金属镍催化炔基铝与炔溴高效合成对称1, 3-二炔化合物

张刚 杓学蓓 李清寒 杨学军

引用本文: 张刚, 杓学蓓, 李清寒, 杨学军. 金属镍催化炔基铝与炔溴高效合成对称1, 3-二炔化合物[J]. 有机化学, 2018, 38(6): 1538-1543. doi: 10.6023/cjoc201802019 shu
Citation:  Zhang Gang, Shao Xuebei, Li Qinghan, Yang Xuejun. Synthesis of Symmetrical 1, 3-Diynes via Cross-Coupling Reaction of Alkynyl Bromide with Alkynyl Aluminum Catalyzed by Nickel[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2018, 38(6): 1538-1543. doi: 10.6023/cjoc201802019 shu

金属镍催化炔基铝与炔溴高效合成对称1, 3-二炔化合物

    通讯作者: 李清寒, E-mail:lqhchem@163.com
  • 基金项目:

    西南民族大学研究生创新基金(No.CX2016SZ063)和四川省科厅科技支撑(No.2015NZ0033)资助项目

摘要: 1,3-二炔类化合物是一类重要的有机合成中间体,被广泛应用于药物化学、有机合成及材料科学中.在室温条件下,以乙二醇二甲醚(DME)为溶剂,炔基溴(1 mmol)与炔基铝试剂(1.5 mmol)在Ni(acac)2(5 mol%)/DPPE(10 mol%)催化下进行偶联反应,以中等至优秀的收率得到了多种1,3-二炔烃类化合物.该反应体系对于带不同种类的功能基团的芳炔基铝试剂及炔基溴均有很好的催化活性.而且对于大位阻的α-萘炔及杂环2-噻吩炔也有较好的催化效果.该反应体系简单、催化效率高,不需要其它共催化剂.

English

  • 共轭的1, 3-二炔化合物由于其有刚性结构单元和独特的电子特性而在天然产物的合成[1]、药物分子的制备[2]及有机导电材料[3]中有广泛的应用, 而且在超分子轮烯、超分子开关以及金属鳌合剂方面扮演着重要的角色[4~6].同时, 共轭的1, 3-二炔类化合物还由于具有抗病毒[7]、抗真菌[8]、抗癌[9]、抗艾滋病毒[7]和抗炎症[10]等广泛的生理活性, 广泛存在于许多天然产物的生物活性物质和药物分子中.因而对共轭的1, 3-二炔类化合物的合成引起了化学家们的浓厚兴趣.

    自从Glaser[11]于1869年首次报道了以苯乙炔为原料, 氨水和乙醇为溶剂, CuCl为催化剂, 在空气存在条件下成功地合成1, 4-二苯基-1, 3-丁二炔以来, 开发新的、高效的合成共轭1, 3-二炔类化合物的方法一直是化学工作者关注的热点.在过去的数十年间, 人们已经发展出了许多有效的合成共轭1, 3-二炔类化合物的方法[12].其中比较典型的合成方法有端炔及衍生物的自身氧化偶联反应[13]、端炔及衍生物参与的Sonogashira偶联反应[14]、Pd-Cu催化端炔的偶联反应[15]、过渡金属催化的炔基金属试剂(格氏试剂、碲试剂)的自身偶联反应[16]、炔羧酸的氧化脱羧自身偶联反应[17]及共轭二炔酮的去羰基化反应[18]等.尽管目前发展了众多合成共轭1, 3-二炔化合物的新方法, 但是在这些方法中仍存在许多不足之处, 如氧化剂需要量大, 反应温度高, 碱的用量大, 需要共催化剂或者特殊的反应界质等.因此, 发展新的、高效的制备共轭1, 3-二炔化合物的合成方法仍是值得研究的一个领域.

    近年来, 人们发现有机铝试剂具有很好的亲核性和反应活性, 特别是对许多官能团具有能很好的兼容性, 已被成功地应用于许多碳碳键的形成反应中, 取得了优异的效果[19].而且一些文献报道金属催化的亲电试剂与炔基金属试剂的偶联反应为取代炔烃的合成提供了一条新的合成路线[20].因此, 在以前工作的基础上[21], 我们发展了Ni(acac)2催化炔基溴与炔基铝试剂的均相交叉偶联反应制备对称共轭1, 3-二炔化合物的新方法.该方法反应条件温和、反应时间短, 是一种方便并且有效的制备共轭1, 3-二炔化合物的新方法.而这方面的研究还未见文献报道.合成的目标化合物通过熔点测定和核磁共振氢谱及碳谱分析对其结构进行确证.合成路线见Eq. 1.

    (1)

    在室温, 四氢呋喃(THF)为溶剂, 以苯乙炔基溴(2a) (1.0 mmol)和苯乙炔基铝(1a) (1.5 mmol)作为标准反应体系进行偶联反应的反应条件考察(表 1).当反应体系中不添加金属Ni和配体时, 苯乙炔基溴化物(2a)与苯乙炔基铝(1a)在室温不能发生反应得到目标产物1, 4-二苯基-1, 3-丁二炔(3a)(表 1, Entry 1).当在反应中加入5 mol% Ni(acac)2为催化剂时, 1, 4-二苯基-1, 3-丁二炔(3a)的收率为5%(表 1, Entry 2).令人高兴的是在反应体系中加入10 mol% (o-furyl)3P配体时, 1, 4-二苯基-1, 3-丁二炔(3a)的收率为30%(表 1, Entry 3).为了确证在该条件下目标产物3a是否来自于苯乙炔基溴化物(2a)的自身偶联或苯乙炔基铝(1a)的自身偶联, 于是在该条件下, 分别考察了苯乙炔基溴化物(2a)及苯乙炔基铝(1a)单独在该体系中的反应情况.结果表明, 在该反应体系中, 单独的苯乙炔基溴化物(2a)及苯乙炔基铝(1a)不会进行自身的偶联反应而生成目标产物1, 4-二苯基-1, 3-丁二炔(3a)(表 1, Entries 4, 5).为了进一步研究该催化体系, 我们对反应的其它条件进行了考察.

    表 1

    表 1  金属镍和配体对C6H5C≡CAlMe2 (1a)与C6H5C≡CBr (2a)的偶联反应的影响a
    Table 1.  Effect of the nickel source and ligand on the cross-coulping reaction of C6H5C≡CAlMe2 (1a) with C6H5C≡CBr (2a)
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    Entry Ni salt Ligand Yieldd/%
    1 0
    2 Ni(acac)2 5
    3 Ni(acac)2 (o-Furyl)3P 30
    4b Ni(acac)2 (o-Furyl)3P Trace
    5c Ni(acac)2 (o-Furyl)3P Trace
    6 NiCl2 (o-Furyl)3P 28
    7 Ni(OAc)2 (o-Furyl)3P 24
    8 Ni(acac)2 Ph3P 18
    9 Ni(acac)2 DPPB 23
    10 Ni(acac)2 DPPE 70
    a 1a (1.5 mmol), 2a (1 mmol), 2 mL of solvent, room temperature. b Only using 1a (1 mmol). c Only using 2a (1 mmol). d Isolated yield.

    首先以(o-furyl)3P (10 mol%)为配体对不同的金属镍盐进行筛选.结果表明NiCl2, Ni(OAc)2对反应均有催化效果(表 1, Entries 6, 7).但从反应结果来看, Ni(acac)2/ (o-furyl)3P体系的催化效果最好, 目标产物的的收率可达30%.因此Ni(acac)2为最佳金属.

    为了考察配体的空间效应对反应的影响, 以Ni(acac)2为中心金属, 对不同的膦配体进行了筛选(表 1, Entries 8~10).结果表明, 虽然当使用Ph3P和1, 4-双(二苯基磷)丁烷(DPPB)作为配体时, 均能得到目标产物1, 4-二苯基-1, 3-丁二炔(3a) (表 1, Entries 8, 9).但是相比于配体1, 2-双(二苯基膦)乙烷(DPPE)的反应结果, 3a的收率要低很多(表 1, Entry 10).因此, DPPE配体为反应体系的最佳配体.

    以Ni(acac)2/DPPE为催化体系, 对反应的容剂进行了考察.结果表明在乙二醇二甲醚(DME)中偶联产物1, 4-二苯基-1, 3-丁二炔(3a)的收率可达80%(表 2, Entry 3), 其反应效果优于在正己烷(63%)和二氯甲烷(DCM) (71%)中的反应效果(表 2, Entries 1, 2).因此, 在接下来的研究中, 以二甲醚(DME)为溶剂考察催化剂用量及金属与配体的物质的量之比对反应的影响.

    表 2

    表 2  反应溶剂、铝试剂的用量及Ni(acac)2/DPPE物质的量之比对反应的影响a
    Table 2.  Effect of the solvent, amount of C6H5C≡CAlEt2 (1a) and the molar ratio of Ni(acac)2/DPPE on the cross-coulping reaction
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    Entry x/mol% y/mol% Solvent Yielde/%
    1 5 10 Hexane 63
    2 5 10 DCM 71
    3 5 10 DME 80
    4 2 4 DME 64
    5 5 5 DME 71
    6 5 2.5 DME 25
    8b 5 10 DME 57
    9c 5 10 DME 56
    a 1a (1.5 mmol), 2a (1 mmol), 2 mL of DME, room temperature. b 1a (1.2 mmol), 2a (1 mmol).c1a (2 mmol), 2a (1 mmol). dIsolated yield.

    为了进一步的提高该偶联反应中目标产物的收率, 以Ni(acac)2/DPPE为催化体系, DME为溶剂, 考察了催化剂的量对反应的影响.结果表明, 当催化剂用量降低为2 mol% Ni(acac)2/4 mol% DPPE时, 目标产物1, 4-二苯基-1, 3-丁二炔(3a)的收率也随之降低, 只有64%的收率(表 2, Entry 4).接着在最佳的条件下考察了金属与配体的物质的量之比, 结果表明, 当Ni(acac)2/DPPE的摩尔比为1/1和2/1时, 目标产物1, 4-二苯基-1, 3-丁二炔(3a)的收率分别只有71%和25%(表 2, Entries 5, 6), 均比Ni(acac)2/DPPE的物质的量之比为1/2要低(表 2, Entry 3).因此, Ni(acac)2/DPPE的最佳物质的量之比为1/2.然后在5 mol% Ni(acac)2/10 mol% DPPE为催化体系, DME为溶剂的条件下, 进一步考察了C6H5C≡CAlEt2 (1a)的量对反应的影响.结果表明, 无论是增大或降低C6H5C≡CAlEt2 (1a)的量, 目标产物1, 4-二苯基-1, 3-丁二炔(3a)的收率均呈现大幅度的下降(表 2, Entries 8, 9).因此, 该偶联反应的最佳反应条件是: 5 mol% Ni(acac)2/ 10 mol% DPPE, 1.0 mmol 2a, 1.5 mmol 1a, DME为溶剂(表 2, Entry 3).

    在最优的反应条件下, 我们对该反应的底物适用范围进行了考察.研究了不同的炔基铝试剂与炔基溴的偶联反应, 结果见表 3所示.实验结果表明, 在室温, DME为溶剂, 以5 mol% Ni(acac)2/10 mol% DPPE为催化体系催化炔基铝试剂(1)与炔基溴(2)进行偶联反应, 可以顺利地得到目标产物1, 4-二取代-1, 3-丁二炔(3), 其分离收率为43%~90%(表 3, Entries 1~15).从表 3中可以看出, 即使是有空间位阻的炔铝试剂试剂与炔溴试剂也可以顺利地以中等收率得到相应的目标产物3b, 3i, 3j, 3l(表 3, Entries 2, 8, 9, 11).而且可以看出该偶联反应不受芳炔基铝试剂或炔溴试剂中芳环上的取代基电子效应的影响, 无论是推电子基团(Me, Et, Pentyl, tBu)(表 3, Entries 2~7)还是吸电子基团(F, Cl, Br)(表 3, Entries 6~10, 13~15)都可顺利地进行交叉偶联反应得到相应的目标产物, 不过从实验结果可看出, 所带吸电子基团的底物的反应效果一般要好于带有供电子基团的底物.值得注意的是, 该偶联反应对杂环2-噻吩炔基铝试剂也有效, 可以以77%的分离收率得到目标物3m (表 3, Entry 12).然而该催化体系对于含有酯基或氰基官能团的炔溴或炔基铝试剂效果较差, 未能得到目标产物.

    表 3

    表 3  有机铝试剂ArC≡CAlMe2(1)与1-溴代炔试剂(2)进行交叉偶联反应制备1, 3-二炔化合物a
    Table 3.  1, 3-Diynes from cross-coupling reactions of organo-aluminum reagents ArC≡CAlMe2 (1) with 1-bromoalkynes (2)
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    Entry R(1) R'(2) Product 3 Yieldb/%
    1 Ph (1a) Ph (2a) 3a 80
    2 3-MeC6H4 (1b) 3-MeC6H4 (2b) 3b 72
    3 4-MeC6H4 (1c) 4-MeC6H4 (2c) 3c 51
    4 4-EtC6H4 (1d) 4-EtC6H4 (2d) 3d 43
    5 4-Pentyl-C6H4 (1e) 4-Pentyl-C6H4 (2e) 3e 78
    7 4-tBuC6H4 (1f) 4-tBuC6H4 (2f) 3f 89
    6 4-BrC6H4 (2g) 4-BrC6H4 (2g) 3g 82
    7 4-ClC6H4 (2h) 4-ClC6H4 (2h) 3h 74
    8 2-FC6H4 (1i) 2-FC6H4 (2i) 3i 90
    9 3-FC6H4 (1j) 3-FC6H4 (2j) 3j 90
    10 4-FC6H4(1k) 4-FC6H4 (2k) 3k 88
    11 2-Naphthyl (1l) 2-Naphthyl (2l) 3l 43
    12 2-Thienyl (1m) 2-Thienyl (2m) 3m 77
    13 Ph (1a) 4-MeC6H4(2c) 3n 62
    14 Ph (1a) 4-BrC6H4(2g) 3o 74
    15 Ph (1a) 4-ClC6H4 (2n) 3p 64
    a1a (1.5 mmol), 2a (1 mmol), 2 mL of DME, room temperature, 5 h. b Isolated yield.

    基于上述实验结果, 我们提出了该反应的可能机理, 如图Scheme 1.首先Ni(acac)2与R'C≡CAlEt2 (1)进行金属交换, 再还原消除得到Ni(0)的膦配合物4.然后炔溴(2)与Ni(0)的膦配合物4进行氧化加成形成中间体Ni(II) 5, 接着R'C≡CAlEt2 (2)与中间体5进行金属交换得到中间体6和Et2AlBr.最后, 配合物6经还原消除得得到相应的交叉偶联产物3和活性Ni(0)物种, 并进入下一个催化循环.

    图式 1

    图式 1.  可能的反应机理
    Scheme 1.  Possible mechanism

    发展了一类金属镍催化炔基铝试剂与炔基溴试剂的交叉偶联反应制备1, 3-二炔化合物的方法.实验表明, 该方法对于合成对称的1, 4-二取代-1, 3-丁二炔化合物简单而有效, 也可用于非对称的1, 4-二取代-1, 3-丁二炔化合物的合成.在室温, DME为溶剂, 5 mol% Ni(acac)2/10 mol% DPPE能顺利地催化炔基铝试剂与炔基溴进行偶联反应, 并以中等至优秀的分离收率(41%~90%)得到相应的1, 4-二取代-1, 3-丁二炔化合物.该反应对芳香炔基铝试剂及炔溴中芳环上的各种官能团都有很好的兼容性, 同时对杂环炔化合物也有效.值得注意的是, 该催化体系中不需要其它共催化剂.

    XRC1显微熔点仪测定(温度未校正); Varian 400 MHz核磁共振仪(Me4Si为内标, CDCl3或DMSO-d6为溶剂); Fin-nigan-MAT4510型质谱仪; 薄层层析(TLC)硅胶板使用GF-254硅胶, 柱层析硅胶使用200~400目的中性硅胶.所有反应均在氮气下进行.芳香乙炔基溴按照文献[21c]合成, 炔基铝试剂按照文献[19d]合成, 无须纯化, 直接使用.所有化学试剂和溶剂均购至Damas-beta和Aldrich.实验中所使用的各种溶剂均经过除水除氧的步骤:四氢呋喃(THF)及正己烷(n-hexane)皆在氮气下回流以钠金属(Na)除水, 蒸馏收集使用.二氯甲烷(DCM)在氮气下回流以氢化钙(CaH2)除水收集使用.除特别注明外, 其它试剂均未经进一步处理.

    向干燥的反应试管中加入Ni(acac)2 (12.85 mg, 0.05 mmol)和DPPE (39.84 mg, 0.1 mmol), 在氮气流下向反应试管中加入无水DME (2 mL).然后使用注射器将炔基铝试剂(1.5 mmol)加入反应体系中, 再加入炔基溴化物(1.0 mmol).将反应混合物缓在室温继续搅拌反应5 h.向反应混合物中加入1 mol/L的稀盐酸(10 mL), 搅拌5 min, 用乙酸乙酯(15 mL×3)萃取.合并有机层, 并用无水Na2SO4干燥, 过滤, 减压浓缩.残留物经柱层析分离得到目标产物3(洗脱剂:石油醚或石油醚-乙酸乙酯).

    1, 4-二苯基-1, 3-丁二炔(3a):白色固体, 收率80%. m.p. 87~89 ℃(文献值[15c]: m.p. 88~90 ℃); 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.54~7.52 (m, 4H), 7.37~7.32 (m, 6H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 132.5, 129.2, 128.4, 121.8, 81.5, 73.9; MS m/z (ESI): 202.52 (M+).

    1, 4-二(3-甲基苯基)-1, 3-丁二炔(3b):白色固体, 收率72%. m.p. 68~70 ℃(文献值[17]: m.p. 67~69 ℃); 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.34~7.32 (m, 4H), 7.25~7.17 (m, 4H), 2.34 (s, 6H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 138.1, 133.0, 130.1, 129.6, 128.3, 121.6, 81.6, 73.6, 21.2; MS m/z (ESI): 230.78 (M+).

    1, 4-二(4-甲基苯基)-1, 3-丁二炔(3c):白色固体, 收率41%. m.p. 181~183 ℃(文献值[15c]: m.p. 181~182 ℃); 1H NMR(400 MHz, CDCl3, ) δ: 7.42 (d, J=8.0 Hz, 4H), 7.14 (d, J=8.0 Hz, 4H), 2.36 (s, 6H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 139.5, 132.4, 129.2, 118.8, 81.5, 73.4, 21.6; MS (ESI) m/z: 230.65 (M+).

    1, 4-二(4-乙基苯基)-1, 3-丁二炔(3d):灰白色固体, 收率41%. m.p. 90~91 ℃(文献值[15c]: m.p. 89~91 ℃); 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.44 (d, J=8.0 Hz, 4H), 7.16 (d, J=8.0 Hz, 4H), 2.65 (q, J=7.6 Hz, 4H), 1.23 (t, J=7.6 Hz, 6H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 145.7, 132.5, 128.0, 119.0, 81.6, 73.4, 28.9, 15.3; MS (ESI) m/z: 258.73 (M+).

    1, 4-二(4-戊基苯基)-1, 3-丁二炔(3e)[13d]:白色固体, 收率78%. m.p. 87~89 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.39 (d, J=8.0 Hz, 4H), 7.11 (d, J=8.0 Hz, 4H), 2.60~2.56 (m, 4H), 1.62~1.57 (m, 4H), 1.35~1.27 (m, 8H), 0.88 (t, J=6.8 Hz, 6H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 143.9, 132.0, 128.4, 119.2, 83.9, 76.5, 35.9, 31.4, 30.9, 22.5, 14.0; MS (ESI) m/z: 342.71 (M+).

    1, 4-二(4-叔丁基苯基)-1, 3-丁二炔(3f):灰白色固体, 收率89%. m.p. 193~194 ℃(文献值[15c]: m.p. 193~194 ℃); 1H NMR(400 MHz, CDCl3) δ: 7.47~7.42 (m, 4H), 7.36~7.33 (m, 4H), 1.31 (s, 18H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 152.5, 132.2, 125.4, 118.8, 81.5, 73.5, 34.9, 31.0; MS (ESI) m/z: 314.67 (M+).

    1, 4-二(4-溴苯基)-1, 3-丁二炔(3g)[17]:白色固体.收率82%. m.p. 261~263 ℃(文献值: m.p. 260~262 ℃); 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.47 (d, J=8.8 Hz, 4H), 7.36 (d, J=8.8 Hz, 4H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 133.5, 131.6, 123.1, 121.0, 82.5, 78.3; MS (ESI) m/z: 362.25 (M++2).

    1, 4-二(4-氯苯基)-1, 3-丁二炔(3h):白色固体, 收率74%. m.p. 220~221 ℃(文献值[15c]: m.p. 220~221 ℃); 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.46 (d, J=8.4 Hz, 4H), 7.35 (d, J=8.4 Hz, 4H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 133.7, 131.7, 127.3, 121.2, 82.7, 78.5; MS (ESI) m/z: 271.32 (M+).

    1, 4-二(2-氟苯基)-1, 3-丁二炔(3i):白色固体.收率90%. m.p. 109~110 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.54~7.50 (m, 2H), 7.39~7.34 (m, 2H), 7.15~7.08 (m, 4H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 163.7 (d, J=251.6 Hz), 134.3, 131.1 (d, J=8.0 Hz), 124.2 (d, J=4.0 Hz), 115.6 (d, J=21.0 Hz), 110.4 (d, J=15.0 Hz), 78.4, 75.8; MS (ESI) m/z: 238 (M+); HRMS (ESI) calcd for C16H9F2 (M+H)+ 239.0672, found 239.0669

    1, 4-二(3-氟苯基)-1, 3-丁二炔(3j):白色固体.收率90%. m.p. 115~116 ℃(文献值[15c]: m.p. 115~116 ℃); 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.35~7.28 (m, 4H), 7.23~7.21 (m, 2H), 7.12~7.07 (m, 2H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 162.2 (d, J=246.1 Hz), 130.1 (d, J=8.5 Hz), 128.5 (d, J=3.2 Hz), 123.3 (d, J=9.4 Hz), 119.2 (d, J=22.9 Hz), 116.9 (d, J=21.0 Hz), 80.6, 74.4; MS (ESI) m/z: 238.06 (M+).

    1, 4-二(4-氟苯基)-1, 3-丁二炔(3k):灰白色固体, 收率88%. m.p. 188~189 ℃(文献值[17]: m.p. 185~187℃); 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.53~7.49 (m, 4H), 7.06~7.02 (m, 4H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 163.0 (d, J=250.4 Hz), 134.5 (d, J=8.4 Hz), 117.8, 115.9 (d, J=22.2 Hz), 80.4, 73.5; MS (ESI) m/z: 239.01 (M++1).

    1, 4-二(2-萘基)-1, 3-丁二炔(3l):白色固体, 收率43%. m.p. 174~176 ℃(文献值[17]: m.p. 173~176 ℃); 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.43 (d, J=8.4 Hz, 2H), 7.89~7.83 (m, 6H), 7.65~7.61 (m, 2H), 7.58~7.54 (m, 2H), 7.48~7.44 (m, 2H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 133.9, 133.1, 132.1, 129.8, 128.4, 127.2, 126.7, 126.1, 125.2, 119.5, 80.9, 78.7; MS (ESI) m/z: 302.27 (M+).

    1, 4-二(2-噻吩基)-1, 3-丁二炔(3m):白色固体, 收率77%. m.p. 89~90 ℃(文献值[15c]: m.p. 89~90 ℃); 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.35~7.31 (m, 4H), 7.01~6.99 (m, 2H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 134.4, 128.9, 127.2, 121.9, 77.8, 76.6; MS (ESI) m/z: 214.97 (M+).

    1-苯基-4-(4-甲基苯基)-1, 3-丁二炔(3n)[21c]:白色固体, 收率62%. m.p. 94~96 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.53~7.51 (m, 2H), 7.43~7.41 (m, 2H), 7.36~7.31 (m, 3H), 7.14~7.12 (m, 2H), 2.35 (s, 3H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 139.7, 139.6, 132.6, 129.4, 129.3, 128.6, 121.9, 118.8, 82.0, 81.7, 74.1, 73.5, 21.7.

    1-苯基-4-(4-溴苯基)-1, 3-丁二炔(3o)[21c]:淡黄色固体, 收率74%. m.p. 189~190 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.53~7.46 (m, 4H), 7.38~7.31 (m, 5H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 134.0, 132.6, 131.9, 129.3, 128.6, 123.8, 121.9, 120.9, 81.7, 80.5, 75.2, 74.1.

    1-苯基-4-(4-氯苯基)-1, 3-丁二炔(3p)[21c]:白色固体, 收率64%. m.p. 124~126 ℃; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.56~7.52 (m, 2H), 7.46~7.44 (m, 2H), 7.39~7.31 (m, 5H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 135.5, 133.8, 132.7, 129.5, 129.0, 128.6, 121.7, 120.4, 82.3, 80.4, 75.0, 73.8.

    辅助材料(Supporting Information)  化合物3a~3p的核磁谱图.这些材料可以免费从本刊网站(http://sioc-journal.cn/)上下载.

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      (丁勇, 李清寒, 赵志刚, 杨学军, 陈峰, 有机化学, 2017, 37, 3282. )

  • 图式 1  可能的反应机理

    Scheme 1  Possible mechanism

    表 1  金属镍和配体对C6H5C≡CAlMe2 (1a)与C6H5C≡CBr (2a)的偶联反应的影响a

    Table 1.  Effect of the nickel source and ligand on the cross-coulping reaction of C6H5C≡CAlMe2 (1a) with C6H5C≡CBr (2a)

    Entry Ni salt Ligand Yieldd/%
    1 0
    2 Ni(acac)2 5
    3 Ni(acac)2 (o-Furyl)3P 30
    4b Ni(acac)2 (o-Furyl)3P Trace
    5c Ni(acac)2 (o-Furyl)3P Trace
    6 NiCl2 (o-Furyl)3P 28
    7 Ni(OAc)2 (o-Furyl)3P 24
    8 Ni(acac)2 Ph3P 18
    9 Ni(acac)2 DPPB 23
    10 Ni(acac)2 DPPE 70
    a 1a (1.5 mmol), 2a (1 mmol), 2 mL of solvent, room temperature. b Only using 1a (1 mmol). c Only using 2a (1 mmol). d Isolated yield.
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    表 2  反应溶剂、铝试剂的用量及Ni(acac)2/DPPE物质的量之比对反应的影响a

    Table 2.  Effect of the solvent, amount of C6H5C≡CAlEt2 (1a) and the molar ratio of Ni(acac)2/DPPE on the cross-coulping reaction

    Entry x/mol% y/mol% Solvent Yielde/%
    1 5 10 Hexane 63
    2 5 10 DCM 71
    3 5 10 DME 80
    4 2 4 DME 64
    5 5 5 DME 71
    6 5 2.5 DME 25
    8b 5 10 DME 57
    9c 5 10 DME 56
    a 1a (1.5 mmol), 2a (1 mmol), 2 mL of DME, room temperature. b 1a (1.2 mmol), 2a (1 mmol).c1a (2 mmol), 2a (1 mmol). dIsolated yield.
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    表 3  有机铝试剂ArC≡CAlMe2(1)与1-溴代炔试剂(2)进行交叉偶联反应制备1, 3-二炔化合物a

    Table 3.  1, 3-Diynes from cross-coupling reactions of organo-aluminum reagents ArC≡CAlMe2 (1) with 1-bromoalkynes (2)

    Entry R(1) R'(2) Product 3 Yieldb/%
    1 Ph (1a) Ph (2a) 3a 80
    2 3-MeC6H4 (1b) 3-MeC6H4 (2b) 3b 72
    3 4-MeC6H4 (1c) 4-MeC6H4 (2c) 3c 51
    4 4-EtC6H4 (1d) 4-EtC6H4 (2d) 3d 43
    5 4-Pentyl-C6H4 (1e) 4-Pentyl-C6H4 (2e) 3e 78
    7 4-tBuC6H4 (1f) 4-tBuC6H4 (2f) 3f 89
    6 4-BrC6H4 (2g) 4-BrC6H4 (2g) 3g 82
    7 4-ClC6H4 (2h) 4-ClC6H4 (2h) 3h 74
    8 2-FC6H4 (1i) 2-FC6H4 (2i) 3i 90
    9 3-FC6H4 (1j) 3-FC6H4 (2j) 3j 90
    10 4-FC6H4(1k) 4-FC6H4 (2k) 3k 88
    11 2-Naphthyl (1l) 2-Naphthyl (2l) 3l 43
    12 2-Thienyl (1m) 2-Thienyl (2m) 3m 77
    13 Ph (1a) 4-MeC6H4(2c) 3n 62
    14 Ph (1a) 4-BrC6H4(2g) 3o 74
    15 Ph (1a) 4-ClC6H4 (2n) 3p 64
    a1a (1.5 mmol), 2a (1 mmol), 2 mL of DME, room temperature, 5 h. b Isolated yield.
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  • 发布日期:  2018-06-01
  • 收稿日期:  2018-02-14
  • 修回日期:  2018-04-04
  • 网络出版日期:  2018-06-17
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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