本发明属于有机合成,具体涉及一种多取代烯烃衍生物及其制备方法和应用。
背景技术:
1、多烯分子的活性高,容易发生聚合、加成和高温分解等反应,且多个双键都存在e/z异构化的可能性,多烯分子以及多烯分子衍生物的合成是现有技术中的难点之一。通过简单的不饱和烃如烯烃和炔烃间的交叉偶联反应,实现多烯分子或多烯分子衍生物的合成,不仅原子经济性高,且原料简单易得,符合现代有机合成化学的要求。
2、苯乙烯是重要的化工原料,在药物化学和材料化学中应用广泛。导向基作用下的苯乙烯的β位烯基c-h官能团化多有报道,包括烯基化、炔基化、羰基化和环化等,但是鲜有关于苯乙烯的α位烯基c-h官能团化的报导,有研究报道了z-苯乙烯的(不对称)α位烯基c-h官能团化(c.shen,y.zhu,w.shen,s.jin,l.zhong,s.luo,l.xu,g.zhong andj.zhang.construction of axial chirality by asymmetric alpha c–h alkenylationof aryl alkenes.org.chem.front.2022,9,4834–4839;m.liu,j.sun,t.g.erbay,h.-q.ni,r.martín-montero,p.liu and k.m.engle.pdii-catalyzed c(alkenyl)-hactivation facilitated by a transient directing group.angew.chem.int.ed.2022,61,e202203624.)。对于e-型苯乙烯,关于其α位和β位c-h官能团化,还未见报导。
3、公开号为cn110002957a的中国专利文献公开了一种多取代烯烃的高烯丙醇的合成方法,该发明以α,β-不饱和丙烯酸和环氧化合物为原料,在钯催化剂、配体和碱的作用下,于溶剂中发生反应,得到具有e-构型多取代烯烃的高烯丙醇化合物;公开号为cn111018830a的中国专利文献公开了一种多取代共轭二烯化合物及其合成方法,该发明以α-硝基二硫缩烯酮为原料,分别与丙烯酸酯或者苯乙烯类在以过渡金属钯为催化剂,空气、醋酸银或者苯醌为氧化剂,溶于醋酸/二甲基亚砜混合溶剂,加热条件下,通过分子间交叉脱氢偶联反应,一步构建新型多取代共轭二烯化合物。但是上述方法中,原料经济性有待提高。
技术实现思路
1、本发明提供了一种多取代烯烃衍生物,由钯(ii)催化下2-吡嗪甲酰胺(pc)导向的e-构型苯乙烯的α位和/或β位c-h烯基化反应得到,合成方法简单高效,原子经济性好,该多取代烯烃衍生物在有机合成领域、发光材料领域具有广泛的应用前景。
2、具体采用的技术方案如下:
3、一种多取代烯烃衍生物,结构式如式(ⅰ)或(ⅱ)所示:
4、
5、其中,r1为c1-c5的烷基或芳基取代的烷基;r2、r3均为芳基或取代芳基;r4为吸电子基团,选自酯基、酰胺基或磺酰基;r5、r6各自独立地选自氢、甲基、甲氧基、氟或三氟甲基;r5、r6可以相同也可以不同。
6、优选的,r1为c1-c5的烷基或苯乙基;r2、r3各自独立地选自苯基、溴取代的苯基、正丁基取代的苯基、氟取代的苯基、甲基取代的苯基或甲氧基取代的苯基,r2、r3可以相同也可以不同;r4选自2-甲氧基乙酯基、叔丁酯基、磷酸二乙酯基、n-苄基酰胺基、苯磺酰基或苯酯。
7、本发明还提供了所述的多取代烯烃衍生物的制备方法,反应方程式如下所示,包括:
8、惰性气体氛围下,在第一有机溶剂中,将酰胺衍生物和炔烃在过渡金属盐催化剂、第一添加剂的作用下发生反应,得到式(ⅰ)所示的多取代烯烃衍生物;
9、惰性气体氛围下,在第二有机溶剂中,将式(ⅰ)所示的多取代烯烃衍生物和带有吸电子基团的烯烃在过渡金属盐催化剂、第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂的作用下发生反应,得到式(ⅱ)所示的多取代烯烃衍生物。
10、
11、优选的,所述的过渡金属盐催化剂为钯盐,所述的第一添加剂为特戊酸,所述的第二添加剂为二氧化锰,所述的第三添加剂为苯醌。
12、进一步优选的,所述的过渡金属盐催化剂为醋酸钯。
13、优选的,制备式(ⅰ)所示的多取代烯烃衍生物时,反应温度为90-110℃,反应时间为24-48小时;制备式(ⅱ)所示的多取代烯烃衍生物时,反应温度为80-100℃,反应时间为24-48小时。
14、优选的,制备式(ⅰ)所示的多取代烯烃衍生物时,酰胺衍生物、炔烃、过渡金属盐催化剂、第一添加剂的物质的量比为1:2-3:0.1-0.15:1.5-3.0;制备式(ⅱ)所示的多取代烯烃衍生物时,式(ⅰ)所示的多取代烯烃衍生物、带有吸电子基团的烯烃、过渡金属盐催化剂、第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂的物质的量比为1:2.5-3.5:0.1-0.15:1.5-3.0:3.0-4.0:0.1-0.2。
15、优选的,所述的第一有机溶剂为1,2-二氧六环,所述的第二有机溶剂为1,2-二氧六环和醋酸的混合物。
16、本发明还提供了所述的多取代烯烃衍生物在有机合成领域中的应用。所述的多取代烯烃衍生物能发生的反应包括:a)导向集团移除;b)酯基水解反应;c)酯基还原反应等。
17、本发明还提供了所述的多取代烯烃衍生物作为发光材料的应用;实验结果表明,所述的多取代烯烃衍生物具有溶液态和/或聚集态高效发光的性能,能够实现溶液-固态双高效发光,有望应用于oled和生物成像。
18、与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
19、(1)本发明提供的多取代烯烃衍生物在现有技术中未见报道,采用程序c-h官能团化反应合成,操作简单高效,原料经济易得,该多取代烯烃衍生物在有机合成领域或发光材料领域具有广泛的应用前景;
20、(2)本发明的合成方法,操作简单,反应条件温和,反应收率高,最高收率达到95%,两步反应总产率>40%,且该方法底物适用范围广泛,适用于多取代烯烃衍生物的高e/z选择性制备,具有广泛的应用前景。
1.一种多取代烯烃衍生物,其特征在于,结构式如式(ⅰ)或(ⅱ)所示:
2.根据权利要求1所述的多取代烯烃衍生物,其特征在于,r1为c1-c5的烷基或苯乙基;r2、r3各自独立地选自苯基、溴取代的苯基、正丁基取代的苯基、氟取代的苯基、甲基取代的苯基或甲氧基取代的苯基;r4选自2-甲氧基乙酯基、叔丁酯基、磷酸二乙酯基、n-苄基酰胺基、苯磺酰基或苯酯。
3.根据权利要求1或2所述的多取代烯烃衍生物的制备方法,其特征在于,包括:
4.根据权利要求3所述的多取代烯烃衍生物的制备方法,其特征在于,所述的过渡金属盐催化剂为钯盐,所述的第一添加剂为特戊酸,所述的第二添加剂为二氧化锰,所述的第三添加剂为苯醌。
5.根据权利要求3所述的多取代烯烃衍生物的制备方法,其特征在于,所述的过渡金属盐催化剂为醋酸钯。
6.根据权利要求3所述的多取代烯烃衍生物的制备方法,其特征在于,制备式(ⅰ)所示的多取代烯烃衍生物时,反应温度为90-110℃,反应时间为24-48小时;制备式(ⅱ)所示的多取代烯烃衍生物时,反应温度为80-100℃,反应时间为24-48小时。
7.根据权利要求3所述的多取代烯烃衍生物的制备方法,其特征在于,制备式(ⅰ)所示的多取代烯烃衍生物时,酰胺衍生物、炔烃、过渡金属盐催化剂、第一添加剂的物质的量比为1:2-3:0.1-0.15:1.5-3.0;制备式(ⅱ)所示的多取代烯烃衍生物时,式(ⅰ)所示的多取代烯烃衍生物、带有吸电子基团的烯烃、过渡金属盐催化剂、第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂的物质的量比为1:2.5-3.5:0.1-0.15:1.5-3.0:3.0-4.0:0.1-0.2。
8.根据权利要求3所述的多取代烯烃衍生物的制备方法,其特征在于,所述的第一有机溶剂为1,2-二氧六环,所述的第二有机溶剂为1,2-二氧六环和醋酸的混合物。
9.根据权利要求1或2所述的多取代烯烃衍生物在有机合成领域中的应用。
10.根据权利要求1或2所述的多取代烯烃衍生物作为发光材料的应用。