金属催化合成二苯甲酮类化合物的研究进展

朱赟洁（浙江工业大学药学院，浙江杭州 310014）

金属催化合成二苯甲酮类化合物的研究进展

朱赟洁
（浙江工业大学药学院，浙江杭州 310014）

二苯甲酮类化合物在化工领域应用十分广泛，综述了一些传统的二苯甲酮合成方法以及一些有代表性的过渡金属催化合成二苯甲酮化合物的方法。

二苯甲酮类化合物；过渡金属；合成

0　前言

二苯甲酮类化合物的用途十分广泛，因为羰基两边苯环上的取代基种类，数量以及位置的不同，使得二苯甲酮类化合物家族成员十分庞大。目前，二苯甲酮类化合物已经广泛地应用于医药、农药、塑料、染料、电子化工以及日用化工等领域［1-5］。因此，对二苯甲酮类化合物的合成研究具有重要意义。

1　传统合成路线

工业上，传统合成二苯甲酮类化合物的方法主要有Fielder-Crafts反应。

1.1以苯甲酰氯为原料

杨志等人［6］报道以苯与苯甲酰氯为原料，无水三氯化铝为催化剂，加热回流3 h，最终收率为71.2%（Scheme 1）。

Scheme 1

后来，王要令等人［7］对该反应进行了改进，同样是以苯和苯甲酰氯为原料，但催化剂改为功能化酸性离子液体［Emim］Br-FeCl3，在80℃条件下反应80 min，最终收率为98.3%（Scheme 2）。离子液体具有液体酸的高密度反应活性位和固体酸的不挥发性，而且酸性可以调节，在酸催化反应中显示了优良的性能，具有取代传统工业酸催化材料的潜力。

Scheme 2

1.2以四氯化碳为原料

四氯化碳，苯也可作为原料，三氯化铝作为催化剂，在40℃条件下，反应1 h，然后加水水解得到二苯甲酮化合物，收率在90%左右（Scheme 3）［8］。

Scheme 3

1.3以氯化苄为原料

除了上述方法外，也有人以氯化苄，苯为原料，无水三氯化铝为催化剂，在40℃条件下，反应4.5 h，得到二苯甲烷，然后在三水醋酸铅和硝酸作用下发生氧化反应，110℃条件下反应8 h，得到二苯甲酮，收率为91%（Scheme 4）［9］。氯化苄价廉易得，生产简单，收率也较高。但是生产过程中仍然用到了大量三氯化铝，最后一步氧化反应产生了污染环境的氮氧化合物。

Scheme 4

Fielder-Crafts酰化反应通常采用大量的可溶性路易斯酸（三氯化铝、氯化铁、四氯化碳等）或者无机强酸（如HF），反应条件剧烈，反应选择性较差，反应产生大量废水以及金属，三废处理成本较高。

2　过渡金属催化合成二苯甲酮化合物

近年来，随着国家对环境的重视，传统方法合成二苯甲酮化合物对环境造成了一定威胁。通过过渡金属催化交叉偶联反应制备二苯甲酮化合物引起了化学家们的广泛关注，成为研究热点。

目前，过渡金属催化合成二苯甲酮类化合物主要是以苯甲醛、苯甲酰甲酸、苄醇为原料，下面通过原料的不同分别介绍二苯甲酮类化合物的合成方法。

2.1以苯甲醛为原料

Genet等人［10］用［Rh（CH2CH2）2Cl］2和P（t-Bu）3作催化剂，芳醛和芳基三氟硼酸钾为原料在较温和的条件下反应得到二苯甲酮化合物，其收率为73%～93%（Scheme 5）。该反应虽然收率较高，但是铑催化剂价格较高，不适宜工业化生产。

Scheme 5

Cheng课题组［11］利用相对廉价的氯化钴和1，10-菲啰啉为催化体系对有机硼酸和醛进行催化，得到了二苯甲酮类化合物（Scheme 6）。该反应的优点是选取了价格较为低廉的氯化钴作为催化剂而且只用到了催化量，氧气作为氧化剂，反应条件较为温和，而且得到产物收率较高，在61%～94%之间，原料价廉易得，提供了一种制备二苯甲酮类化合物的一种方法，具有工业化应用价值。

Scheme 6

Li课题组［12］报道了乙酰苯胺与苯甲醛在Pd （TFA）2的催化下邻位酰基化，得到二苯甲酮类化合物（Scheme 7）。该反应是一类sp2C-H活化偶联反应，利用酰胺作为导向基团，活化苯环邻位上sp2H，使用了催化量的Pd（TFA）2作为催化剂，TBHP作为氧化剂 ，甲苯作为溶剂在90℃条件下反应24 h，收率在53%～85%之间。该反应优点为：选择性强，能特定地在邻位上进行酰基化。

Scheme 7

2.2以苄醇为原料

苄醇作为酰基化试剂合成二苯甲酮类化合物，在近年来被广泛报道。这类反应实质上也是sp2C-H活化偶联反应，且需要不同的导向基团参与反应。Li等人［13］报道了2-苯基吡啶与苄醇反应，合成二苯甲酮类化合物。该反应利用吡啶作为导向基团，以PdCl2为催化剂，TBHP作为氧化剂，收率在7%～88%之间，其中对硝基的底物收率较低为7%，其它收率均在60%以上（Scheme 8a）。该反应使用了3倍量的TBHP作为氧化剂，实质上是将苄醇先氧化成苯甲醛，然后再参与到反应中，其机理如下（Scheme 9）。Zhou等人［14］以苄醇与苯甲酰胺为原料合成二苯甲酮化合物。他们巧妙地应用了酰胺基为导向基团，在Pd（OAc）2催化下，TBHP为氧化剂，得到二苯甲酮类化合物，收率在85%～96%之间（Scheme 8b）。该反应的优点在于反应条件温和，40℃即可反应，而且用水作为溶剂，相比较于有机试剂更加绿色环保，且得到不同取代基的二苯甲同化合物收率都较高，具有一定的普适性。Sun课题组［15］发现苄醇和偶氮苯也可合成二苯甲酮化合物。同样是利用Pd（TFA）2为催化剂，TBHP为氧化剂。收率在39%～73%之间（Scheme 8c）。该反应收率不高，但是提出了一种新型的定位基，为后面的研究者提供借鉴。

Scheme 8

Scheme 9

2.3以苯甲酰甲酸为原料

以苯甲酰甲酸为原料合成二苯甲酮类化合物成为近年来研究的热点。该类反应的实质是在过渡金属催化下的脱羧偶联反应。

Ji等人［16］报道了碘苯与苯甲酰甲酸钾反应合成二苯甲酮化合物。该反应在碘化钯与碘化亚铜共同催化下，NMP作为溶剂，120℃条件下，反应3 h，最终收率在83%～93%之间（Scheme 10）。该反应巧妙地通过一个钯循环，和一个铜循环，使催化剂仅需催化量即可。其机理如下：苯甲酰甲酸钾与铜络合，失去一分子二氧化碳，然后和钯与碘苯的络合物交叉偶联，生成二苯甲酮化合物（Scheme 11）。

Scheme 10

Scheme 11

Scheme 12

Ge课题组［17］发现乙酰苯胺与苯甲酰甲酸反应合成二苯甲酮化合物。该反应用酰胺作为导向基团，使用了催化量的Pd（TFA）2，用过硫酸铵作为氧化剂，在室温条件下反应，收率在73%～93%之间（Scheme 12a）。最近，Wu等人［18］报道了亚硝基苯胺与苯甲酰甲酸反应合成二苯甲酮类化合物。该反应利用了亚硝基作为导向基团，在Pd （OAc）2的催化作用下，过硫酸铵作为氧化剂，在室温条件下，得到收率在81%～94%之间（Scheme 12b）。以苯甲酰甲酸为原料参与合成二苯甲酮类化合物的反应是一类sp2C-H活化偶联反应，且需要有导向基团的参与。该类反应条件十分温和，只需要室温即可反应，而且收率较高，使用到催化剂只需要在5%～10%之间即可，具有潜在的工业化应用价值。

3　小结

综上所述，传统方法合成二苯甲酮类化合物对环境造成巨大威胁。通过过渡金属催化合成二苯甲酮化合物，反应选择性好，收率高，反应更加绿色环保。由于二苯甲酮类化合物在化工领域广泛的应用价值，因而开发出更加高效、温和、环境友好的新合成方法具有重要的意义。因此，我们着力于二苯甲酮类化合物的合成新方法的研究。

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The Synthesis Development of Benzophenone Compounds Catalyzed by Metal

ZHU Yun-jie
（College of Pharmaceutical Sciences，Zhejiang University of Technology，Hangzhou，Zhejiang 310014，China）

Benzophenone compounds have been widely used in many fields.This article summarized some traditional synthetic method for benzophenone compounds and some representative synthetic methods for benzophenone compounds catalyzed by transition metal.

benzophenone compounds；transition metal；chemical synthesis

1006-4184（2016）8-0038-04

2016-03-02

朱赟洁（1990-），男，浙江台州人，硕士在读，研究方向：药物中间体合成。E-mail：zhuyunjie2008@126.com。