 121. 17，122. 12，129. 73，131. 35，154. 24， 157. 90 ；高分辨質譜數(shù)據(jù)為HRMS (ESI+) calcd. for [C18H12O2Cl2]+requires m/z 330.0214， found 330.0216。實施例七在一Schlenk 試管中依次裝入 Fe (acac)3(0.025mmol)，CuI (0. 025mmol),碳酸 鉀(1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，將該系循環(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微 量進樣器分別加入4，4' -二碘聯(lián)苯(0.5mmol)和苯酚(2.5mmol)。然后該體系密封后在140°C的油浴加熱約24小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)， 合并有機相并用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C ))即可得到偶聯(lián)產(chǎn)物4，4' - 二苯氧基聯(lián)苯(165.8mg)，收率為98%。其核磁數(shù) 據(jù)為=1H NMR(400MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 7. 08-7. 10(m，8H)，7. 12-7. 16 (t, J = 7·6Ηζ，2Η)， 7. 36-7. 40 (t, J = 7. 6Ηζ，4Η)，7· 53-7. 55 (d, J = 8. OHz，4H) ； 13C NMR(300MHz, CDCl3) ( δ， ppm) 119. 20，119. 32，123. 59，128. 40，130. 02，135. 87，156. 85，157. 38 ；高分辨質譜數(shù)據(jù)為 HRMS (ESI+) calcd. for [C24H18O2] "requires m/z 338. 1307，found 338. 1308。實施例八在一Schlenk 試管中依次裝入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸鉀 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，將該系循環(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量 進樣器分別加入4，4' -二碘聯(lián)苯(0.5mmol)和對甲基苯酚(2.5mmol)。然后該體系密封 后在140°C的油浴加熱約24小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)， 合并有機相并用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即可得到偶聯(lián)產(chǎn)物4，4' -二(對甲基)苯氧基聯(lián)苯(164.9mg)，收率為90%。其 核磁數(shù)據(jù)為 ^H NMR(400MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 2. 35(s，6H)，6· 95-6. 97 (d, J = 8. 4Hz，4H)， 7. 02-7. 04 (d, J = 8. 8Hz,4H)，7. 15-7. 17 (d, J = 8. 4Hz,4H)，7. 48-7. 50 (d, J = 8. 8Hz, 4H) ；13C NMR (300MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 20. 34,118. 14,118. 78，127. 67，129. 88，132. 65， 134. 90，154. 24，156. 75 ；高分辨質譜數(shù)據(jù)為HRMS (ESI+) calcd. for [C26H22O2]"requires m/ z366. 1620，found 366.1623。實施例九在一Schlenk 試管中依次裝入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸鉀 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，將該系循環(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量 進樣器分別加入4，4' -二碘聯(lián)苯(0. 5mmol)和對氯苯酚(2. 5mmol)。然后該體系密封后在 140°C的油浴加熱約24小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX3)，合并 有機相并用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C)) 即可得到偶聯(lián)產(chǎn)物4，4' -二(對氯)苯氧基聯(lián)苯(179. 2mg)，收率為88%。其核磁數(shù)據(jù) 為=1H NMR(400MHz,CDCl3) ( δ ,ppm)6. 74-6. 76(d，J = 8. 0Ηζ，4Η)，6· 97-6. 99(d，J = 8. 4Hz, 1H)，7. 04-7. 06 (d, J = 8. 4Hz,2H)，7. 15-7. 17 (d, J = 8. 4Hz,4H)，7. 29-7. 31 (d，J = 8. 8Hz, 2H), 7. 49-7. 53 (t, J = 8. 0Hz，2H)，7. 73-7. 75 (d, J = 8. OHz，1H) ； 13C NMR(300MHz, CDCl3) (δ，ppm) 119. 39，120. 37，127. 20，127. 46，128. 54，130. 01，156. 05，156. 55 ；高分辨質譜數(shù) 據(jù)為=HRMS (ESI+) calcd. for [C24H16O2Cl2] "requires m/z 406. 0527，found406. 0528。實施例十在一Schlenk 試管中依次裝入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸鉀 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，將該系循環(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量 進樣器分別加入1，4_ 二碘苯(0. 5mmol)和苯硫酚(2. 5mmol)。然后該體系密封后在140°C 的油浴加熱約24小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機相 并用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即可得 到偶聯(lián)產(chǎn)物1，4-二苯巰基苯(135. 4mg)，收率為92%。GC-MS顯示反應后體系中未檢測到單 取代產(chǎn)物。其核磁數(shù)據(jù)為=1H NMR (400MHz ,CDCl3) (δ，ppm) 7· 24 (s，5Η)，7· 29-7. 33 (m，4Η)，7. 35-7. 39 (t, J = 7·6Ηζ，5Η) ； 13C NMR(300MHz, CDCl3) ( δ , ppm) 129. 09,130. 99,132. 83,
133.12，136. 5 6，136. 68 ；高分辨質譜數(shù)據(jù)為HRMS (ESI+) calcd. for [C18H14S2]+ requires m/ ζ 294. 0537, found 294.0536。實施例i^一在一Schlenk 試管中依次裝入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸鉀 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，將該系循環(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量 進樣器分別加入1，4_ 二碘苯(0. 5mmol)和對甲基苯硫酚(2. 5mmol)。然后該體系密封后在 140°C的油浴加熱約24小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX3)，合并 有機相并用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C)) 即可得到偶聯(lián)產(chǎn)物1，4_ 二(對甲基)苯巰基苯(137. Img)，收率為85%。其核磁數(shù)據(jù)為 1H NMR(400MHz, CDCl3) ( δ , ppm) 72. 34(s，6H)，7. 12-7. 14 (d, J = 5. 6Ηζ，8Η)，7· 27-7. 29 (d, J = 8. 0Hz，4H) ； 13C NMR (300MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 20. 75，129. 72，129. 81，130. 50，131. 92，
134.98，137. 41 ；高分辨質譜數(shù)據(jù)為HRMS (ESI+) calcd. for [C20H18S2]+ requires m/z 322. 0850，found 322.0844。實施例十二在一Schlenk 試管中依次裝入 Fe (acac)3(0.025mmol)，CuI (0. 025mmol),碳酸 鉀(1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，將該系循環(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微 量進樣器分別加入1，4_ 二碘苯(0. 5mmol)和對氯苯硫酚(2. 5mmol)。然后該體系密封后 在140°C的油浴加熱約24小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX3)， 合并有機相并用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即可得到偶聯(lián)產(chǎn)物1，4_ 二(對氯)苯巰基苯(123.5mg)，收率為68%。其核磁數(shù) 據(jù)為=1H NMR (400MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 7. 22 (s，4Η)，7. 28 (s，8Η) ； 13C NMR(300MHz, CDCl3) (δ，ppm) 129. 10，130. 90，132. 29，133. 16，133. 20，134. 41 ；高分辨質譜數(shù)據(jù)為HRMS (ESI+) calcd. for [C18H12S2Cl2]+requires m/z 361. 9757, found 361.9754。實施例十三在一Schlenk 試管中依次裝入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸鉀 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，將該系循環(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量 進樣器分別加入1，3_ 二碘苯(0. 5mmol)和苯硫酚(2. 5mmol)。然后該體系密封后在140°C 的油浴加熱約24小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機相 并用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即可 得到偶聯(lián)產(chǎn)物1，3-二苯巰基苯(132.5mg)，收率為90%。其核磁數(shù)據(jù)為=1H NMR(400MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 77. 13-7. 15 (m, 2H)，7. 19-7. 21 (m, 1H)，7. 23 (s, 1H)，7. 27-7. 33 (m, 6H)， 7. 35-7. 37 (m，4H) ；13C NMR(300MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 127. 18，127. 95，128. 93，129. 25， 130. 89，131. 47，134. 09，137. 27 ；高分辨質譜數(shù)據(jù)為HRMS (ESI+) calcd. for [C18H14S2] + requires m/z 294. 0537, found 294.0535。實施例十四在一Schlenk 試管中依次裝入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸鉀 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，將該系循環(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量 進樣器分別加入1，2_ 二碘苯(0. 5mmol)和苯硫酚(2. 5mmol)。然后該體系密封后在140°C的油浴加熱約24小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機相 并用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即可 得到偶聯(lián)產(chǎn)物1，2-二苯巰基苯(120. 7mg)，收率為82%。其核磁數(shù)據(jù)為=1H NMR(400MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 7. 12(s，4H)，7· 32-7. 38 (m, 10H) ；13C NMR(300MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 127. 13， 128. 98，130. 32，131. 01，131. 43，134. 07，137. 00 ；高分辨質譜數(shù)據(jù)為:HRMS (ESI+) calcd. for [C18H14S2]"requires m/z 294. 0537, found 294.0536。實施例十五在一Schlenk 試管中依次裝入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸鉀 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，將該系循環(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量 進樣器分別加入4，4' - 二碘聯(lián)苯(0. 5mmol)和苯硫酚(2. 5mmol)。然后該體系密封后在 140°C的油浴加熱約24小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX3)，合并 有機相并用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C)) 即可得到偶聯(lián)產(chǎn)物4，4' - 二苯巰基聯(lián)苯(183. 4mg)，收率為99%。其核磁數(shù)據(jù)為=1H NMR(400MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 7. 27-7. 29 (d, J = 7. 6Ηζ，2Η)，7· 31-7. 34 (t, J = 7. 2Hz，4H)， 7· 37-7. 40 (m，8H)，7.49-7. 51 (d，J = 8·4Ηζ，4Η) ； 13C NMR (300MHz，CDCl3) (δ，ppm) 126. 88， 127. 21，128. 89，130. 74，130. 94，134. 95，134. 99，138. 53 ；高分辨質譜數(shù)據(jù)為:HRMS(ESI+) calcd. for [C24H18S2]+ requires m/z 370. 0850, found 370.0846。實施例十六在一 Schlenk 試管中依次裝入 Fe (acac) 3 (0. Immol)，CuI (0. Immol)，碳酸鉀 (l.Ommol)，碘化鈉(l.Ommol)以及DMSO(2mL)，將該系循環(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在 氣體保護下，用微量進樣器分別加入1，4_ 二溴苯(0.5mmol)和苯酚(2. 5mmol)。然后該 體系密封后在140°C的油浴加熱約72小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取 (4mLX 3)，合并有機相并用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油 醚(60 90°C))即可得到偶聯(lián)產(chǎn)物1，4-二苯氧基苯(91.8mg)，收率為70%。其核磁數(shù)據(jù) 和高分辨質譜數(shù)據(jù)同實施例一。實施例十七在一Schlenk 試管中依次裝入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸鉀 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，將該系循環(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量 進樣器分別加入間二苯酚(0. 5mmol)和碘苯(2. 5mmol)。然后該體系密封后在140°C的油 浴加熱約48小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機相并用 無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即可得到偶 聯(lián)產(chǎn)物1，3-二苯氧基苯(110. 2mg)，收率為84%。其核磁數(shù)據(jù)和高分辨質譜數(shù)據(jù)同實施例
--ο實施例十八在一 Schlenk 試管中依次裝入 Fe (acac) 3 (0. Immol)，CuI (0. Immol)，碳酸鉀 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，將該系循環(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量 進樣器分別加入鄰二苯酚(0. 5mmol)和碘苯(2. 5mmol)。然后該體系密封后在140°C的油 浴加熱約72小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機相并用 無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即可得到偶聯(lián)產(chǎn)物1，2-二苯氧基苯(116. 7mg)，收率為89%。其核磁數(shù)據(jù)和高分辨質譜數(shù)據(jù)同實施例
__ ο實施例十九在一 Schlenk 試管中依次裝入 Fe (acac) 3 (0. Immol)，CuI (0. Immol)，碳酸鉀 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，將該系循環(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量 進樣器分別加入鄰二苯酚(0. 5mmol)和對甲基碘苯(2. 5mmol)。然后該體系密封后在140°C 的油浴加熱約72小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4 mLX 3)，合并有機 相并用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即 可得到偶聯(lián)產(chǎn)物1，2_ 二(對甲基)苯氧基苯(122. Img)，收率為84%。其核磁數(shù)據(jù)為 1H NMR (400MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 2. 34(s，6H)，6· 88-6. 90 (d, J = 8. 4Ηζ，4Η)，7· 07-7. 08 (m, 4H) ,7. 11-7. 13 (d, J = 7. 6Hz,4H) ； 13C NMR(300MHz, CDCl3) ( δ , ppm) 22. 32, 119. 51, 122. 55，125. 88，131. 65，133. 99，149. 78，156. 82 ；高分辨質譜數(shù)據(jù)為=HRMS (ESI+) calcd. for [C20H18O2]+ requires m/z 290. 1307，found 290. 1306。實施例二十在一 Schlenk 試管中依次裝入 Fe (acac) 3 (0. Immol)，CuI (0. Immol)，碳酸鉀 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，將該系循環(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量 進樣器分別加入2，2'-聯(lián)苯酚(0.5mmol)和碘苯(2. 5mmol)。然后該體系密封后在140°C 的油浴加熱約72小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有機相 并用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C))即可得 到偶聯(lián)產(chǎn)物2，2' - 二苯氧基聯(lián)苯(84.6mg)，收率為50%。其核磁數(shù)據(jù)為=1H NMR(400MHz， CDCl3) ( δ , ppm) 6. 87-6. 89 (d, J = 8. 4Ηζ，4Η)，6· 91-6. 93 (d, J = 8. 0Hz，2H)，6· 99-7. 03 (t, J = 7. 6Hz，2H)，7. 12-7. 16(d，J = 7. 6Hz，2H)，7. 20-7. 29 (m，6H)，7. 43-7. 46 (dd，J =7. 6,2. 0Hz,2H) ； 13C NMR(300MHz，CDCl3) ( δ，ppm) 118. 96，119. 06，122. 95，123. 33， 129. 06，129. 66，129. 97，132. 24，154. 94，157. 69 ；高分辨質譜數(shù)據(jù)為:HRMS(ESI+) calcd. for[C24H18O2]+ requires m/z 338. 1307, found 338. 1306。實施例二i^一在一 Schlenk 試管中依次裝入 Fe (acac) 3 (0. Immol)，CuI (0. Immol)，碳酸鉀 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，將該系循環(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量 進樣器分別加入2，2'-聯(lián)二萘酚(0.5mmol)和碘苯(2.5mmol)。然后該體系密封后在 140°C的油浴加熱約72小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX3)，合并 有機相并用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用石油醚(60 90°C)) 即可得到偶聯(lián)產(chǎn)物2，2' -二苯氧基聯(lián)二萘酚(186. 4mg)，收率為85%。其核磁數(shù)據(jù)為=1H NMR(400MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 6. 82-6. 84 (d, J = 8. 0Ηζ，4Η)，6· 94-6. 98 (t, J = 7. 6Hz，2H)， 7. 13-7. 17 (t，J = 8. 0Hz，4H)，7. 21-7. 23(d，J = 7. 6Hz，2H)，7. 33 (s，4H)，7. 39-7. 42 (m， 2H) ,7. 87-7. 89 (d, J = 7.6Hz，4H) ；13C NMR(300MHz, CDCl3) ( δ , ppm) 118. 53,118. 90, 121. 71，122. 29，124. 24，125. 40，126. 18，127. 65，128. 91，129. 22，129. 98，133. 84，152. 19， 157. 10 ；高分辨質譜數(shù)據(jù)為HRMS (ESI+) calcd. for [C32H22O2]+ requiresm/z 438. 1620， found 438. 1620。實施例二十二
在 一 Schlenk 試管中依次裝入 Fe (acac) 3 (0. Immol)，CuI (0. Immol)，碳酸鉀 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，將該系循環(huán)抽真空并用氬氣置換三次，在氣體保護下，用微量 進樣器分別加入(S)-2，2'-聯(lián)二萘酚(0. 5mmol)(手性純，>99% ee)和碘苯(2. 5mmol)。 然后該體系密封后在140°C的油浴加熱約72小時，先加入4mL水淬滅反應，然后用乙酸乙酯 萃取(4mLX 3)，合并有機相并用無水硫酸鈉干燥，濃縮后通過簡單的柱層析(洗脫劑使用 石油醚(60 90°C))即可得到偶聯(lián)產(chǎn)物(S)-2，2' -二苯氧基聯(lián)二萘酚(186.4mg)，手性 純度(98% ee)，收率為85%。其核磁數(shù)據(jù)和高分辨質譜數(shù)據(jù)同上。
權利要求
一種低聚(硫)醚的制備方法，以含有芳基的(硫)酚類化合物和鹵代芳烴為反應底物，在催化劑的催化下，發(fā)生C O或C S成鍵偶合反應，制備得到低聚醚或低聚硫醚，其特征在于，所述鹵代芳烴是指鹵原子直接和芳環(huán)碳相連的化合物，所述鹵原子選自氯、溴或碘；所述含有芳基的(硫)酚類化合物為含有芳基的一元(硫)酚或含有芳基的二元(硫)酚；并且，當含有芳基的(硫)酚類化合物為二元(硫)酚時，所述鹵代芳烴為單鹵代芳烴；當含有芳基的(硫)酚類化合物為一元(硫)酚時，所述鹵代芳烴為二鹵代芳烴；所述催化劑為鐵/銅復合催化劑；所述鐵/銅復合催化劑為鐵化合物和銅化合物的混合物，所述鐵化合物選自三乙酰丙酮合鐵、氯化鐵或溴化鐵中的一種，所述銅化合物選自溴化亞銅、氯化亞銅或碘化亞銅中的一種。
2.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述含有芳基的(硫)酚類化合物含 有1 4個芳香6元環(huán)；所述鹵代芳烴含有1 2個芳香6元環(huán)。
3.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述含有芳基的(硫)酚類化合物 含有1 4個芳香6元環(huán)，還含有Cl 4的烴基或鹵素；所述鹵代芳烴含有1 2個芳香 6元環(huán)，還含有甲基。
4.根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述含有芳基的(硫)酚類化合物含 有1 4個芳香6元環(huán)，還含有Cl 4的烴基或鹵素，并且所述含有芳基的(硫)酚類化 合物碳原子總數(shù)為6 20 ；所述鹵代芳烴含有1 2個芳香6元環(huán)，還含有甲基，并且所述 鹵代芳烴碳原子總數(shù)為6 12。
5.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述含有芳基的(硫)酚類化合物選 自苯(硫)酚、對甲基苯(硫)酚、對叔丁基苯(硫)酚、對氯苯(硫)酚、間二苯(硫) 酚、鄰二苯(硫)酚、2，2'-聯(lián)苯(硫)酚、2，2'-聯(lián)二萘(硫)酚或(S)-2，2'-聯(lián)二萘 (硫)酚；所述鹵代芳烴選自二碘苯、二碘聯(lián)苯或對甲基碘苯。
6.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鐵化合物為三乙酰丙酮合鐵，所 述銅化合物為碘化亞銅，并且鐵化合物、銅化合物的摩爾比為0. 05 0. 35 0. 01 0. 35。
7.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述低聚(硫)醚的制備方法具體包 括以下步驟在惰性氣氛中，配制反應體系，所述反應體系包括含有芳基的(硫)酚類化合物、鹵 代芳烴、催化劑、堿和溶劑，發(fā)生C-O或C-S成鍵偶合反應，反應制備得到低聚(硫)醚；其 中，所述堿選自磷酸鉀、碳酸鉀或碳酸銫中的一種；所述溶劑選自二甲亞砜、N，N-二甲基甲 酰胺、三乙胺、二異丙胺、四氫呋喃、分子量為400的聚乙二醇或N-甲基吡咯烷酮中的一種 或兩種混合物。
8.根據(jù)權利要求7所述的制備方法，其特征在于，含有芳基的(硫)酚類化合物、鹵代 芳烴、鐵化合物、銅化合物、堿的摩爾比為1 1 0.05 0.35 0.01 0.35 1 5， 溶劑的質量為含有芳基的(硫)酚類化合物和鹵代芳烴質量之和的20 150倍。
9.根據(jù)權利要求7所述的制備方法，其特征在于，反應溫度為50 160°C，反應時間為 20小時以上。
10.根據(jù)權利要求7所述的制備方法，其特征在于，當所述鹵代芳烴選自溴代芳烴或氯 代芳烴時，所述反應體系還包括碘化鈉，碘化鈉的用量為鹵代芳烴物質的量的1 2倍，反 應時間優(yōu)選為48小時以上。全文摘要
本發(fā)明屬于催化偶聯(lián)合成低聚(硫)醚領域，具體涉及一種低聚(硫)醚的制備方法，以含有芳基的(硫)酚類化合物和鹵代芳烴為反應底物，在催化劑的催化下，發(fā)生C-O或C-S成鍵偶合反應，制備得到低聚醚或低聚硫醚，所述鹵代芳烴中鹵原子選自氯、溴或碘；所述含有芳基的(硫)酚類化合物為含有芳基的一元(硫)酚或含有芳基的二元(硫)酚；并且，當含有芳基的(硫)酚類化合物為二元(硫)酚時，所述鹵代芳烴為單鹵代芳烴；當含有芳基的(硫)酚類化合物為一元(硫)酚時，所述鹵代芳烴為二鹵代芳烴；所述催化劑為鐵/銅復合催化劑。本發(fā)明避免了貴金屬鈀催化劑的使用，避免了配體的使用，同時擴大適用底物的范圍。
文檔編號C07C41/01GK101967084SQ201010288289
公開日2011年2月9日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權日2010年9月21日
發(fā)明者屈孝銘, 李廷義, 毛金成, 謝觀雷 申請人:蘇州大學