胡志明,趙衛(wèi)娟,馬佳頎,莫衛(wèi)民,沈振陸
(1.浙江工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院,浙江 杭州 310014;2.浙江省化工研究有限公司,浙江 杭州 310023)
許多細(xì)胞毒性化合物都含有二苯基甲烷類衍生物單元[1],這類化合物能夠很好地聯(lián)接秋水仙堿作用于微管蛋白,最終除去癌變細(xì)胞[2],所以該類物質(zhì)能夠用于抗癌藥物的研制。有人曾經(jīng)報(bào)道了使用過渡金屬催化偶聯(lián)反應(yīng)形成C-C 鍵,如Pd,Cu,Fe,Zn 等[3-7],二苯基甲烷衍生物的合成一般通過芐基鹵代物與芳基硼酸為原料,在過渡金屬催化作用下通過Suzuki 反應(yīng)制得[8]。本文以Pd(OAc)2作催化劑,三苯基膦為配體,在堿性條件下以較高收率合成了二苯基甲烷衍生物。
本文用的試劑若無特別說明,均為市售CP或AR 級(jí),不經(jīng)特別處理,直接使用。美國Aglient公司GC7890 氣相色譜儀;美國Thermo 公司Thermo Trace GC-MS 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀;德國Bruker 公司Bruker DRX 500 核磁共振儀,瑞士BUCHI M-565 熔點(diǎn)儀。
見圖1。
圖1 合成路線
在150 mL 的四口燒瓶中分別加入30 mmol芐基鹵化物,32 mmol 芳基硼酸化合物,0.6 mmol三苯基膦(2 mol%,0.16 g),16.0 g 三水磷酸鉀(6 mmol,2 equiv)和60 mL 甲苯溶劑,用N2置換反應(yīng)體系中的空氣,隨后加入0.3 mmol 醋酸鈀(1 mol%,67.2 mg),氮?dú)獗Wo(hù)下加熱升溫至80 ℃反應(yīng),氣相色譜監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程。待原料完全反應(yīng)后,停止反應(yīng),反應(yīng)液經(jīng)減壓抽濾后,濾液經(jīng)減壓蒸餾除去溶劑,剩余液體經(jīng)過硅膠柱層析,得到目標(biāo)產(chǎn)物,由不同的芐基鹵化物與芳基硼酸化合物底物反應(yīng)共得到16 種不同的二苯基甲烷衍生物,具體結(jié)構(gòu)及反應(yīng)分離收率如表1 所示。經(jīng)柱層析分離得到的二苯基甲烷衍生物經(jīng)過質(zhì)譜MS、1H-NMR、13C-NMR 進(jìn)行結(jié)構(gòu)確認(rèn)。
3a:以對(duì)甲基氯芐和苯硼酸為原料,反應(yīng)過程同上,過硅膠柱得產(chǎn)品,收率94%,無色液體。1H NMR (CDCl3):δ 2.35 (s,3H),3.98 (s,2H),7.12 (d,J=1.7 Hz,4H),7.21~7.23 (m,3H),7.28~7.33 (m,2H);13C NMR (CDCl3):δ 141.5,138.1,135.6,129.2,129.0,128.9,128.5,126.1,41.6,21.1;MS (EI):m/z182.1 (M+)。
表1 不同的二苯基甲烷衍生物及其反應(yīng)分離收率
3b:以間甲基氯芐和苯硼酸為原料,反應(yīng)過程同上,過硅膠柱得產(chǎn)品,收率95%,無色液體。1H NMR (CDCl3):δ 2.38 (s,3H),4.01(s,2H),7.05~7.09(m,3H),7.23~7.28 (m,4H),7.33~7.36 (m,2H);13C NMR (CDCl3):δ 141.3,141.1,138.0,129.8,129.0,128.5,128.4,126.9,126.05,126.03,41.94,2 1.4;MS (EI):m/z 182.1 (M+)。
3c:以溴芐和鄰甲基苯硼酸為原料,反應(yīng)過程同上,過硅膠柱得產(chǎn)品,收率80%,無色液體。1H NMR (CDCl3):δ 2.28 (s,3H),4.03 (s,2H),7.14~7.24 (m,7H),7.28~7.32 (m,2H);13C NMR (CDCl3):δ140.4,139.0,136.6,130.3,130.0,128.8,128.4,126.5,126.0,39.5,19.7;MS (EI):m/z 182.1 (M+)。
3d:以溴芐和對(duì)氟苯硼酸為原料,反應(yīng)過程同上,過硅膠柱得產(chǎn)品,收率92%,無色液體。1H NMR(CDCl3):δ3.98(s,2H),6.98~7.02 (m,2H),7.16~7.28 (m,5H),7.31~7.34 (m,2H);13C NMR (CDCl3):δ 162.5,160.5,141.0,136.8,130.4 (d,J=7.5 Hz),128.8 (d,J=36.3 Hz),126.3,115.3 (d,J=20 Hz),41.1;MS (EI):m/z 186.0 (M+)。
3e:以溴芐和對(duì)氯苯硼酸為原料,反應(yīng)過程同上,過硅膠柱得產(chǎn)品,收率85%,無色液體。1H NMR(CDCl3):δ3.98 (s,2H),7.14~7.35 (m,9H);13C NMR (CDCl3):δ140.6,139.7,132.0,130.3,129.0,128.66,128.65,126.4,41.3;MS(EI):m/z 202.0 (M+)。
3f:以對(duì)甲氧基氯芐和苯硼酸為原料,反應(yīng)過程同上,過硅膠柱得產(chǎn)品,收率85%,無色液體。1H NMR (CDCl3):δ 3.82 (s,3H),3.97 (s,2H),6.87~6.89 (m,2H),7.15 (d,J=8.6 Hz,2H),7.24~7.25(m,2H),7.7.28~7.34 (m,2H);13C NMR (CDCl3):δ 158.0,141.6,133.3,129.9,128.8,128.4,126.0,113.9,55.3,41.1;MS (EI):m/z 198.0 (M+)。
3g:以間甲氧基氯芐和苯硼酸為原料,反應(yīng)過程同上,過硅膠柱得產(chǎn)品,收率85%,無色液體。1H NMR (CDCl3):δ 3.80(s,3H),3.99(s,2H),6.77~6.83 (m,3H),7.227.23 (m,4H),7.30~7.33(m,2H)。13C NMR(CDCl3):δ 159.7,142.7,140.9,129.4,128.9,128.4,126.1,121.4,114.8,111.3,55.1,42.0;MS (EI):m/z 198.1 (M+)。
3h:以對(duì)甲氧基氯芐和對(duì)氯苯硼酸為原料,反應(yīng)過程同上,過硅膠柱得產(chǎn)品,收率95%,無色液體。1H NMR (CDCl3):δ 3.81 (s,3H),3.92 (s,2H),6.86~6.87 (m,2H),6.98 (t,J=8.7 Hz,2H),7.10~7.16 (m,4H);13C NMR (CDCl3):δ 158.2,140.1,132.7,131.8,130.2,129.9,128.6,114.0,55.3,40.4;MS (EI):m/z 232.0 (M+)。
3i:以對(duì)甲氧基氯芐和對(duì)氟苯硼酸為原料,反應(yīng)過程同上,過硅膠柱得產(chǎn)品,收率90%,無色液體。1H NMR (CDCl3):δ 3.80 (s,3H),3.90(s,2H),6.84~6.87 (m,2H),7.08~7.12 (m,4H),7.24~7.28(m,2H);13C NMR (CDCl3):δ 160.4,158.1,137.3 (d,J=3.3 Hz),133.1,130.2 (d,J=7.8 Hz),129.8,115.2(d,J=21.2 Hz),114.0,55.3,40.2;MS(EI):m/z 216.0(M+)。
3j:以對(duì)甲基氯芐和對(duì)氯苯硼酸為原料,反應(yīng)過程同上,過硅膠柱得產(chǎn)品,收率82%,無色液體。1H NMR (CDCl3):δ 2.35 (s,3H),3.93 (s,2H),7.08~7.09 (m,2H),7.13~7.14 (m,4H),7.26~7.28(m,2H);13C NMR (CDCl3):δ 140.0,137.6,135.9,131.9,130.3,129.3,129.1,128.8,128.6,128.3,40.9,21.1;MS (EI):m/z 215.9 (M+)。
3k:以間氧基氯芐和對(duì)氯苯硼酸為原料,反應(yīng)過程同上,過硅膠柱得產(chǎn)品,收率92%,無色液體。1H NMR (CDCl3):δ 2.35 (s,3H),3.94 (s,2H),6.99~7.00 (m,2H),7.06 (d,J=7.6 Hz,1H),7.14~7.15 (m,2H),7.21(t,J=7.5 Hz,1H),7.27~7.29 (m,2H);13C NMR (CDCl3):δ 140.6,139.8,138.3,131.9,130.4,129.7,128.64,128.57,127.2,126.0,41.3,21.5;MS (EI):m/z 216.0 (M+)。
3l:以溴芐和對(duì)硝基苯硼酸為原料,反應(yīng)過程同上,過硅膠柱得產(chǎn)品為無色液體,收率53%,淡黃色液體。1H NMR (CDCl3):δ 4.09,7.197.20 (m,2H),7.25~7.28 (m,1H),7.33~7.37 (m,4H),8.15~7.17 (m,2H);13C NMR (CDCl3):δ 148.8,146.4,139.1,129.5,128.8,128.7,126.6,123.5,41.5;MS(EI):m/z 213.1 (M+)。
3m:以溴芐和1-萘硼酸為原料,反應(yīng)過程同上,過硅膠柱得產(chǎn)品,收率98%,白色固體,mp=47 ℃~49 ℃。1H NMR (CDCl3):δ 4.49 (s,2H),7.23~7.34 (m,5H),7.44~7.50 (m,3H),7.80 (d,J=8.2 Hz,1H),7.89~7.91 (m,1H),8.03~8.05 (m,1H);13C NMR (CDCl3):δ 140.7,136.7,134.0,132.2,128.9,128.7,128.5,127.4,127.2,126.1,126.0,125.6,124.3,39.1;MS (EI):m/z 218.1 (M+)。
3n:以對(duì)甲氧基氯芐和1-萘硼酸為原料,反應(yīng)過程同上,過硅膠柱得產(chǎn)品,收率90%,白色固體,mp=82 ℃~86 ℃。1H NMR (CDCl3):δ 3.79 (s,3H),4.41 (s,2H),6.82~6.84 (m,2H),7.13 (d,J=8.65 Hz,2H),7.28~7.30 (m,1H),7.42~7.48(m,2H),7.77 (d,J=8.2 Hz,1H),7.87~7.89 (m,1H),8.01~8.03(m,1H);13C NMR(CDCl3):δ 158.0,137.1,134.0,132.7,132.1,129.7,128.7,127.2,127.1,126.0,125.58,125.56,124.3,113.9,55.3,38.2;MS (EI):m/z 248.1 (M+)。
3o:以芐溴和4-聯(lián)苯基硼酸為原料,反應(yīng)過程同上,過硅膠柱得產(chǎn)品,收率88%,黃色固體,mp=83 ℃~87 ℃。1H NMR (CDCl3):δ 4.05 (s,2H),7.24~7.36(m,8H),7.43~7.46 (m,2H),7.53~7.55(m,2H),7.59~7.60(m,2H);13C NMR (CDCl3):δ 141.1,140.3,139.1,129.4,129.0,128.8,128.6,127.3,127.13,127.06,126.2,41.6;MS (EI):m/z 244.1 (M+)。
3p:以對(duì)甲氧基氯芐和4-聯(lián)苯基硼酸為原料,反應(yīng)過程同上,過硅膠柱得產(chǎn)品,收率91%,白色固體,85 ℃~88 ℃。1H NMR (CDCl3):δ 3.81(s,3H),3.99 (s,2H),6.87 (d,J=8.55 Hz,2H),7.17(d,J=8.5 Hz,2H),7.28~7.28 (m,2H),7.33~7.36(s,1H),7.42~7.45 (m,2H),7.45~7.54 (m,2H),7.58~7.59 (m,2H);13C NMR (CDCl3):δ 158.0,141.1,140.7,139.0,133.2,129.9,129.2,128.7,127.2,127.1,127.0,114.0,55.3,40.7;MS (EI):m/z 274.1 (M+)。
當(dāng)?shù)孜锲S基鹵代物為氯芐類化合物,其苯環(huán)上有供電子基團(tuán)時(shí),這些氯芐類化合物可以直接與芳基或取代芳基硼酸反應(yīng),獲得較好的產(chǎn)物收率(表1 中1,2,6~11,14,16)。當(dāng)其苯環(huán)上沒有供電子基團(tuán)存在,直接用氯芐為原料與苯硼酸類底物反應(yīng)時(shí),發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速度很慢,原料很難完全轉(zhuǎn)化。用溴芐替代氯芐,反應(yīng)明顯很快,可獲得較高的產(chǎn)物分離收率(表1 中3~5)。當(dāng)芳基硼酸含強(qiáng)吸電子基如硝基時(shí),產(chǎn)物收率只有53%。
以芐基鹵代物和芳基硼酸為原料,以Pd(OAc)2為催化劑、三苯基膦為配體、磷酸三鉀為堿、甲苯為溶劑,較溫和的條件下發(fā)生Suzuki 偶聯(lián)反應(yīng),經(jīng)過簡單的后處理可以得到二苯基甲烷衍生物。大部分芐基鹵代物與芳基硼酸都能夠在該體系中較好地進(jìn)行反應(yīng),獲得較高收率的產(chǎn)物。
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