BmimBr3对酮的选择性单溴化反应 - 范文中心

BmimBr3对酮的选择性单溴化反应

06/23

2006年第26卷第2期,236~238

Chi鹏se

有机化学

vol

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№.2.236~238

・研究简报・

[Bmim】Br3对酮的选择性单溴化反应

张胜建。

乐长高*6

(4浙江大学宁波理工学院宁波315100)(6东华理工学院应用化学系抚卅l344000)

摘要在无溶剂和室温条件下,三溴化1.丁基.3.甲基咪唑(【BIIlim]Bb)选择性地与酮反应,咀90%~96%的产率生成相应的a.溴代酮.该方法反应条件温和、产率高、选择性好、环境友好

关键词脂肪酮;离子液体;三溴化1.丁基一3.甲基咪唑:溴化

SeIective∞MonobrominationofKetoneswith[Bmim】Br3

殂lANG,Sheng.Jiar

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AbstractReacnonofketoneswith

1-butyl-3-me血ylimidazoliumtribIDmide([BIIlim】Br3)lmder

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corresponding吐一bro啪ketones

with90%~

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yields,lli曲selec廿vity

Keywords

andmoreenvironmemalbenigIlity.

alkanone;ionicnquid;l_butyl-3-memyliIIlidazolium

tribroIIlide;bmmin撕on

羰基的n一溴化是合成不同具有生物活性的杂环化合物的反应….a.溴化脂肪酮的合成通常是通过单质澳与酮在适当的溶剂中反应来得到“,如水、氯仿、四氯化碳、乙酸或Ⅳ’Ⅳ.二甲基亚砜.但溴易挥发、强毒性、不易称量和反应后单溴化产物中混有多溴化产物等缺点,于是固体溴化试剂不断涌现,如溴化铜”J、三溴化四

最近,离子液体[111(10Ilic1iquids)作为新兴的一种绿色溶剂,广泛应用于分离过程、电化学、新功能材料等领域.特别是在许多种重要的有机合成反应中体现出了明显的优势““,比如反应的选择性、速度和收率得到了显著的提高.随着功能离子液体和支撑离子液体的不断发展,离子液体在有机合成的应用得到进一步的发展“”.无溶剂的化学反应相对传统的反应具有更高的反应选择性、反应速度快、操作简单、环境更友好等优点【14】.越来越引起人们的兴趣.前文我们【12”报道了在无溶剂的条件下,【Bmim]Br3与活性芳香族化合物的选择性单溴化反应,高效地得到目标产物.本文将报道在无溶剂条件下,三溴化1-丁基一3一甲基咪唑([Btnim】Br3)对脂肪酮的选择性单溴化反应(Eq.1).

丁基铵川、三溴化苯基三甲基铵qⅣ_溴代丁二酰亚胺”】、

聚合物支撑的三溴化吡啶州等.最近,Lee【81报道了微波诱导羰基化合物的直接a一卤化反应.clli”报道了酮的选择性溴化反应.wakllarkarll”报道了使用氢溴酸和过氧化氢完成了羰基的d一溴化反应.然而,这些方法包含使用较贵的试剂或有毒的、易挥发的有机溶剂,反应时间长,反应需要加热或产率不高等不足.因此发展一个高效、安全、经济和环境更友好的方法十分必要.

。Bmail:z1191e@ecnedu

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RcceivcdA埘lll,2005;咒viscdJu腿23,2005:acceptedAugustl7,2005

江西省自然科学基金(No0520001)、江西省教育厅科技资助项目

万方数据 

№.2

张胜建等:【B伽m]Bf3对酮的选择性单溴化反应

237

R1八v/R2+【8rni…】8b旦’.置,R2+【8mlm】Br3旦,R,,~酽+【帅im】Br(1吉r

234

3a.R1=Ph.R2=H:

3fR1=PhR2=ME

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39.R1=3。一cI—cBH4.R2=Me:

3c:R?=3iN02-c6H4,《=H:

3h:R1;Me.R2=∞OEl,

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R。=4。-№O—C6H4,肾=H:.

3i:R1=0MeR2=cOOEl

3jR1=Ph,R2=Ph

实验

1.1主要仪器与试剂

wRs一1B数字熔点仪(上海精密科学仪器有限公司),熔点未校正;Avance400核磁共振仪(Bmkef),以氘代氯仿作溶剂,四甲基硅烷为内标所用试剂为分析纯;离子液体三溴化1-丁基一3一甲基咪唑([Bmim]Br3)按文献【12a】A成.

1。2化台物3a~3j的制备

将2.0mmol的[B“叫Br3慢慢加入到不断搅拌的

2.O

mm01的脂肪酮中,室温条件下继续反应10IIlin,反

应完毕,加入10mL乙醚萃取产物,重复三次,台并乙醚溶液,浓缩得粗产品.粗产品用柱层析分离“O%EtoAcmexane,体积比),得目标产物3a~3j.反应完成后的【BITlim]Br经50%乙醚与乙酸乙酯的混合液洗涤两次,真空干燥后与等量的Br2在室温下反应2h,得到离子液体【BIIlim]Br3,离子液体【BIIlim】Br3重复使用,产率基本不变.

3a:m.p.48~49℃(文献值硎:m.p,49~50℃);1H

NM波(CDCl3)d:4.44(s,2H),7.35~7.60(m,3H),7.87~8.05(m,2H).

3b:m.p.47~48℃(文献值叫:m.p.47~48℃);

1H

NMR(CDCl3)J:4.39(s,2H),7,20~8.21(m,4H)

3c:m.p.92~93℃(文献值㈣:IILp.91~92℃);

1H

NMR(CDCl3)西:4.53(s,2H),7.78(t,,=8

m,1H),

8_3l~8.40(m,1H)'8.42~853(m,1H),8.80(t,J=2.O

Hz,lHl.

3d:m.p.71℃(文献值‘1叼:m.p.70~71℃);1H

NMR(CDCb)d:3.90(s,3H),4.40(s,2H),6.95(d,,=7,8

Hz,2H),7.98(d,,=7.8№,2H).

3e:m.p.69~70℃(文献值㈣:m.p.69~70℃);

‘H

NMR(CDCl3)d:1.oo~2.13(tIl,10H),3.2l~3.25

(m,1H),4.53(s,2H),7.20~8.23(m,4H).

3f

1H

NMR(CDa3)古:1.91@,=6.8Hz,3H),

5.29(q,,=6.8Hz,1H),7.48~8.04(m,5H).

39:。H

NMR(CDCl3)毋:I,90(d,,=6.9Hz,3H工

5.20(q,J=6.9

m,1H)'7.4l~8.03(m,4H). 万

方数据3h:1H

NMR(cDcl3)d:4.76(s,1啪,4.29(q,J=7.2

m,2H),2.45(s,3H),1.31(t,,=7.1

Hz,3H).

3i:1HNMR(CDCl3)6:4,56(s,】H),4.22(q,,=7.2

Hz,4H),1132n。J=7,2Hz,6H)

3j:m.p.55℃(文献值‘171:m.p.55~56℃),1HNMR(CDCl3)d:6.45(s,1H),7.29~8.15(rIl,10H)

2结果与讨论

首先我们试验了离子液体三溴化1.丁基一3一甲基咪

唑([B面m】Br3)与苯乙酮的反应,发现在室温条件下,无

需溶剂,反应在lOlIlin内完成,生成的a一溴苯乙酮的产率高达93%反应生成的溴化1一丁基.3一甲基咪唑与等量的单质溴反应,得到三溴化1.丁基.3.甲基咪唑,可以重复使用.在相同的条件下,我们试验了三溴化1.丁基一3.甲基咪唑(【Bmhn]B‘3)与含不同取代基的苯乙酮的反应,发现该反应具有普遍性,适用含甲氧基、环己烷等供电子基团的苯乙酮,而且也适用含吸电子基团的苯

乙酮,如3’一氯苯乙酮、3’.溴苯乙酮、3’.硝基苯乙酮.为了扩展应用范围.我们还试验了三溴化1一丁基一3.甲基

眯唑([B咖m】Br3)与l。苯丙酮、乙酰乙酸乙酯、丙二酸二

乙酯的反应,同样能够在10mill内完成反应,分别得到96%,95%和92%的目标产物.

目前该方法相对文献[2~10】报道具有很多优点,如:操作简单、产率高、选择性好、试剂可以重复使用、环境更加友好等.总之,三溴化1一丁基.3.甲基咪唑

([B皿m]Br3)与不同的脂肪酮可以高效地发生单溴化反应,合成不同的d.溴化脂肪酮.

表l【B砸m]Br3对脂肪酮的选择性单溴化反应

Tahk1

selecbvemacdoⅡofalk柚ones

wim【Bmim]Br3

Refenences

(a)Burke,S.D;Danheiser,R.L爿dH曲。以0,Jkd驴协扣r

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238有机化学

v01.26.2006

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(c)wasse∞he试P.;Ke硫+w

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j9.3772.

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万 

方数据2004.2809.(b)Le,zG;chen,z.c.:Hu.Y;zhen岛Q

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2004.995.

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d∞20舛.甜,1077.(d)k,z

G.:chen,z

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R85..Sm∞.2004,344.

(e)Le,Z.G.;Chen,ZC.;Hu,Y.;Zheng,Q.G.毋n抽耵如

20帽.208.

∞Le,Z.G.;cllen'z.c.;Hu,Y.;Zhen岛Q.G.跏I舭j括

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(g)k,Z.G;ch%,zC.;Hu,Y:办eng,Q.G.c^阮.

CAn£.Z∥.2鲫5,j6(2),155.

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C‰卅.血甜.2呻5,J耐2),201.

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(Y0504112

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[Bmim]Br3对酮的选择性单溴化反应

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:

张胜建, 乐长高, ZHANG , Sheng-Jian, LE , Zhang-Gao

张胜建,ZHANG, Sheng-Jian(浙江大学宁波理工学院,宁波,315100), 乐长高,LE, Zhang-Gao(东华理工学院应用化学系,抚州,344000)有机化学

CHINESE JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY2006,26(2)2次

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本论文在前人研究的基础上,采用毒性相对较小,介电常数不是很低,适用于三电极体系甲基异丁酮(MIBK)作为有机溶剂,与水溶液形成液/液界面,并采用悬液和滴液两种电极装置,建立了五个体系对重金属铜、镉、铅,水体pH值的测定进行了研究,这对扩展和普及液/液界面电化学在环境监测领域的研究具有重要的意义。主要的研究结果如下:

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2.利用季铵盐与OH-反应的特殊性质,同时以离子液体作为有机相的基础电解质,研究季铵盐与离子液体协同作用推动OH-由水相向有机相中的转移的机理,及该体系在检测碱性废水pH方面应用的可行性。结果显示,当季铵盐浓度达到50g/L时,液/液界面处OH-的交换能够达到饱和,峰电流大小由OH-浓度控制。在室温条件下,温度对反应的影响不大,OH-的峰电位在0.6V vs.SCE处,并且pH值在6~12范围内与峰电流成正比。对实际酞菁蓝染料废水的pH值进行检测,能够达到较好的准确度。

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4.利用螯合剂对重金属离子有选择性螯合的特性,以双硫腙作为推动Pb2+在液/液界面处迁移的螯合剂,研究了水/MIBK-双硫腙体系中Pb2+转移的机理及其在在线测定Pb2+方面的可行性。同时改变了上述所用的悬液电极,而采用了滴液电极,使方法向在线监测迈进一步。结果显示,Pb2+在约0V(vs.Ag/AgCl)处能够形成络合峰,酸度,静置时间,液滴大小对实验不会产生较大影响,而螯合剂只须过量,即能够达到对Pb2+定量测定的要求,在5×10-6~1×10-2mol/L 范围内Pb2+浓度与峰电流成正比。

5.以吡咯烷二硫代氨基甲酸铵(APDC)作为络合剂,利用它在水相中易与Cd2+形成络合物,研究Cd2+在液/液界面处的转移,从而分析Cd2+的浓度。但结果表明该体系很不稳定,有机相为悬浊液,分散不够均匀,常常堵住工作电极导管管口,醋酸酸度不易控制,银丝在该体系下表面十分不稳定,导致实验重现性不佳,因此虽然对镉离子有响应,但不具实际应用价值,需要对实验条件进行改进。

3.学位论文 安礼涛 固体酸碱催化的非均相有机反应研究 2007

随着环境保护压力的增大和全社会对可持续发展的广泛认同,绿色化学越来越受到各国政府、学术界、和企业的重视。绿色化学又称环境无害化学,环境友好化学,清洁化学。它是利用化学原理从源头消除污染,其目标是实现高效、高选择性的化学反应,实现“零排放”,达到“原子经济性”要求。它研究的内容包括原料绿色化、溶剂的绿色化、催化剂的绿色化、产品的绿色化。其中在溶剂的绿色化中,要求弃用易燃、易挥发的有机溶剂而使用不易挥发、低毒甚至无毒的溶剂—水、全氟溶剂(氟两相)、离子液体、超临界液体以及不用溶剂(无溶剂反应)。催化剂的绿色化是指一方面利用生物酶催化剂、仿酶催化剂、水溶性有机金属配合物催化剂及多相催化体系、手性催化剂等高效催化剂,提高反应选择性和反应原子经济性。另一方面将试剂或催化剂固载或合成新型固体催化剂,让反应在非均相条件下进行,可以实现试剂或催化剂的回收。因而无溶剂反应、非均相催化是实现绿色化学的重要途径。无溶剂有机反应避免了大量毒害性和挥发性有机化合物的使用,不仅减少了污染,简化了反应操作和后处理过程,也缩短了反应时间,降低了生产成本。并且往往具有收率高、选择性好等优点,是目前研究的热点之一。另一方面,酸碱催化是有机合成中是最为常见的反应类型之一,酸碱催化剂在化工生产中占有举足轻重的作用。用非均相酸碱代替传统催化剂不仅可以减少污染,还可以增加催化剂的活性和选择性,同时通过回收(再生)并重复使用提高催化剂的使用寿命。并且,有时固体酸碱催化的反应还可以在无溶剂条件下进行。固体酸碱催化无论从经济角度考虑,还是从环境角度考虑都是有利的。固体酸碱催化已成为绿色化学研究的主要内容之一。本研究分为六个部分:

第一章介绍了绿色化学的背景及研究意义,在此基础上提出了论文主要的研究方向为非均相固体酸碱。

第二章介绍了大孔磺酸树脂(NKC—9)的催化研究。第一节介绍了它的性质结构及其在有机合成上的应用。第二节介绍了首例高分子负载的固体酸通过cross—Aldol反应催化合成双苄亚甲基环酮。与文献相比,它具有分离容易、催化剂可回收使用等优点。它对芳香醛有很好的的选择性,同时它只得到双缩合产物;对脂肪醛效果不好。第三节介绍了NKC—9催化2—萘酚和醛合成苯并占吨,我们发现它对芳香醛和脂肪醛都适用,但芳香醛的结果更好些。在此基础上,我们在第四节介绍了2—萘酚、醛和酰胺(或取代脲)的三组分缩合反应,产物为酰胺烷基萘酚。我们发现,该方法不适用于甲酰胺,对其它酰胺的催化效果较好。对脲的反应情况比较特别,脲素、甲基脲都生成复杂的混合物,只对苯基脲反应较好。同时如果苯基脲中的氨基被取代,反应不能进行。与现有的方法相比,产物易于分离,催化剂可以回收并重复使用,活性没有明显降低。

第三章介绍了磺胺酸催化研究。第一节介绍了磺氨酸的结构特点及其在有机合成中的应用综述。第二节介绍了在室温无溶剂条件下催化合成双吲哚甲烷。与在溶剂中反应不同,它具有催化剂用量少、速度快、得率高等优点。并且考察了它对吲哚3—位的专一选择性问题及吲哚环的电子效应对反应的影响。第三节介绍了超声促进的无溶剂合成对称的三吲哚甲烷、三吲哚乙烷。吲哚与原甲酸三甲酯(或原乙酸三甲酯)在室温条件下反应。三吲哚甲烷的得率一般三吲哚乙烷高,并尝试解释了其原因。第四节介绍了无溶剂条件下磺胺酸催化硝基苯乙烯衍生物与吲哚和吡咯的Michael加成。吲哚与β—硝基苯乙烯在室温下反应缓慢,即使12小时也不能完全反应,而吡咯在室温条件下可在较短时间内反应完全。

第四章介绍了蒙脱土K10的催化研究。第一节介绍蒙脱土的结构、性质,综述了近期蒙脱土K10在非均相催化上的应用。第二节介绍邻苯二胺与酮在K10存在下,室温无溶剂合成1,5—苯并杂卓。它对芳香酮、脂肪酮、脂肪环酮都适用,但芳香酮的得率较好。第三节研究了硝基苯乙烯与吲哚及吡咯的共轭加成,虽然吲哚与β—硝基苯乙烯在室温下12小时也可以反应完全,但加热只要十几分钟。同时我们发现除了3—甲基吲哚外,其它吲哚都专一地生成地在3—位发生亲电取代。3—甲基吲哚则发生在吲哚的2—位。催化剂可回收,得率没有明显降低。

第五章介绍了固体碱—合成氟磷灰石的催化研究。讨论它对吲哚、吡咯与硝基烯Michael加成反应。与文献中已报道的第一例固体碱催化剂不同,我们用N—甲基吲哚也能得到3—位取代的产物。对此我们从催化剂的结构特点给出了可能的机理解释。

第六章介绍了第一例2,2—二氯甲基苯并咪唑的合成。该反应在无溶剂条件下进行,不需要任何催化剂。反应条件温和,在室温下(有两个例子要加热)就可快速完成(

4.学位论文 甘昌胜 微波促进以及不对称催化Henry反应的研究 2006

Henry反应是一类非常重要的构建碳碳键的有机反应,其产物β-硝基醇是重要的有机合成中间体,可以进一步发生很多有用的变换,如还原成β-氨基醇、脱水成硝基烯烃、氧化成羰基化合物等,在药物和天然产物的合成中具有重要的应用价值。

本文共分为三个部分,第一部分简介了Henry反应在一些天然产物和药物中间体的制备中的应用;然后分别研究了微波促进的Henry反应和不对称催化的Henry反应。

一、微波促进的Henry反应研究由于在传统的方法中,Henry反应一般需要比较长的时间,因此,我们选择了利用微波辐射来促进反应。而且,我们选择无溶剂的方法,以适应绿色化学的发展需求。通过选择合适的反应条件,在微波促进的条件下,使用Henry反应合成了一系列β-硝基醇类产物,大多数羰基化合物的反应都能达到比较理想的结果,而且反应时间大大缩短。对于大多数羰基化合物,只需几分钟的反应时间,甚至小于一分钟,就可以达到高产率。

1.首先,我们通过添加Lewis酸,使得不仅含吸电子基的醛,而且含供电子基的醛(如甲氧基取代的醛)也能得到高的产率。而含供电子基的醛在一般反应条件下产率都很低,或者不予报道。我们通过比较选择了LiBr,尤其对于不活波的醛,可以显著提高其Henry反应的速度和产率。

2.绝大多数Henry反应的报道都是有关醛的反应,而酮很少提及或者根本不反应。只有一篇文献报道通过添加Proazaphosphatranes,得到了比较好的结果。而2004年报道的在离子液体中作的环己酮的Henry反应,产率只有20%。为了进一步拓展Henry反应的底物范围,我们认真筛选了碱和Lewis酸,最后确定DABCO作为碱效果最好,再配合LiBr的作用,使得环己酮的反应取得理想的结果。然后,应用于其他的酮,对于大多数脂肪酮,都能取得比较好的结果。但是,对于芳香酮,却得不到想要的产物(β-硝基醇)。

二、不对称催化的Henry反应研究由于手性Henry反应的产物能够方便地转化为手性的β-氨基醇、α-羟基的羰基化合物等重要中间体,而且其中很多都具有生理活性,不对称催化Henry反应是最近研究的热点。本文在充分文献调研的基础上,设计合成了一系列不同结构的手性催化剂,并将其应用于不对称Henry反应的研究。

1.由天然的氨基酸出发,合成了一系列手性催化剂,包括氨基醇、Schiff碱及其络合物、脲和硫脲等。其中催化效果最好的是三齿Schiff碱的铜络合物,通过不同结构手性催化剂的比较和反应条件的优化,可以获得比较满意的催化效果。其中,邻位取代的芳香醛的结果最好,ee值和产率可达到86%和90%。对位取代和没有取代基的苯甲醛,反应的对映选择性要差一些,而对于脂肪醛的反应,这种催化剂只能得到中等的ee值。

这类催化剂虽已成功应用于多种有机反应,但在Henry反应中还未见报道。这类催化剂方便易得,而且反应可以在非常温和的条件下进行,不需要低温和惰性气体保护,具有很好的应用价值。

我们还进一步使用D构型的催化剂,得到了相反构型的产物,在实际应用,如药物中间体和天然产物合成中,具有一定的应用价值。

2.我们从酒石酸出发,制备了一种结构类似于Salen的四齿络合物催化剂,通过催化剂结构和反应条件的优化,可以获得比较好的产率和ee值。进一步扩展到其他的醛,大多数也都能得到比较好的结果。其中,邻氯苯甲醛和1-萘醛的反应ee值最高,可达到70%以上。

引证文献(1条)

1. 刘宝友. 韩菊. 董建芳. 魏福祥. 程彦海 离子液体载催化剂和载试剂在有机合成中的应用[期刊论文]-有机化学2007(10)

本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_yjhx200602016.aspx

授权使用:海珠区人事局(luci),授权号:dc7709d8-5202-422f-8eb2-9e7c0137faf5

下载时间:2011年1月31日


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