专利名称：一种使氟苯发生酰化反应的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用新型路易斯酸催化氟苯发生对位傅克酰化反应的新方法。
背景技术：
傅克酰化反应是有机化学中最基础和最重要的反应之一，也是一个仍然存在不少问题亟待解决的反应。在工业生产中，使用传统路易斯酸三氯化铝作为催化剂最突出的问题是用量大，产生大量无机副产物如盐酸、铝等废液废渣，对环境污染很严重。为了解决这个问题，各种催化傅克反应的方法都有报道，但仍然存在对反应底物要求高，对一些带吸电子基团的反应难以进行等问题。除去一些经典的催化剂外，很多研究己对小分子过渡金属磺酸化合物作催化剂有过报道，特别是水溶性和可回收的三氟甲基磺酸钪等，但对氟苯的傅克酰化反应不起作用(Synlett, 1994， 689)。
用含金属的树枝状大分子作催化剂是傅克反应催化研究的新领域。与传统的催化剂相比，这种新型高分子固载催化剂结合了均相和非均相催化剂的优点，其反应微环境对某些化学反应具有高效的催化效应CJ. Am. Chem. Soc. ， 2000， 122, 12112)。不仅如此，由于它宏观上不溶于各种有机溶剂，因此还兼具易于回收、可循环利用等优点，对环境友好，是一种新型绿色环保催化剂。目前，对于傅克反应的树形物催化剂国际上尚未报道。本发明涉及的硅凝胶固载树形物三氟甲基磺酸钪树脂催化剂的制备见前期中国发明专利CN200710039974. 0。
近年来，微波合成以其便捷、高效、环保，成为许多化学工作者推崇的热点。实际上微波对化学反应的作用是复杂的，除了具有致热效应以外，微波还能影响分子间相互作用，从而引起所谓的"非热效应"(J. Polym. Sci.， Part A: Polym. Chem., 1992, 30, 1647)，从而对某些反应能起到意想不到的促进作用。
氟苯是一类重要的药物中间体，其对位酰化产物广泛存在于药物合成和筛选等研究领域。由于氟原子的强吸电子性，用传统路易斯酸催化氟苯对位酰化产率不高、污染极大。而用新型路易斯酸催化剂如三氟甲基磺酸钪对氟苯的酰化反应没有作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在微波辐射条件下，用硅凝胶固载树形物三氟甲基磺酸钪树脂作为催化剂，氟苯与相应的酸酐或酰卤化合物实施傅克酰化反应，得到氟苯对位酰化产物;为达到上述目的，本发明采用如下技术方案
一种使氟苯发生酰化反应的方法，其特征在于该方法的具体步骤为将氟苯、酸酐或酰卤和催化剂硅凝胶固载树形物三氟甲基磺酸钪树脂均匀混合，微波辐照功率为65 195瓦，每30秒微波辐照一次，辐照时间为0.5 30分钟，温度为40 6(TC，反应完毕后，冷却，用乙醚后，抽滤，滤液用水洗至pH值为6.5 7.0，无水硫酸镁干燥，过滤，滤液旋干后，得到黄色油状物，减压蒸馏得到氟苯的对位酰化产物；其中催化剂硅凝胶固载树形物三氟甲基磺酸钪树脂的用量为氟苯重量的1 100%;氟苯与酸酐或酰卤的摩尔比为1: 1 5。
上述的酸酐为饱和脂肪酸酐、不饱和脂肪酸酐或芳香酸酐。
上述的酰卤为饱和脂肪酰氯、不饱和脂肪酰氯或芳香酰氯。
本发明应用硅凝胶固载树形物三氟甲基磺酸钪树脂作为氟苯酰化反应的新型催化剂，成功地完成了氟苯的对位酰化，使本来难以发生的氟苯傅克酰化反应得以顺利进行。并且催化剂可回收循环利用，绿色环保，对环境友好，是一种绿色合成的新方法。
具体实施例方式
硅凝胶固载树形物三氟甲基磺酸钪树脂的制备中国发明专利《氨烷基硅凝胶固载有机
稀土金属树形物催化剂及其制备方法》，申请号为200710039974.0。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例l:将氟苯(lml， ll誦ol)、乙酸酐(2. lml， 22mmol)和硅凝胶固载树形物三氟甲基磺酸钪树脂(0.43g， 0.5mmol)均匀混合，加入25毫升微波反应瓶中。微波照射时间为30秒一次， 一共反应5分钟；反应功率为130瓦，温度控制在50摄氏度左右，防止液体冲出。反应完毕后，冷却，用适量乙醚稀释后，抽滤，催化剂用适量乙醚洗涤后回收，合并滤液用水洗至中性，无水硫酸镁干燥，过滤，滤液旋干后，得到黄色油状物，减压蒸馏得到对氟苯乙酮1.33g,产率87.5%。 'H-丽R (400 MHz , CDC13) S 8.00-7.96 (m, 2H), 7.15-7.11 (m，2H)， 2.58 (s, 3H); 13C NMR (100 MHz， CDC13) S 196.8， 166.2 (d, JCF = 254 Hz), 134.0(d, Jcf = 3 Hz)， 131.3 (d， JCF = 9 Hz), 116.0 (d, JCF = 22 Hz), 26.9; Bp = 196°C。
实施例2:按实施例l进行，用溴乙酸酐(5.72g, 22咖ol)代替乙酸酐。滤液旋干后，得到黄色油状物，乙酸乙酯-石油醚重结晶得白色固体a-溴代对氟苯乙酮2.05g，产率86%。 'H-NMR(CDC13) S: 4.42 (s， 2 H， 2-H)， 7.18 (dd, J。rth。 = 8. 9 Hz, JHF = 8. 7 Hz， 2 H， 3'，5'-H),7.18 (dd, J。rth。 = 8.9 Hz' JHF = 5.3 Hz, 2H， 2', 6'—H); Mp=48_49。C。
实施例3:按实施例l进行，用丙烯酰氯(1.8ml， 22國ol)代替乙酸酐。滤液旋干后，得到黄色油状物，柱层析得到对氟苯丙烯酮1. 54g，产率93%。 'H-丽R (400MHz CDCL) 5 5.892(dd' 1H), 6.35 (dd， 1H) ， 6.53 (dd, 1H), 7.45 (m, 2H), 7.90 (m， 2H)。实施例4:按实施例l进行，用丙烯酸酑(2.77g， 22mmol)代替乙酸酐。滤液旋干后，得到黄色油状物，柱层析得到对氟苯丙烯酮1.47g，产率89%。波谱数据同例3
实施例5:按实施例l进行，用苯甲酸酑(4.2ml， 22mmol)代替乙酸酐。滤液旋干后，得到黄色蜡状物，柱层析得到4-氟二苯甲酮2. 14g，产率97%。 'H-醒R (權Hz CDC13) S7. 05 - 7, 10 (m， 2H), 7. 39 - 7. 53 (m, 3H), 7. 67 - 7. 78 (m， 4H) ; 13C NMR (100 ifflz， CDC13):d 115.3, 115.5, 128.3,129.8， 130.0, 132.4, 132.5， 132.6， 133.7' 133.7, 137.4， 164.0,166.6, 195.2; Mp=46-48°C.
实施例6:按实施例l进行，用苯甲酰氯(2.6ml， 22mmo1)代替乙酸酐。滤液旋干后，得到黄色蜡状物，柱层析得到4-氟二苯甲酮2.05g，产率93%。
波谱数据同例5。
实施例7:按实施例l进行，用回收的硅凝胶固载树形物三氟甲基磺酸钪树脂重复反应。得到对氟苯乙酮1.33g，产率86.2%。波谱数据同例l。
权利要求
1. 一种使氟苯发生酰化反应的方法，其特征在于该方法的具体步骤为将氟苯、酸酐或酰卤和催化剂硅凝胶固载树形物三氟甲基磺酸钪树脂均匀混合，微波辐照功率为65～195瓦，每30秒微波辐照一次，辐照时间为0.5～30分钟，温度为40～60℃，反应完毕后，冷却，用乙醚后，抽滤，滤液用水洗至pH值为6.5～7.0，无水硫酸镁干燥，过滤，滤液旋干后，得到黄色油状物，减压蒸馏得到氟苯的对位酰化产物；其中催化剂硅凝胶固载树形物三氟甲基磺酸钪树脂的用量为氟苯重量的1～100％；氟苯与酸酐或酰卤的摩尔比为11～5。
2. 根据权利要求1所述的使氟苯发生酰化反应的方法，其特征在于所述的酸酐为饱和脂肪 酸酐、不饱和脂肪酸酐或芳香酸酐。
3. 根据权利要求1所述的使氟苯发生酰化反应的方法，其特征在于所述的酰卤为饱和脂肪 酰氯、不饱和脂肪酰氯或芳香酰氯。
全文摘要
本发明涉及一种利用新型路易斯酸催化氟苯发生对位傅克酰化反应的新方法。本发明是在微波辐射条件下，用硅凝胶固载树形物三氟甲基磺酸钪树脂作催化剂，氟苯与相应的酸酐或酰卤化合物发生酰化反应得到氟苯的对位酰化产物。本方法的固载催化剂可回收重复使用，经济实用，是一种绿色合成的新方法。
文档编号C07C45/46GK101462931SQ20091004484
公开日2009年6月24日 申请日期2009年1月4日 优先权日2009年1月4日
发明者华 周, 张杰勇, 娜 曲, 沈卫平 申请人:上海大学