一種制備β-硝基苯乙烯類化合物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)合成化學(xué)領(lǐng)域，涉及合成硝基苯乙烯類化合物的方法，具體 涉及采用硝酸銅催化肉桂酸類化合物經(jīng)脫羧偶聯(lián)反應(yīng)制備0-硝基苯乙烯類化合物的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 硝基苯乙烯類化合物本身具有明顯的殺菌、抗腫瘤等活性；其結(jié)構(gòu)具有雙鍵 易發(fā)生共輒加成反應(yīng)，其所含有的硝基也可以通過官能團(tuán)轉(zhuǎn)化為胺、醛、酮等其他類化合 物，因此0_硝基苯乙烯類化合物在有機(jī)合成領(lǐng)域中是一種重要的合成中間體，并且它在 炸藥、染料和工業(yè)溶劑領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003] 傳統(tǒng)的關(guān)于硝基苯乙烯的合成方法是由芳醛和硝基甲烷在堿性條件下進(jìn)行 Henry反應(yīng)縮合而成。然而原料芳醛不穩(wěn)定，硝基甲烷較為昂貴。且在堿性條件下，硝基烯 自身容易發(fā)生聚合，副反應(yīng)多，不易分離，難以大規(guī)模制備。
[0004] 近年來發(fā)展了以肉桂酸類化合物為反應(yīng)原料，經(jīng)脫羧偶聯(lián)反應(yīng)制備0 _硝基苯 乙烯類化合物的幾種方法，主要有：（1)在ABIN催化下，肉桂酸類化合物與硝酸在乙腈溶 劑中加熱50 °C反應(yīng)2~29個(gè)小時(shí)得到產(chǎn)物（OrganicLetters, 2002, 4, 3055-3058.)， 該方法具有收率高、反應(yīng)溫度低的特點(diǎn)，缺點(diǎn)在于反應(yīng)時(shí)間久，原料硝酸毒性大，腐蝕性 強(qiáng)，易造成污染，反應(yīng)后剩余的硝酸較難處理。（2)肉桂酸類化合物與硝酸鹽類：(a)肉桂 酸類化合物與硝酸鈉在硝酸鈰銨催化下和在600W微波加熱下反應(yīng)得到產(chǎn)物，（Russian ChemicalBulletin, 2008, 57, 118-123.)，但硝酸鈰銨具有強(qiáng)氧化性、腐蝕性、易燃易爆，受 熱釋放有毒氣體，不利于工業(yè)生產(chǎn)；(b)肉桂酸類化合物與Mg(N03)2、Sr(N03)2、A1(N03)3、 Ca(N03)2、Ni(N03)2、Cd(N03)2、Zn(N03)2、Hg(N03)2、AgN03、Zr0(N03)2、U02(N03)2、Th(N03)2、 NH4N03在硅膠、溶劑和聚乙二醇參與下經(jīng)研磨生成0 -硝基苯乙烯類化合物，然而文獻(xiàn)中 未使用Cu(N03)2參與反應(yīng)?。℅reenandSustainableChemistry, 2011，1,132-148)，該 方法優(yōu)點(diǎn)在于所需時(shí)間短，收率較高。但是反應(yīng)中使用硝酸鹽的量較大，其與肉桂酸類化 合物的物質(zhì)的量之比為1:12,且不可回收，浪費(fèi)嚴(yán)重，不利于工業(yè)化生產(chǎn)；（c)肉桂酸類 化合物與硝酸鉀或硝酸鈉在DMF/S0C12或者DMF/P0C1 3體系中微波反應(yīng)15個(gè)小時(shí)到產(chǎn) 物（OrganicCommunications, 2012, 5,42-49.)。該方法最高收率為 75%，但是溶劑二 氯亞砜與三氯亞磷都具有強(qiáng)酸強(qiáng)腐蝕性，強(qiáng)揮發(fā)性，遇水易分解，反應(yīng)時(shí)間較久，且收率 不高；（d)肉桂酸與硝酸鐵反應(yīng)，需加入二聯(lián)R比啶作為配體（InternationalJournalof ChemicalKinetics, 2014, 46,126-137.)。（3)亞硝酸叔丁酯作為硝基基團(tuán)的來源，與肉桂 酸進(jìn)行脫羧偶聯(lián)反應(yīng)，構(gòu)建C-N鍵合成硝基苯乙稀類化合物（SyntheticCommunicati ons，2013, 43, 2672-2677 ;0rganic&BiomolecularChemistry, 2013, 11，6713-6716.)，該方 法收率高，底物擴(kuò)展廣泛，選擇性強(qiáng)，但是原料亞硝酸叔丁酯見光易分解，且價(jià)格較為昂貴， 并不具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0005] 因此，仍然需要發(fā)展和優(yōu)化新的制備P_硝基苯乙烯類化合物的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的主要是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和缺陷，提供一種制備0 _硝 基苯乙烯類化合物的方法。本發(fā)明利用肉桂酸類化合物與硝酸銅為原料，在乙腈中加熱經(jīng) 脫羧偶聯(lián)反應(yīng)生成硝基苯乙烯類化合物。該方法無需配體、酸、堿、氧化劑等參與，也不 需要微波加熱。該方法原料廉價(jià)易得，運(yùn)輸方便，安全無污染，且反應(yīng)條件溫和、時(shí)間短，后 處理過程簡(jiǎn)單，產(chǎn)物收率高，具有符合綠色化學(xué)的特點(diǎn)和良好的工業(yè)化前景。
[0007] 本發(fā)明合成路線原理如下：
[0008]
[0009] 其中，R表示H;或?yàn)辂u素原子、烷基、烷氧基、齒烷基、硝 基、二甲氨基、三氟甲基，這些取代基可在苯環(huán)的鄰、間、對(duì)位以及多位取代。
[0010] 為了達(dá)到上述目的，合成上述化合物，本發(fā)明采取了如下的技術(shù)方案：
[0011] 向耐壓管中依次加入肉桂酸類化合物1、硝酸銅、乙腈，加畢，將耐壓管密封后置于 油浴中加熱反應(yīng)。待反應(yīng)完全后，將耐壓管從油浴中取出，冷卻至室溫，快速柱層析分離得 到硝基苯乙烯類化合物2。
[0012] 上述方法中所述的置于油浴中反應(yīng)的溫度是110攝氏度。
[0013] 上述方法中所述的置于油浴中反應(yīng)的時(shí)間是6~10小時(shí)。
[0014] 上述方法中所述的肉桂酸類化合物1與硝酸銅的物質(zhì)的量之為1:1~1:2。
[0015] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)路線相比較，有如下優(yōu)勢(shì)：
[0016] (1)本發(fā)明的方法底物適用范圍廣，反應(yīng)條件溫和、時(shí)間短，后處理過程簡(jiǎn)單，產(chǎn)物 收率高，可以較大規(guī)模的生產(chǎn)目標(biāo)化合物。
[0017] (2)采用廉價(jià)的、穩(wěn)定的肉桂酸類化合物作為反應(yīng)底物和硝酸銅作為催化劑，反應(yīng) 投料比為1:1~1:2,原料損失少，反應(yīng)成本低，且毒性低，對(duì)環(huán)境友好。
[0018] (3)提供了一種簡(jiǎn)單、高效且優(yōu)于現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道的利用硝酸鹽催化肉桂酸類化合 物經(jīng)脫羧偶聯(lián)制備硝基苯乙烯類化合物的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 結(jié)合具體的實(shí)例對(duì)發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍不僅限于 此。
[0020] 實(shí)施實(shí)例1 :將0? 148g(lmmol)肉桂酸la，0. 241g(lmmol)硝酸銅、6mL乙腈依次加 入35ml的厚壁耐壓管中，油浴中110°C條件下，磁力攪拌反應(yīng)8h，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程。反應(yīng)結(jié) 束后，柱層析分離[石油醚（60~90°C)/乙酸乙酯=4/1]，得到0 -硝基苯烯2a，黃色固體 139mg，收率為 93 %，Mp: 55-58。(：。4NMR(400MHz,CDC13)S8. 05 (d,J= 10. 8Hz, 2H)，7. 79 -7. 23(m，4H), 1. 66(s，1H);13CNMR(100MHz，CDC13)S139. 1，137. 2, 132. 2, 130. 1，129. 4, 129 .2.實(shí)施實(shí)例1的反應(yīng)原理如下式：
[0021]
[0022] 實(shí)施實(shí)例2 :將0? 148g(lmmol)肉桂酸la，0. 241g(lmmol)硝酸銅、6mL乙腈依次加 入35ml的厚壁耐壓管中，油浴中110°C條件下，磁力攪拌反應(yīng)6h，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程。反應(yīng) 結(jié)束后，柱層析分離[石油醚（60~90°C)/乙酸乙酯=4/1]，得到硝基苯乙烯2a，黃 色固體131mg，收率為88%。實(shí)施實(shí)例2的反應(yīng)原理如下式：
[0023]
[0024] 實(shí)施實(shí)例3 :將0? 148g(lmmol)肉桂酸la，0. 241g(lmmol)硝酸銅、6mL乙腈依次加 入35ml的厚壁耐壓管中，油浴中110°C條件下，磁力攪拌反應(yīng)10h，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程。反 應(yīng)結(jié)束后，柱層析分離[石油醚（60~90°C)/乙酸乙酯=4/1]，得到硝基苯乙烯2a， 黃色固體127mg，收率為85%。實(shí)施實(shí)例3的反應(yīng)原理如下式：
[0025]
[0026] 實(shí)施實(shí)例4 :將0.148g(lmmol)肉桂酸la，0. 482g(2mmol)硝酸銅、12mL乙腈依次 加入35ml的厚壁耐壓管中，油浴中110°C條件下，磁力攪拌反應(yīng)8h，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程。反 應(yīng)結(jié)束后，柱層析分離[石油醚（60~90°C)/乙酸乙酯=4/1]，得到硝基苯乙烯2a， 黃色固體133mg，收率為89%。實(shí)施實(shí)例4的反應(yīng)原理如下式：
[0027]
[0028] 實(shí)施實(shí)例5 :將1. 48g(10mmol)肉桂酸la，2. 41g(10mmol)硝酸銅、30mL乙腈依次 加入125ml的厚壁耐壓管中，油浴中110°C條件下，磁力攪拌反應(yīng)8h，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程。反 應(yīng)結(jié)束后，柱層析分離[石油醚（60~90°C)/乙酸乙酯=4/1]，得到硝基苯乙烯2a， 黃色固體1. 27g，收率為85%。實(shí)施實(shí)例5的反應(yīng)原理如下式：
[0029]
[0030] 實(shí)施實(shí)例6 :將0? 178g(lmmol)對(duì)甲氧基肉桂酸lb，0. 241g(lmmol)硝酸銅、6mL 乙腈依次加入35ml的厚壁耐壓管中，油浴中110°C條件下，磁力攪拌反應(yīng)8h，TLC監(jiān)測(cè)反 應(yīng)進(jìn)程。反應(yīng)結(jié)束后，柱層析分離[石油醚（60~90°C)/乙酸乙酯=4/1]，得到對(duì)甲氧 基-0