（有机化学专业论文）cuⅡ催化的ullmann偶联反应研究.pdf

，j1】，_ 苏州大学学位论文使用授权声明 本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定， 即：学位论文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文档的内容和纸 质论文的内容相一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献 信息情报中心、中国科学技术信息研究所( 含万方数据电子出版社) 、 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子 文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存和汇编学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索。 涉密论文口 本学位论文属 在年一月解密后适用本规定。 非涉密论文日 论文作者签名：窒l 垄圭 日期：型! 卅 导师签名： 重让涟日期：! ! ：呈2 c u ( i i ) 催化的u l l m a n n 偶联反应研究 中文摘要 中文摘要 c s 键、c c 键、c n 键广泛存在于许多有生理活性的天然产物、药物、农药 以及具有电子性能的材料中，因此c s 键、c c 键、c n 键构建方法，对合成含 有这些结构单元的天然产物、药物、农药、材料等非常重要，从而一直是有机化 学家重点研究的课题之一。u l l m a n n 反应是形成c s 键、c c 键、c - n 键的重要 方法。但是传统u l l m a n n 反应须高温，强碱，以及催化剂过量的条件下反应，且 产物收率不高。为了克服这些缺点，我们在本课题组的实验基础上探索了新的温 和的，适用范围比较广的c s 、c c 、c n 的成键方法。 1 卤代芳烃与硫酚，硫醇的偶联反应。以二价铜离子为金属离子，2 ，2 联咪 唑为配体，卤代芳烃和硫酚，硫醇为原料，合成了一系列芳基硫醚化合物。该体 系比较新颖，反应条件温和，反应时间短，催化效果好。 2 卤代芳烃与与活性亚甲基化合物偶联反应。在二价铜离子和l ，1 ，三亚甲基 2 ，2 联咪唑催化下，卤代芳烃与乙酰丙酮进行反应，以较高的产率得到了一系列 3 芳基2 ，4 戊二酮类化合物，该反应未见有二价铜离子报道。 3 卤代芳烃与含氮杂环的偶联反应。以c u ( a c a c ) 2 和金属n i 为催化剂，卤代 芳烃与含氮杂环为原料，高效的得到了一系列n - 芳基杂环化合物。与其它过渡金 属催化的- 芳基化反应相比，该体系比较新颖，廉价易得，反应条件温和，不需 要惰性气体保护，对底物的适用范围比较广泛。 关键词：二价铜离子；u l l m a n n 交叉偶联反应；卤代芳烃；杂原子亲核试剂 作者：刘建立 指导老师：曾润生 a b s t r a c t r e s e a r c h0 1 1u l l m a n nr e a c t i o n sc a t a l y z e db yc u ( 1 1 ) r e s e a r c ho nu l l m a n nr e a c t i o n sc a t a l y z e db yc u ( i i ) a b s t r a c t c s ，c ca n dc - nb o n dh a v ea l w a y sb e e n av i t a l p a r t i n m a n yn a t u r a l p h a r m a c e t i c a l s ，d r u ga n de l e c t r o n i c a lm a t e r i a l s ，a n dt h u st h es y n t h e s i sm e t h o do fc s ， c ca n dc - ni sc r i t i c a ld u et oi t sw i d e l ya p p l i c a t i o ni nc o n s t r u c t i n gas e r i e so fs t r u c t u r a l u n i t si nn a t u r a lp r o d u c t ，p h a r m a c e t i c a l s ，d r u g sf o rp l a n t sa n dm a t e r i a lc h e m i s t r y u l l m a r mt y p er e a c t i o ni sa l li m p o r t a n tw a yt of o r mc - s ，c - c ，a n dc - n b o n d d e s p i t ea n i n f e r i o ry i e l d ，t h i sm e t h o dr e q u i r e sah i g ht e m p e r a t u r e ，a ne x i s t a n c eo fa l k a l ia n da n e x c e s so fc a t a l y s t s t oo v e r c o m et h o s ed i s a d v a n t a g e s ，o u rg r o u pe x p l o r e dan o v e lw a y a sf o l l o w sw h i c hc a nb ec o n d u c t e di nm i l dc o n d i t i o nw i t ham o r ew i d ea p p l i c a t i o no f s u b s t r a t eg e n e r a l i t y i nt h ef i r s tc h a p t e r , as e r i e so ft h i o t h e rd e r i v a t i v e sh a v eb e e ns y n t h e s i z e db yt h e c o u p l i n go fa r y lh a l i d e sw i ha r y lo ra l k y lt h i o l su n d e rt h ea s s i s t a n c eo fc u ( o a c ) 2 。h 2 0 2 ，2 - b i i m i d a z o l e t h ec a t a l y s i t i cs y s t e ms h a r e sar e p u t a t i o nf o rn o v e l t y , l o w e rc o s t ， l o w e rr e a c t i o nt e m p e r a t u r ea n ds h o r t e rr e a c t i o nt i m e i nt h es e c o n dc h a p t e r , am i l d ，s i m p l ea n de f f i c i e n tw a yw a sd e v e l o p e dt oc a r r yo u t 伍- a r y lc a r b o n y lc o m p o u n d ss y n t h e s i s w h i c hi sa p p l i c a b l et oal a r g ev a r i e t yo f s u b s t r a t e s w i t hd i f f e r e n tf u n c t i o n a lg r o u p s t h i ss i m p l ea c t i v ec a t a l y t i cs y s t e mr e p r e s e n t st h ef i r s t r e p o r to fc - cb o n df o r m a t i o nu s i n gc u ( o a c ) 2 h 2 0 i nt h et h i r dc h a p t e r , as e r i e so fn - a r o m a t i ch e t e r o c y c l ec o m p o u n d sh a v eb e e n s y n t h e s i z e db yt h er e a c t i o no fa r y l h a l i d e sa n dn i t r o g e nh e t e r o c y c l e sb yu s i n g c u ( a c a c ) 2 n i t h em e t h o di sp r o v e dt ob en o v e lw i t hac o m p a r a b l ec o s ta d v a n t a g ei n m i l dc o n d i t i o n ，a n di ta l s oc a nb ec o n d u c t e dw i t h o u tt h ep r o t e c t i o no fi n e r tg a sa n d a p p l i e dt oaw i d es u b s t r a t e sg e n e r a l i t y k e yw o r d s ：c o p p e r ( i i ) i o n s ；u l l m a n nc r o s s c o u p l i n gr e a c t i o n ；a r y lh a l i d e ； h e t e r o a t o mn u c l e o p h i l e i l w r i t t e n b y ：j i a n l il i u s u r p e r v i s e db y ：r u n s h e n gz e n g 了 第一部分二价铜和2 , 2 一联咪唑催化卤代芳烃与硫酚，硫醇的偶联反应1 1 1 研究背景1 1 2 前言一7 1 3 结果与讨论“7 1 4 实验部分1 4 1 5 参考文献2 3 第二部分 二价铜和1 ，l 三亚甲基2 ，2 联咪唑催化的c c 偶联反应2 8 2 1 研究背景2 8 2 2 前言3 3 2 3 结果与讨论3 3 2 4 实验部分4 0 2 5 参考文献4 4 第三部分c u ( a c a c ) 2 n i 共同催化的含氮杂环的- 芳基化反应4 7 3 1 研究背景4 7 3 2 前言5 3 3 - 3 结果与讨论5 4 3 4 实验部分6 l 3 5 参考文献6 8 第四部分c u ( a c a c ) 2 n i 共同催化卤代芳烃与硫酚，硫醇的偶联反应7 3 4 1 研究背景7 3 4 2 结果与讨论”7 3 4 3 实验部分7 8 4 4 参考文献8 0 攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文8 2 附录8 3 附录一：原料与试剂8 3 附录二：仪器与设备8 5 附录三：缩写字母英文对照表8 5 附录四：目标化合物一览表8 6 附录五：部分化合物谱图8 9 致谢9 9 c u ( i i ) 催化的u i l m a n n 偶联反应研究 第一部分 第一部分二价铜和2 , 2 联咪唑催化的 卤代芳烃与硫酚、硫醇的偶联反应 1 1 研究背景 芳基c s 键广泛存在于许多有生理活性的天然产物、药物、农药中【1 ( s c h e m e 1 ) ，s c h e m e1 中化合物1 【lb 】能对造成免疫系统缺陷的病毒蛋白酶( h i v p r ) 产生抑 制作用；在炎症治疗及免疫系统能力提高过程中具有重要作用的二芳基硫化物 2 l lh 。，以及治疗克鲁斯一恰加斯病( 一种寄生虫病) 的化合物3 【1 i 】中都存在着芳基硫 化物结构，因此构建c s 键的方法，对合成含有这些结构单元的天然产物、药物、 农药等非常重要，从而一直是有机化学家重点研究的课题之一。 o 2 x 叩钭：器。h o 仝介“ u i 一n 吖h o 八 p殍张 旧，)， h s l 多 迨 吖白， 第一部分c u ( 1 1 ) 催化的u l l m a n n 偶联反应研究 d m s o 为溶剂，在1 0 0o c 条件下，用卤代芳烃和硫醇类化合物合成了一系列芳基 硫醚，g l c 收率为8 3 左右，在乙醇中回流可得到9 0 以上的g l c 收率 2 ( s c h e m e2 ) 。 r 誓瞒h d m s o 1 0 0 s c h e m e 2 r s 、r 2 2 0 0 4 年，i t o h 等人报道了 p d 2 ( d b a ) 3 】和膦配体催化的c s 偶联反应，合成 了一系列芳基硫醚化合物，产率可以达到7 2 9 2 p ( s c h e m e3 ) 。 2 5 m 0 1 p d 2 ( d b a ) 3 r 9 x + h s - a l l y l o ra r y l j 凳 r 9 s 刊m 们吖i 1 。4 - d i o x a n e r e f l u x l i g a n d s c h e m e 3 同年，b u c h w a l d 课题组报道了p d ( o a e ) 2 和膦配体催化卤代芳烃与硫醇，硫 酚的偶联反应，得到了7 7 9 9 的收率4 ( s c h e m e4 ) 。 r 9 x + h s - a l l y l o ra r y l 堂祭r 9 s 咖| o r 酬 x = b r c i 1 , 4 - d i o x a n e , 1 0 0 1 8 h z 芦、 l i g a n d ：步p ( i - p r ) 2 f e p ( i - p r ) 2 s c h e m e4 2 0 0 5 年，p e r r i o 等人曾用 p d 2 ( d b a ) 3 】和膦配体作为溴代芳烃的s 芳基化反 应的催化剂，产率可以达到很好的收率5 ( s c h e m e5 ) 。 r s h + a r x 呈鼍誉罢等r s a r 1 4 0 。c ，2 4 h l i g a n d p f b u 2p f b u 2 s c h e m e 5 2 c u ( 1 1 ) 催化的u l l m a n n 偶联反应研究 第一部分 2 0 0 6 年，h a r t w i g 等人报道了p d 和配体催化的c s 偶联反应，得到了 7 0 9 9 的收率【6 ( s c h e m e6 ) 。 r 9 x r 鬻等r 弥 l = 三于j f e 、p c y ； s c h e m e6 1 1 2n i 催化的c s 偶联反应 2 0 0 7 年，y i n g 等人首次报道了过渡金属n i 2 + 与- 杂环卡宾的络合物催化 的c s 偶联反应，该催化剂价格低廉，易得，环境友好【7 ( s c h e m e7 ) 。 r 9 b r + 嗽 ( n h c ) 2 n i b a s er 9 姝 ( n h c ) 2 n i ：氏母国 n i i 仓叼 s c h e m e7 2 0 0 8 年，p u n n i y a m u r t h y 等人又报道了n i c l 2 2 h 2 0 在无配体作用下高效的 催化c s 键的形成，该反应对空气稳定，n i c l 2 2 h 2 0 t b a b 可以循环使用，并且 活性不会降低，但是硫醇类化合物收率很低8 ( s c h e m e8 ) 。 r ，9 v s h 一 5 m 0 1 n i c l 2 2 h 2 0 1 5e q k o h 2e q t b a b 1 0 0 s c h e m e8 r ，9 s 谚r ： 1 1 3c o ，f e 催化的c s 偶联反应 。 2 0 0 6 年，c h e n g 等人报道了用催化量c o l 2 ( d p p e ) 和z n 催化c s 偶联交叉 反应，该反应条件温和，高产率的得到了一系列硫醚化合物9 ( s c h e m e9 ) 。 第一部分c u ( 1 i ) 催化的u l l m a n n 偶联反应研究 r 9 x r 。黄黼产r 9 趴 2 0 0 8 年，b o l m 课题组报道了- 二甲基乙二胺与f e c l 3 催化碘代芳烃与取 代硫酚的偶联反应，该反应以甲苯为溶剂，n a 0 7 b u 为碱，1 3 5o c 条件下反应2 4 h ，得到很好的收率，但是硫醇类化合物不发生反应【1 0 ( s c h e m e1 0 ) 。 r ，9 i s h 2 0 1 m o m 。i o 1 d f m e e c d l 3 a 弋瓦面一 1 3 5 c ，2 4 h r ，9 s 谚r z s c h e m e1 0 2 0 0 9 年，t s a i 等人报道了f e c l 3 6 h 2 0 与水溶性的2 ，2 联吡啶化合物阳离 子催化碘代芳烃与硫酚的交叉偶联反应，该反应能使催化剂很容易从有机相分离， 剩余水溶液未经任何处理就可以循环使用【1 1 ( s c h e m e1 1 ) 。 +篙蔫鬟裂arsrarl r s h + 丽帚忑氘矗而矿 l - b r m e 3 n+ m e 3 b r s c h e m e1 1 2 0 0 9 年，l e e 等人报道了f e c l 3 与双膦配体催化碘代芳烃与硫醇，硫酚的偶 联反应，得到很好的收率【1 2 ( s c h e m e1 2 ) 。 f e e l 3 ( 1o m o l ) l a r l + r s h 1 蔷污i l = a r s r s c h e m e1 2 1 1 4c u 催化的c ：s 偶联反应 2 0 0 7 年，j a n a 等人报道了在微波条件下c u 的纳米颗粒催化c s 交叉偶联 反应，在该反应条件下可以缩短反应时间( 5 7m i n ) ，对各种取代基的碘代芳烃和 硫酚的适用性比较好，但是对硫醇类化合物产率比较低【1 3 ( s c h e m e1 3 ) 。 4 c u ( 1 1 ) 催化的u l l m a n n 偶联反应研究 第一部分 a r i + r s h c un a n o p a r t i c l e ( 2 0 m m 0 1 ) k 2 0 0 3 ，d m f a r s r m w ( 1 2 0 ) ，5 7 m i n a r = a r y l ；r ：a r y l a l k y l s c h e m e1 3 同年，p u n n i y a m u r t h y 课题组曾报道了c u o 的纳米颗粒催化碘代芳烃与硫醇 类的c s 偶联反应，该反应体系简单有效，不需要加入配体，而且可以实现催化 剂的循环使用( s c h e m e1 4 ) 。 i 由 1 2 6 m 0 1 c u on a n o p a r t i c l e s + r - s - h 篙 n 2 ，4 - 1 5h a r s r 8 5 9 9 s c h e m e1 4 t e l l i t u 等人报道了在水相中二胺类化合物作为配体与c u c l 催化取代硫酚与 卤代芳烃的偶联反应，得到了很好的收率。该反应具有很好的经济性和环境友好 性【” ( s c h e m e1 5 ) 。 r ，9 。9 蚓，0 ：芝 h 2 0 1 2 0 。cr ，9 s 谚r z s c h e m e1 5 2 0 0 8 年，p u n n i y a m u r t h y 课题组又报道了在水相中用c u i 和t b a b 催化 c s 的偶联反应，该反应对空气稳定，对各种取代的硫酚都有很好的收率，对硫 醇化合物收率较低，只有15 【1 6 ( s c h e m e1 6 ) 。 g i + r 9 s 一1 5 lm e o q l u i v c k u o l , h 1e q u i v t b a b h 2 0 9 s 谚r k o t e n 等人在无配体作用下用c u i 和- 甲基吡咯烷酮共同催化c s 键的 形成，合成了一系列二芳基硫醚化合物，分离收率可达到4 5 9 9 【 ( s c h e m e1 7 ) 。 r 1 9 s 畚r ，9 s b 孵 第一部分 c u ( 1 i ) 催化的u l l m a n n 偶联反应研究 2 0 0 9 年，合肥工业大学的冯乙巳课题组报道了双氧配体与c u 2 0 催化硫酚与 卤代芳烃的偶联反应，该反应在8 0 。c 反应2 4h ，反应效果比较好f 1 8 ( s c h e m e1 8 ) 。 r ，。 y s h 5t 0 0 1 c u 2 0 l v c s 2 c 0 3 , d m s o , a r , 8 0 * c oo l - o e i u r ，9 s b r z s c h e m e1 8 2 0 0 9 年，s e k a r 课题组报道了c u ( o t f ) 2 b i n a m 催化c - s 的偶联反应，低 活性的溴苯在相同条件下也得到了很好的收率【1 9 ( s c h e m e1 9 ) 。 r ，9 。9 s h 曼竺皇! 丝璺! ! q ! 垒型生 c s 2 c 0 3d m f ，1 1 0 。c 乜嚣滁 箩n 帅n r ，9 s b r z s c h e m e1 9 1 1 5 双金属共同催化的c s 偶联反应 l u q u e 等人报道了在微波条件下附载在六角微孔二氧化硅的f e ，c u 纳米粒 子催化c s 键的形成，合成了一系列硫醚和二硫醚类化合物【2 0 ( s c h e m e2 0 ) 。 c u m v v - h m s a r i + r s h m w 1 0 0 1 0 m i n a r s r + a r s s a r s c h e m e2 0 中科院的刘宏课题组报道了f e 2 0 3 c u ( o a c ) 2 双金属和- 四甲基7 , - - 胺在微波条件下催化s 芳基化偶联反应，但对硫醇类化合物，收率只有 5 1 【2 1 ( s c h e m e2 1 ) 。 0 1e q c u ( o a c ) 2 r ，9 0 2e q t me d a _ v f i 飞t s h i 0 1 i e q 百f e 2 0 3 s c h e m e2 1 6 r ，9 s 谚r z c u ( i i ) u l l m a n n 偶联反应研究 第一部分 1 1 6 主族金属催化的c s 偶联反应 2 0 0 9 年，r a o 等人报道了i n ( o t f ) 3 ，t m e d a 和i n 2 0 3 纳米颗粒分别催化 c s 交叉偶联反应，该反应首次用主族金属为催化剂，同样得到了很好的收率 t 2 2 1 ( s c h e m e2 2 、。 r 9 x r 嵩鬻娶r 9 洲 r = a r y l ，a l k y l r 9 x r - 3 丽0m 0 1 面, l n 2 0 3 而n a n o p a r t i c l e sr 9 s r r 。= a r y l ，a l k y l 以上文献报道的卤代芳烃与硫酚、硫醇的c s 偶联反应大都在较高的温度下 进行，反应条件比较苛刻。二价铜催化的反应很少有报道。在此基础之上，我们 尝试在温和条件下用二价铜和2 ，2 联咪唑催化的卤代芳烃与硫酚、硫醇的偶联反 应，并且考察该反应体系对底物的适应性。 1 2 前言 c s 键的形成特别是二芳基硫醚化合物更受关注，主要是由于这种结构是很 多具有潜在生理活性的化合物的重要组成部分。合成这类化合物传统的方法是通 过u l l m a n n 偶联反应进行的。但是，这些反应温度比较高( 大约2 0 0o c ) ，而且 要加入化学计量的铜试剂，这些使它的后期应用受到很到的限制。 我们课题组曾经报道了二价铜与2 ，2 联咪唑催化的酚类和碘苯的u l l m a n n 偶联反应【2 3 】。在此基础上，我们尝试了将二价铜与，- 配体( 2 ，2 联咪唑) 的体 系引入- 芳基化偶联反应中，探索一种新型的，温和的，适用范围比较广的催化 体系( s c h e m e2 2 ) 。 g 。+ g s 鼍擎9 s 固 s c h e m e2 2c o p p e r - c a t a l y z e dc o u p l i n go ft h i o p h e n o lw i t hl o d o b e n z e n e 1 3 结果与讨论 1 3 1 催化剂的筛选 第一部分c u ( i i ) 催化的u l l m a n n 偶联反应研究 首先，我们以碘苯与硫酚的反应为模板反应，对配体进行了筛选( f i g u r e1 ) 。 我们发现，与其它配体相比，配体1 与c u ( o a c ) 2 - h 2 0 的催化活性最高，反应3 h 产率可以达到9 2 ，接下来我们又对配体1 与c u ( o a c ) 2 h 2 0 的用量进行了考察， 我们发现当铜盐和配体的量都是1 5m m 0 1 时，该反应体系的催化效果最好。 2 o h 3 oo f i g u r e1 ：e f f e c to f l i g a n d so nt h ec r o s s - c o u p l i n gr e a c t i o no f p h ia n dp h s h 1 3 2 铜盐、碱和溶剂的筛选 我们以1 5m m 0 1 c u ( o a c ) 2 h 2 0 和1 5m m 0 1 2 , 2 联咪唑为催化剂对铜盐、 碱和溶剂进行了优化，结果列于t a b l e1 。从t a b l e1 中数据，可以看出：催化剂 为c u 和c u o 时，反应仅有5 1 和2 6 的分离收率；以e t 3 n 为碱时，该反 应只有2 2 的收率，比较其它几个有效的碱，c s 2 c 0 3 的效果晟好；溶剂为t h f ， l ，4 二氧六环时，反应分离收率比较低，d m s o 效果最好，因此我们选择 c u ( o a c ) 2 h 2 0 、c s 2 c 0 3 和d m s o 作为反应条件。 8 心。5 h n q c u ( i i ) 催化的u l l m a n n 偶联反应研究 第一部分 t a b l e1c o p p e r - c a t a l y z e dc o u p l i n go f t h i o p h e n o lw i t hl o d o b e n z e n e 。 4 g e n e r a lr e a c t i o nc o n d i t i o n s ：i o d o b e n z e n e ( 1 0m m 0 1 ) ，t h i o p h e n o l ( 1 1m m 0 1 ) ，c uc a t a l y s t ( o 15m m 0 1 ) ，l i g a n d ( 0 15m m 0 1 ) ，a n db a s e ( 2 0m m 0 1 ) i ni n d i c a t e ds o l v e n t ( 2 0m l ) a t8 0 。cu n d e r n 2 f o r 3h 6i s o l a t e d y i e l d 1 3 3 底物拓展 根据上述的实验结果，我们以c u ( o a c ) 2 h 2 0 ，2 , 2 一联咪唑为催化剂，卤代芳 烃和硫酚为底物，c s 2 c 0 3 为碱，d m s o 为溶剂，合成了一系列二芳基硫醚类化合 物( t a b l e 2 ) 。 t a b l e2r e s u l t so f c u ( o a c ) 2 h 2 0 c a t a l y z e dc o u p l i n go f a r y lh a l i d e sa n dt h i o l s 。 2 3 o 诊s h s 国 9 2 b 9 2 6 5 9 3 第一部分c u ( 1 1 ) 催化的u l l m a n n 偶联反应研究 4 5 6 7 8 9 1 1 1 2 1 0 d s 固 2 c g s u 2 d c s - o c 。膨s 国 g s u d 2 9 f 9 s 囝 2 h q 二p 刚d s 国 2 j 饫p q 二弘。 2 l q 三取c i 2 m 8 5 8 7 8 2 9 4 9 2 8 7 9 3 8 5 c f ) c f ) 唱 c f ) 唱 c f ) c f ) c f ) c f ) 洲 卅 洲 卅 岔 岔 岔诊岔 岔 岔 岔 岔 顶 驭 c u ( 1 1 ) 催化的u l l m a n n 偶联反应研究 第一部分 1 7 1 9 2 0 2 l 2 2 2 3 2 4 顶三 q 三 q 二 驭洲n h 2 s h 肜 s h s h n 。 s - - - - s h n 2 r 缸 2 s 2 t 孓 n s c 2 u n 0 2 。廖。 洲d s 询 2 v 9 5 9 2 9 5 8 5 8 3 8 8 8 9 反 盯u 第一部分c u 0 1 ) 催化的u l l m a n n 偶联反应研究 “g e n e r a lr e a c t i o nc o n d i t i o n s ：i o d o b e n z e n e ( 1 0m m 0 1 ) ，a r y lt h i o l ( 1 1m m 0 1 ) ，c u ( o a c ) 2 h 2 0 ( 0 15m m 0 1 ) ，l i g a n d ( o 15m m 0 1 ) ，a n dc s 2 c 0 3 ( 2 0m m 0 1 ) i nd m s o ( 2 0m e ) a t8 0o cu n d e rn 2 ( t h i o p h e n 0 1 ) f o r3h 6i s o l a t e d y i e l d 从上表中我们不难发现，无论是供电子基团还是吸电子基团取代的碘苯与苯 硫酚都取得了很好的收率，同时位阻效应对该反应影响也不大。当底物为邻胺基 苯时，该体系表现出很好的化学选择性，仅得到c s 偶联产物；底物为溴苯时， 体系得到了6 5 的收率：底物为2 溴吡啶，2 溴噻吩时，几乎不发生反应；底 物争+ ，对氯硝基苯时，也得到了8 7 的收率；底物为2 巯基吡啶、2 胺基苯硫酚、 2 毓基苯并噻噔同样得到了很好的收率。 接下来我们又对硫醇进行了考察，我们发现，在该体系下同样得到了很好的收 率( t a b l e 3 ) 。 t a b l e3r e s u l t so fc u ( o a c ) 2 h 2 0 - c a t a l y z e dc o u p l i n go f a 叮lh a l i d e sa n da l k y lt h i o l s 4 。 可。s h s 囝 8 5 2 3 4 。9 s h s 膨队8 2 d h s u 一8 4 u s h s 众 1 2 8 5 c u ( i i ) 催化的u l l m a n n 偶联反应研究 第一部分 o g e n e r a lr e a c t i o nc o n d i t i o n s ：i o d o b e n z e n e ( 1 0m m 0 1 ) ，a l k y lt h i o l ( 1 1m m 0 1 ) ，c u ( o a c ) 2 h 2 0 ( 0 15m m 0 1 ) ，l i g a n d ( 0 15m m 0 1 ) ，c s 2 c 0 3 ( 2 0m m 0 1 ) ，d m s o ( 2 0m e ) a t8 0 。cf o r3h 6i s o l a t e d y i e l d 与其它金属催化的c s 偶联反应体系相比，该体系比较新颖，廉价易得，反 应时间短，反应条件温和，催化效果较好，对底物的适用范围比较广泛。 1 3 4 结构鉴定 3 6 2 d 。，量 4 1 5 f i g u r e 2 硫醚化合物的结构经谱学分析得到了证实，以化合物2 i 为例来说明产物的结 构鉴定( f i g u r e2 ) 。在化合物2 1 的1 hn m r 中可观察到甲氧基峰j3 6 2 ( s ，3 h ， o c h 3 ) p p m ，氨基64 1 5 ( s ，2 h ，n h 2 ) p p m ，苯环上的8 个氢分成4 组，分别出现在 第一部分 c u ( i i ) 催化的u l l m a n n 偶联反应研究 67 2 8 7 31 ( m ，1 h ，a r h ) p p m ；7 01 - 7 0 7 ( m ，3 h ，a r h ) p p m ，6 6 8 ( d ，2 h ，j = 8 6h z ， a r n ) p p m ，6 5 9 6 6 3 ( m ，2 h ，a r h ) p p m , 1 3 cn m r 中6 5 5 6p p m 处的碳为甲氧基碳， 61 5 8 6 ，1 4 8 4 ，1 3 6 6 ，1 3 0 7 ，1 2 9 9 ，1 2 7 1 ，11 8 9 ，11 6 9 ，11 5 6 ，1 1 5 1p p m 处十个碳为 苯环碳。高分辨质谱分析结果表明2 l 的分子量为2 3 1 0 7 1 9 ，与产物的理论值完全 相符。 1 4 实验部分 1 4 1 底物合成 取代碘苯的合成，见( s c h e m e2 3 ) 。 r o - n h 2 + n a n 0 2 h c ：i ：o i r f h 2 s 0 4 k i r 5 r ：a ，p o c h 3 ；b ，p - o c h 2 c h 3 ；c ，p - c h 3 ；d ，m c h 3 ；e ，0 - c h 3 ；f ，p - n 0 2 ；g ，p c i ；h ，o - c i i ，3 , 4 - c h 3 s c h e m e2 3t h es y n t h e s i so fs u b s t i t u t e da r y li o d o b e n z e n e 在5 0 0m l 的三颈瓶中加入5 0m l 已经配制好的4 0 硫酸溶液，冰盐浴冷 却条件下，向其中加入取代苯胺( o 1m 0 1 ) 和亚硝酸钠( 0 1 2m 0 1 ) 的水溶液，机 械搅拌，然后滴入碘化钾( 0 1 1m 0 1 ) 水溶液，加热6 0 。c ，反应5h ，所得混合 溶液用石油醚萃取，有机相依次用5 氢氧化钠溶液、水洗涤，无水硫酸镁干燥， 浓缩，减压蒸馏得到取代碘苯( 固体产物用石油醚重结晶) 。产物1 a 1 i ，实验结 果见t a b l e 4 。 t a b l e4t h es t a t e ，m p o rb p a n dy i e l do f a r y lh a l i d e 1 4 c u ( 1 1 ) 催化的u l l m a n n 偶联反应研究 第一部分 1 4 2 卤代苯与硫酚反应 1 4 2 1 一般步骤 将卤代芳烃( 1 0m m 0 1 ) ，硫酚( 1 2m m 0 1 ) ，c u ( o a c ) 2 h 2 0 ( 0 1 5m m 0 1 ) ，2 ，2 联咪唑( 0 1 5r e t 0 0 1 ) ，碳酸铯( 2 0m m 0 1 ) ，二甲亚砜( 2 0m l ) 加入带有活塞的反 应管中，n 2 保护下，加热到8 0o c 搅拌3h 。反应结束后冷却到室温，加入水稀 释，用乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，用无水硫酸钠干燥，浓缩后得到粗产物。 用石油醚作为展开剂，通过柱层析进一步纯化得到最终产物。 1 4 2 2 产物结构表征 d i p e n y l s u l f a n e ( 2 a ) l8 6 0 5 0 2 c o l o r l e s so i l ；1 hn m r ( 3 0 0m h z ，c d c l 3 ) ：67 5 5 ( d ，4 h ，j = 7 6h z ，a r n ) ，7 3 4 ( t ，4 h ，j = 7 1h z ，a r n ) ，7 2 5 ( d ，2 h ，= 7 2 h z ，a r h ) ；1 3 cn m r ( 7 5m h z ，c d c l 3 ) ：j1 3 7 3 ，1 2 9 3 ，1 2 7 7 ， 1 2 7 4 ；h r m s ( m + ) ，c a l c df o rc 1 2 h l o s 18 6 0 5 0 3 ，f o u n d ( 4 m e t h o x y p h e n y i ) ( p h e n y l ) s u l f a n e 2 4 ( 2 b ) c o l o r l e s so i l ；1 hn m r ( 3 0 0m h z ，c d c l 3 ) ：67 3 3 ( d ，2 h ， ，= 8 6h z ，a r n ) ，7 1 6 ( t ，2 h ，j = 7 5h z ，a r n ) ，7 0 2 - 7 0 9 ( m ，3 h ，a r u ) ，6 8 1 ( d ，2 h ，j = 8 7h z ，a r n ) ，3 7 3 ( s ，3 h ， o c h 3 ) ；1 3 cn m r ( 7 5m h z ，c d c l 3 ) ：616 0 2 ，13 9 0 ，13 5 7 ， 1 2 9 3 ，1 2 8 5 ，1 2 6 1 ，1 2 4 6 ，11 5 3 ，5 5 6 ；h r m s ( m + ) ，c a l c df o rc 1 3 h 1 2 0 82 1 6 0 6 0 9 ， f o u n d216 0 6 0 9 p h e n y ip t o l y l ) s u l f a n e t 2 4 l ( 2 c ) c o l o r l e s so i l ；1 hn m r ( 3 0 0m h z ，c d c l 3 ) ：67 31 ( d ，2 h ，= 8 2h z ，a r h ) ，7 2 7 ( d ，4 h ，= 4 4h z ，a r h ) ，7 1 9 - 7 2 3 ( m ，1 h ， a r h 0 ，7 1 4 ( d ，2 h ，j = 8 0h z ，a r h ) ，2 3 4 ( s ，3 h ，c h 3 ) ；1 3 c n m r ( 7 5m h z ，c d c l 3 ) ：61 3 8 1 ，1 3 7 6 ，1 3 2 7 ，1 3 1 7 ，1 3 0 5 ，1 3 0 3 ，1 2 9 5 ，1 2 6 8 ，2 1 6 ； h r m s ( 衍) ，c a l c df o rc 1 3 h 1 2 s2 0 0 0 6 6 0 ，f o u n d2 0 0 0 6 5 9 1 5 第一部分 c u ( 1 i ) 催化的u l l m a n n 偶联反应研究 p h e n y l 似一t o l y l ) s u l f a n e 2 4 】( 2 d ) c o l o r l e s so i l ；1h n m r ( 3 0 0m h z ，c d c l 3 ) ：67 5 0 ( d ，1h ， = 7 3h z ，a r h ) ，6 9 6 7 3 4 ( m ，8 h ，a r h )