由卤代烃合成酯的无溶剂方法*
2011-11-27施小新
康 力, 董 菁, 吕 霞, 施小新
(华东理工大学 药学院 制药工程系,上海 200237)
随着环保意识的不断加强,人们提出了“绿色化学”的概念[1~3]。化学研究者致力于研究取代传统有机溶剂的绿色化学方法,发展出了以超临界流体为溶剂或以室温离子液体为溶剂的方法。但是在有机反应中完全不使用溶剂则更为绿色环保[4],近年来有文献报道:在不加溶剂的情况下,可通过光、热、微波以及超声等方法,使反应物在固态下进行化学反应[5~7]。实验结果表明,无溶剂操作常可以提高反应的转化率和选择性,减少副产物,加快反应速度,使后处理也比传统反应较为容易[7]。
本文使用羧酸(2a, 2c~2e)与三乙胺按一定比例配制的混合溶液为亲核试剂,实现了在无溶剂条件下将卤代烃(1a, 1a′, 1b, 1f, 1i, 1j和1j′)转化成酯(3a~3j, Scheme 1)的新方法,整个操作过程不需要溶剂,符合绿色化学的要求。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
Bruker ADVANCE 500 MHz型核磁共振仪(CDCl3为溶剂,TMS为内标);HP 5989A型质谱仪。所用试剂除特殊注明外均为分析纯。
1.2 3的合成(以3a为例)
在三口烧瓶中加入乙酸170 mL(2.97 mol),冰浴冷却,搅拌下缓慢滴加三乙胺280 mL(2.01 mol),滴毕,撤去冰浴,于室温搅拌2 h制得澄清溶液A。
Scheme1
在圆底烧瓶中加入溶液A 93 mL(约0.3 mol),搅拌下加入1a′ 21 g(0.15 mol),快速搅拌下于90 ℃反应2 h。用30%K2CO3溶液(140 mL)中和,静置分层,有机层减压蒸馏收集85 ℃/266 Pa馏分得无色油状液体3a22 g,收率90%;1H NMRδ: 1.53(d,J=6.5 Hz, 3H), 2.07(s, 3H), 5.89(q,J=6.5 Hz, 1H), 7.27~7.31(m, 1H), 7.33~7.36(m, 4H); EI-MSm/z(%): 164(M+, 24), 122(82), 104(100), 77(38), 43(45)。
用类似方法合成3b~3j(合成3j时乙酸/三乙胺混合溶液需过量4倍),1H NMR和MS表征结果与Scheme 1所示结构相符。合成3的反应条件及产率见表1。
表 1 合成3的反应条件及产率*
*括号内数据卤代烃为1a′或1j′;合成3j时乙酸/三乙胺混合溶液需过量4倍
2 结果与讨论
2.1 r[n(乙酸) ∶n(Et3N)]对合成3的影响
以1a′为底物,考察了r对合成3a的影响,结果见表2。由表2可见,当r=1 ∶1时,有消除反应的产物生成;当r超过4 ∶1时,反应速率明显减慢;选择r=3 ∶2时效果最好,产率可达90%。
表 2 r对合成3a的影响*
*r=n(乙酸) ∶n(Et3N);其余反应条件同1.2
2.2 胺对合成3的影响
n(乙酸) ∶n(胺)=3 ∶2,分别以1a′和1f为底物,考察了胺对合成3的影响,结果见表3。从表3可以看出,以Et3N和n-Bu3N作碱时,产率都比较高;苯胺则可能由于易被氧化,反应产物较杂,产率很低。
表 3 胺对合成3a(3f)的影响*
*n(乙酸) ∶n(胺)=3 ∶2,其余反应条件同1.2; 括号内数据对应3f
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