专利名称：一种低聚(硫)醚的制备方法
技术领域：
本发明属于催化偶联合成低聚(硫)醚领域，具体涉及一种应用一种无钯、无配体 参与的铁/铜混合催化剂体系催化偶联制备低聚醚或低聚硫醚的方法。
背景技术：
聚苯醚或聚硫醚作为一类有用的高聚物材料，近十年来关于其有效合成受到了人 们的广泛关注。而低聚含氧或含硫的分子也是一类非常有用的合成砌块和功能性材料。现有技术中，合成低聚醚或低聚硫醚的方法有以下几种(1)最直接的合成方法则是通过钯催化剂存在下，通过C-O(S)成键的偶联反应进 行的；而该反应最早是使用当量的铜盐在高温条件下实现的，被称之为Ullmarm偶联反应 (参见=Ullmann, F. Chem. Ber. 1904，37，853)。(2)直到2002年，美国麻省理工的Buchwald课题组率先报道了催化量的碘化亚 铜(IOmol % )辅以2-甲酸吡啶(20mol% )作为配体可以使得该反应在较为温和的条件 下进行(110°C )；但是这个催化体系仅仅适用于芳基碘代物(参见Maiti，D. ；Buchwald, S. L. J. Org. Chem. 2010，75，1791-1794)。(3)2007年，德国亚琛工业大学的Bolm课题组发现三氯化铁(IOmol /2，2，6， 6-四甲基-3，5-庚二酮(20mol% )可以在135°C条件下催化该反应获得比较好的结果，但 是该体系同样仅适用于芳基碘代物(参见0. Bistri, A. Correa, C. Bolm, Angew. Chem. Int. Ed. 2008，47，586)。上述技术方案(2)和(3)还都需要配体的参与，使得反应的经济成本很高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低聚(硫)醚的制备方法，避免贵金属钯催化剂的使 用，避免配体的使用，同时扩大适用底物的范围。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为一种低聚(硫)醚的制备方法，以 含有芳基的(硫)酚类化合物和卤代芳烃为反应底物，在催化剂的催化下，发生C-O或C-S 成键偶合反应，制备得到低聚醚或低聚硫醚，其中，所述卤代芳烃又称芳基卤，是指卤原子 直接和芳环碳相连的化合物，所述卤原子选自氯、溴或碘；所述含有芳基的(硫)酚类化 合物为含有芳基的一元(硫)酚或含有芳基的二元(硫)酚；并且，当含有芳基的(硫)酚 类化合物为二元(硫)酚时，所述卤代芳烃为单卤代芳烃；当含有芳基的(硫)酚类化合物 为一元(硫)酚时，所述卤代芳烃为二卤代芳烃；所述催化剂为铁/铜复合催化剂。上述技术方案中，所述含有芳基的(硫)酚类化合物含有1 4个芳香6元环；所 述卤代芳烃含有ι 2个芳香6元环。上述技术方案中，所述含有芳基的(硫)酚类化合物含有1 4个芳香6元环，还 含有本领域技术人员公知的给电子基团或/和吸电子基团；所述卤代芳烃含有1 2个芳 香6元环。
上述技术方案中，所述含有芳基的(硫)酚类化合物含有1 4个芳香6元环，还含有Cl 4的烃基或卤素；所述卤代芳烃含有1 2个芳香6元环，还含有甲基。上述技术方案中，所述含有芳基的(硫)酚类化合物含有1 4个芳香6元环，还 含有Cl 4的烃基或卤素，并且所述含有芳基的(硫)酚类化合物碳原子总数为6 20 ； 所述卤代芳烃含有1 2个芳香6元环，还含有甲基，并且所述卤代芳烃碳原子总数为6 12。上述技术方案中，所述含有芳基的(硫)酚类化合物选自苯(硫)酚、对甲基 苯(硫)酚、对叔丁基苯(硫)酚、对氯苯(硫)酚、间二苯(硫)酚、邻二苯(硫)酚、2， 2'-联苯(硫)酚、2，2'-联二萘(硫)酚或(S)-2，2'-联二萘(硫)酚；所述卤代芳 烃选自二碘苯、二碘联苯或对甲基碘苯。上述技术方案中，所述铁/铜复合催化剂为铁化合物和铜化合物的混合物，所述 铁化合物选自三乙酰丙酮合铁、氯化铁或溴化铁中的一种，优选三乙酰丙酮合铁；所述铜化 合物选自溴化亚铜、氯化亚铜或碘化亚铜中的一种，优选碘化亚铜；优选的技术方案中， 铁化合物、铜化合物的摩尔比为0. 05 0. 35 0.01 0.35。上述技术方案中，所述低聚(硫)醚的制备方法具体包括以下步骤在惰性气氛中，配制反应体系，所述反应体系包括含有芳基的(硫)酚类化合物、 卤代芳烃、催化剂、碱和溶剂，发生C-O或C-S成键偶合反应，反应制备得到低聚(硫)醚； 其中，所述碱选自磷酸钾、碳酸钾或碳酸铯中的一种，优选磷酸钾；所述溶剂选自二甲亚砜、 N，N-二甲基甲酰胺、三乙胺、二异丙胺、四氢呋喃、分子量为400的聚乙二醇或N-甲基吡咯 烷酮中的一种或两种混合物，优选二甲亚砜。上述技术方案中，各试剂的用量比例本领域技术人员可以根据实际需要自行调 整，优选的技术方案中，含有芳基的(硫)酚类化合物、卤代芳烃、铁化合物、铜化合物、碱的 摩尔比为1 1 0.05 0.35 0.01 0.35 1 5，溶剂的质量为含有芳基的(硫) 酚类化合物和卤代芳烃质量之和的20 150倍。上述技术方案中，反应温度为50 160°C，反应时间为20小时以上。上述技术方案中，当所述卤代芳烃选自溴代芳烃或氯代芳烃时，为了提高反应的 产率，所述反应体系还包括碘化钠，碘化钠的用量为卤代芳烃物质的量的1 2倍，反应时 间优选为48小时以上，或72小时更佳。上述技术方案中，反应完毕，冷却至室温，将等溶剂体积的水加入到体系中，淬灭 反应，然后用乙酸乙酯等溶剂进行多次萃取，合并有机相，然后用无水硫酸钠进行干燥后， 脱溶，通过柱层析得到目标化合物并进行相应的表征。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点1、本发明所述催化剂体系与以往的含贵金属催化剂体系相比，本催化剂体系用廉 价的铜盐和铁盐代替了贵金属，大大降低了成本，而且铜盐和铁盐本身不具有毒性，此外， 在后处理时不会残留在产品中，并且，本催化剂体系不含胺、无需额外的配体。2、本发明所述催化体系在催化C-O(S)反应时，适用的底物范围较宽，包括各类芳 基二商代物和芳基酚或者芳基二酚和芳基商代物，产物的化学收率最高超过99%。3、本发明不仅适用于碘代芳烃，还适用于溴代芳烃或氯代芳烃参与的反应，并且 本发明为了提高反应的收率，往体系中加入1 2当量的碘化钠；同时延长时间至48小时或72小时更佳。4、由于本发明所述催化体系具有非常高的选择性，无副反应发生(反应产物经 GC-MS 检测)。5、如果反应的原料是手性纯的化合物(如手性联二萘酚)，使用铁_铜混合体系催 化反应可以获得几乎手性纯的目标产品。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步描述实施例一在一Schlenk 试管中依次装入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸钾 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量 进样器分别加入1，4_ 二碘苯(0. 5mmol)和苯酚(2. 5mmol)。然后该体系密封后在140°C 的油浴加热约24小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有机 相并用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即 可得到偶联产物1，4-二苯氧基苯(129.8mg)，收率为99%。GC-MS显示反应后体系中未检 测到单取代产物。其核磁数据为=1H NMR(400MHz, CDCl3) ( δ，ppm)6. 99-7. 01 (t，J = 4Hz， 8H),7. 07-7. 11 (t, J = 7· 2Hz，2H)，7· 31-7. 35(t，J = 8·0Ηζ，4Η) ； 13CNMR (300MHz, CDCl3) (δ，ppm) 118. 52，120. 71，123. 25，129. 99，152. 92，158. 01 ；高分辨质谱数据为:HRMS (ESI+) calcd. for [C18H14O2]+ requires m/z 262. 0994, found 262.0994。实施例二在一Schlenk 试管中依次装入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸钾 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量 进样器分别加入1，3_ 二碘苯(0.5mmol)和苯酚(2. 5mmol)。然后该体系密封后在140°C 的油浴加热约24小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有机 相并用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即 可得到偶联产物1，3-二苯氧基苯(123.3mg)，收率为94%。其核磁数据为1HNMR (400MHz， CDCl3) ( δ ,ppm)6. 69-6. 72(m，3H)，7· 01-7. 03(d, J = 8. 0Hz，4H)，7· 08-7. 11 (t，J = 7. 6Hz, 2H), 7. 21-7. 25(t, J = 8Hz, 1H)，7. 30-7. 34(t, J = 8. 0Hz，4H) ；13C 匪 R(300MHz，CDCl3) ( δ， ppm) 110. 99，114. 82，120. 83，125. 26，131. 46，132. 03，158. 34，160. 33 ；高分辨质谱数据为 HRMS (ESI+) calcd. for [C18H14O2] "requires m/z 262. 0994，found262. 0993。实施例三在一Schlenk 试管中依次装入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸钾 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量 进样器分别加入1，2_ 二碘苯(0. 5mmol)和苯酚(2. 5mmol)。然后该体系密封后在140°C的 油浴加热约24小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有机相并 用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即可得到 偶联产物1，2-二苯氧基苯(101. Img)，收率为77%。其核磁数据为=1HNMR(400MHz，⑶Cl3) (δ，ppm) 6. 88-6. 90 (d, J = 8. OHz, 4H) ,7. 00-7. 04 (t, J = 7. 6Ηζ，2Η)，7· 04-7. ll(m，4H)， 7. 23-7. 25 (d, J = 8·0Ηζ，4Η) ； 13C NMR (300MHz，CDCl3) ( δ，ppm) 117. 22，121. 20，122. 42，
5124. 33，129. 09，147. 33，157. 06 ；高分辨质谱数据为HRMS (ESI+) calcd. for [C18H14O2] + requires m/z 262. 0994, found 262.0995实施例四在一Schlenk 试管中依次装入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸钾 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量 进样器分别加入1，4_ 二碘苯(0. 5mmol)和对甲基苯酚(2. 5mmol)。然后该体系密封后在 140°C的油浴加热约24小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX3)，合并 有机相并用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C)) 即可得到偶联产物1，4-二(对甲基)苯氧基苯(136.5mg)，收率为94%。其核磁数据为 1H NMR (400MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 2. 33(s，6H)，6· 90-6. 92 (d, J = 8. 0Ηζ，4Η)，6· 96(s，4H)， 7. 12-7. 14 (d, J = 8·0Ηζ，4Η) ；13C NMR (300MHz，CDCl3) ( δ，ppm) 20. 28，118. 02，119. 51， 129. 80,132. 17，152. 54，154. 97 ；高分辨质谱数据为:HRMS (Ε SI+) calcd. for [C20H18O2] + requires m/z 290. 1307，found 290.1308。实施例五在一Schlenk 试管中依次装入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸钾 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量 进样器分别加入1，4_ 二碘苯(0. 5mmol)和对叔丁基苯酚(2. 5mmol)。然后该体系密封后在 140°C的油浴加热约24小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX3)，合并 有机相并用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C)) 即可得到偶联产物1，4-二(对叔丁基)苯氧基苯(164. 8mg)，收率为88%。其核磁数据为 1H NMR(400MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 1. 32 (s, 18H)，6· 92-6. 94 (d, J = 8. 8Ηζ，4Η)，6· 98(s，3H)， 7. 25(m，1H)，7· 32-7. 35(d，J = 8·8Ηζ，4Η) ； 13C 匪 R(300MHz，CDCl3) (δ，ppm) 31. 73，34. 50， 117. 99，120. 44，126. 74，146. 04，153. 02，155. 58 ；高分辨质谱数据为=HRMS (ESI+) calcd. for [C26H30O2]"requires m/z 374. 2246, found 374.2245。实施例六在一Schlenk 试管中依次装入 Fe (acac)3(0.025mmol)，CuI (0. 025mmol),碳酸 钾(1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微 量进样器分别加入1，4_ 二碘苯(0. 5mmol)和对氯苯酚(2. 5mmol)。然后该体系密封后在 1400C的油浴加热约24小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并 有机相并用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C)) 即可得到偶联产物1，4-二(对氯)苯氧基苯(164.8mg)，收率为84%。其核磁数据为=1H NMR (400MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 6. 92-6. 94 (d, J = 8. 8Ηζ，4Η)，7· 00(s，4H)，7· 27-7. 29 (d, J =8. 8Hz，4H) ； 13C NMR (300MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 121. 17，122. 12，129. 73，131. 35，154. 24， 157. 90 ；高分辨质谱数据为HRMS (ESI+) calcd. for [C18H12O2Cl2]+requires m/z 330.0214， found 330.0216。实施例七在一Schlenk 试管中依次装入 Fe (acac)3(0.025mmol)，CuI (0. 025mmol),碳酸 钾(1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微 量进样器分别加入4，4' -二碘联苯(0.5mmol)和苯酚(2.5mmol)。然后该体系密封后在140°C的油浴加热约24小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)， 合并有机相并用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C ))即可得到偶联产物4，4' - 二苯氧基联苯(165.8mg)，收率为98%。其核磁数 据为=1H NMR(400MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 7. 08-7. 10(m，8H)，7. 12-7. 16 (t, J = 7·6Ηζ，2Η)， 7. 36-7. 40 (t, J = 7. 6Ηζ，4Η)，7· 53-7. 55 (d, J = 8. OHz，4H) ； 13C NMR(300MHz, CDCl3) ( δ， ppm) 119. 20，119. 32，123. 59，128. 40，130. 02，135. 87，156. 85，157. 38 ；高分辨质谱数据为 HRMS (ESI+) calcd. for [C24H18O2] "requires m/z 338. 1307，found 338. 1308。实施例八在一Schlenk 试管中依次装入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸钾 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量 进样器分别加入4，4' -二碘联苯(0.5mmol)和对甲基苯酚(2.5mmol)。然后该体系密封 后在140°C的油浴加热约24小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)， 合并有机相并用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即可得到偶联产物4，4' -二(对甲基)苯氧基联苯(164.9mg)，收率为90%。其 核磁数据为 ^H NMR(400MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 2. 35(s，6H)，6· 95-6. 97 (d, J = 8. 4Hz，4H)， 7. 02-7. 04 (d, J = 8. 8Hz,4H)，7. 15-7. 17 (d, J = 8. 4Hz,4H)，7. 48-7. 50 (d, J = 8. 8Hz, 4H) ；13C NMR (300MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 20. 34,118. 14,118. 78，127. 67，129. 88，132. 65， 134. 90，154. 24，156. 75 ；高分辨质谱数据为HRMS (ESI+) calcd. for [C26H22O2]"requires m/ z366. 1620，found 366.1623。实施例九在一Schlenk 试管中依次装入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸钾 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量 进样器分别加入4，4' -二碘联苯(0. 5mmol)和对氯苯酚(2. 5mmol)。然后该体系密封后在 140°C的油浴加热约24小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX3)，合并 有机相并用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C)) 即可得到偶联产物4，4' -二(对氯)苯氧基联苯(179. 2mg)，收率为88%。其核磁数据 为=1H NMR(400MHz,CDCl3) ( δ ,ppm)6. 74-6. 76(d，J = 8. 0Ηζ，4Η)，6· 97-6. 99(d，J = 8. 4Hz, 1H)，7. 04-7. 06 (d, J = 8. 4Hz,2H)，7. 15-7. 17 (d, J = 8. 4Hz,4H)，7. 29-7. 31 (d，J = 8. 8Hz, 2H), 7. 49-7. 53 (t, J = 8. 0Hz，2H)，7. 73-7. 75 (d, J = 8. OHz，1H) ； 13C NMR(300MHz, CDCl3) (δ，ppm) 119. 39，120. 37，127. 20，127. 46，128. 54，130. 01，156. 05，156. 55 ；高分辨质谱数 据为=HRMS (ESI+) calcd. for [C24H16O2Cl2] "requires m/z 406. 0527，found406. 0528。实施例十在一Schlenk 试管中依次装入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸钾 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量 进样器分别加入1，4_ 二碘苯(0. 5mmol)和苯硫酚(2. 5mmol)。然后该体系密封后在140°C 的油浴加热约24小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有机相 并用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即可得 到偶联产物1，4-二苯巯基苯(135. 4mg)，收率为92%。GC-MS显示反应后体系中未检测到单 取代产物。其核磁数据为=1H NMR (400MHz ,CDCl3) (δ，ppm) 7· 24 (s，5Η)，7· 29-7. 33 (m，4Η)，7. 35-7. 39 (t, J = 7·6Ηζ，5Η) ； 13C NMR(300MHz, CDCl3) ( δ , ppm) 129. 09,130. 99,132. 83,
133.12，136. 5 6，136. 68 ；高分辨质谱数据为HRMS (ESI+) calcd. for [C18H14S2]+ requires m/ ζ 294. 0537, found 294.0536。实施例i^一在一Schlenk 试管中依次装入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸钾 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量 进样器分别加入1，4_ 二碘苯(0. 5mmol)和对甲基苯硫酚(2. 5mmol)。然后该体系密封后在 140°C的油浴加热约24小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX3)，合并 有机相并用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C)) 即可得到偶联产物1，4_ 二(对甲基)苯巯基苯(137. Img)，收率为85%。其核磁数据为 1H NMR(400MHz, CDCl3) ( δ , ppm) 72. 34(s，6H)，7. 12-7. 14 (d, J = 5. 6Ηζ，8Η)，7· 27-7. 29 (d, J = 8. 0Hz，4H) ； 13C NMR (300MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 20. 75，129. 72，129. 81，130. 50，131. 92，
134.98，137. 41 ；高分辨质谱数据为HRMS (ESI+) calcd. for [C20H18S2]+ requires m/z 322. 0850，found 322.0844。实施例十二在一Schlenk 试管中依次装入 Fe (acac)3(0.025mmol)，CuI (0. 025mmol),碳酸 钾(1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微 量进样器分别加入1，4_ 二碘苯(0. 5mmol)和对氯苯硫酚(2. 5mmol)。然后该体系密封后 在140°C的油浴加热约24小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX3)， 合并有机相并用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即可得到偶联产物1，4_ 二(对氯)苯巯基苯(123.5mg)，收率为68%。其核磁数 据为=1H NMR (400MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 7. 22 (s，4Η)，7. 28 (s，8Η) ； 13C NMR(300MHz, CDCl3) (δ，ppm) 129. 10，130. 90，132. 29，133. 16，133. 20，134. 41 ；高分辨质谱数据为HRMS (ESI+) calcd. for [C18H12S2Cl2]+requires m/z 361. 9757, found 361.9754。实施例十三在一Schlenk 试管中依次装入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸钾 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量 进样器分别加入1，3_ 二碘苯(0. 5mmol)和苯硫酚(2. 5mmol)。然后该体系密封后在140°C 的油浴加热约24小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有机相 并用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即可 得到偶联产物1，3-二苯巯基苯(132.5mg)，收率为90%。其核磁数据为=1H NMR(400MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 77. 13-7. 15 (m, 2H)，7. 19-7. 21 (m, 1H)，7. 23 (s, 1H)，7. 27-7. 33 (m, 6H)， 7. 35-7. 37 (m，4H) ；13C NMR(300MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 127. 18，127. 95，128. 93，129. 25， 130. 89，131. 47，134. 09，137. 27 ；高分辨质谱数据为HRMS (ESI+) calcd. for [C18H14S2] + requires m/z 294. 0537, found 294.0535。实施例十四在一Schlenk 试管中依次装入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸钾 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量 进样器分别加入1，2_ 二碘苯(0. 5mmol)和苯硫酚(2. 5mmol)。然后该体系密封后在140°C的油浴加热约24小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有机相 并用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即可 得到偶联产物1，2-二苯巯基苯(120. 7mg)，收率为82%。其核磁数据为=1H NMR(400MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 7. 12(s，4H)，7· 32-7. 38 (m, 10H) ；13C NMR(300MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 127. 13， 128. 98，130. 32，131. 01，131. 43，134. 07，137. 00 ；高分辨质谱数据为:HRMS (ESI+) calcd. for [C18H14S2]"requires m/z 294. 0537, found 294.0536。实施例十五在一Schlenk 试管中依次装入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸钾 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量 进样器分别加入4，4' - 二碘联苯(0. 5mmol)和苯硫酚(2. 5mmol)。然后该体系密封后在 140°C的油浴加热约24小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX3)，合并 有机相并用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C)) 即可得到偶联产物4，4' - 二苯巯基联苯(183. 4mg)，收率为99%。其核磁数据为=1H NMR(400MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 7. 27-7. 29 (d, J = 7. 6Ηζ，2Η)，7· 31-7. 34 (t, J = 7. 2Hz，4H)， 7· 37-7. 40 (m，8H)，7.49-7. 51 (d，J = 8·4Ηζ，4Η) ； 13C NMR (300MHz，CDCl3) (δ，ppm) 126. 88， 127. 21，128. 89，130. 74，130. 94，134. 95，134. 99，138. 53 ；高分辨质谱数据为:HRMS(ESI+) calcd. for [C24H18S2]+ requires m/z 370. 0850, found 370.0846。实施例十六在一 Schlenk 试管中依次装入 Fe (acac) 3 (0. Immol)，CuI (0. Immol)，碳酸钾 (l.Ommol)，碘化钠(l.Ommol)以及DMSO(2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在 气体保护下，用微量进样器分别加入1，4_ 二溴苯(0.5mmol)和苯酚(2. 5mmol)。然后该 体系密封后在140°C的油浴加热约72小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取 (4mLX 3)，合并有机相并用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油 醚(60 90°C))即可得到偶联产物1，4-二苯氧基苯(91.8mg)，收率为70%。其核磁数据 和高分辨质谱数据同实施例一。实施例十七在一Schlenk 试管中依次装入 Fe (acac)3(0. 025mmol)，CuI (0. 025mmol)，碳酸钾 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量 进样器分别加入间二苯酚(0. 5mmol)和碘苯(2. 5mmol)。然后该体系密封后在140°C的油 浴加热约48小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有机相并用 无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即可得到偶 联产物1，3-二苯氧基苯(110. 2mg)，收率为84%。其核磁数据和高分辨质谱数据同实施例
--ο实施例十八在一 Schlenk 试管中依次装入 Fe (acac) 3 (0. Immol)，CuI (0. Immol)，碳酸钾 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量 进样器分别加入邻二苯酚(0. 5mmol)和碘苯(2. 5mmol)。然后该体系密封后在140°C的油 浴加热约72小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有机相并用 无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即可得到偶联产物1，2-二苯氧基苯(116. 7mg)，收率为89%。其核磁数据和高分辨质谱数据同实施例
__ ο实施例十九在一 Schlenk 试管中依次装入 Fe (acac) 3 (0. Immol)，CuI (0. Immol)，碳酸钾 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量 进样器分别加入邻二苯酚(0. 5mmol)和对甲基碘苯(2. 5mmol)。然后该体系密封后在140°C 的油浴加热约72小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4 mLX 3)，合并有机 相并用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即 可得到偶联产物1，2_ 二(对甲基)苯氧基苯(122. Img)，收率为84%。其核磁数据为 1H NMR (400MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 2. 34(s，6H)，6· 88-6. 90 (d, J = 8. 4Ηζ，4Η)，7· 07-7. 08 (m, 4H) ,7. 11-7. 13 (d, J = 7. 6Hz,4H) ； 13C NMR(300MHz, CDCl3) ( δ , ppm) 22. 32, 119. 51, 122. 55，125. 88，131. 65，133. 99，149. 78，156. 82 ；高分辨质谱数据为=HRMS (ESI+) calcd. for [C20H18O2]+ requires m/z 290. 1307，found 290. 1306。实施例二十在一 Schlenk 试管中依次装入 Fe (acac) 3 (0. Immol)，CuI (0. Immol)，碳酸钾 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量 进样器分别加入2，2'-联苯酚(0.5mmol)和碘苯(2. 5mmol)。然后该体系密封后在140°C 的油浴加热约72小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX 3)，合并有机相 并用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C))即可得 到偶联产物2，2' - 二苯氧基联苯(84.6mg)，收率为50%。其核磁数据为=1H NMR(400MHz， CDCl3) ( δ , ppm) 6. 87-6. 89 (d, J = 8. 4Ηζ，4Η)，6· 91-6. 93 (d, J = 8. 0Hz，2H)，6· 99-7. 03 (t, J = 7. 6Hz，2H)，7. 12-7. 16(d，J = 7. 6Hz，2H)，7. 20-7. 29 (m，6H)，7. 43-7. 46 (dd，J =7. 6,2. 0Hz,2H) ； 13C NMR(300MHz，CDCl3) ( δ，ppm) 118. 96，119. 06，122. 95，123. 33， 129. 06，129. 66，129. 97，132. 24，154. 94，157. 69 ；高分辨质谱数据为:HRMS(ESI+) calcd. for[C24H18O2]+ requires m/z 338. 1307, found 338. 1306。实施例二i^一在一 Schlenk 试管中依次装入 Fe (acac) 3 (0. Immol)，CuI (0. Immol)，碳酸钾 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量 进样器分别加入2，2'-联二萘酚(0.5mmol)和碘苯(2.5mmol)。然后该体系密封后在 140°C的油浴加热约72小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取(4mLX3)，合并 有机相并用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用石油醚(60 90°C)) 即可得到偶联产物2，2' -二苯氧基联二萘酚(186. 4mg)，收率为85%。其核磁数据为=1H NMR(400MHz, CDCl3) ( δ，ppm) 6. 82-6. 84 (d, J = 8. 0Ηζ，4Η)，6· 94-6. 98 (t, J = 7. 6Hz，2H)， 7. 13-7. 17 (t，J = 8. 0Hz，4H)，7. 21-7. 23(d，J = 7. 6Hz，2H)，7. 33 (s，4H)，7. 39-7. 42 (m， 2H) ,7. 87-7. 89 (d, J = 7.6Hz，4H) ；13C NMR(300MHz, CDCl3) ( δ , ppm) 118. 53,118. 90, 121. 71，122. 29，124. 24，125. 40，126. 18，127. 65，128. 91，129. 22，129. 98，133. 84，152. 19， 157. 10 ；高分辨质谱数据为HRMS (ESI+) calcd. for [C32H22O2]+ requiresm/z 438. 1620， found 438. 1620。实施例二十二
在 一 Schlenk 试管中依次装入 Fe (acac) 3 (0. Immol)，CuI (0. Immol)，碳酸钾 (1. Ommol)，以及DMSO (2mL)，将该系循环抽真空并用氩气置换三次，在气体保护下，用微量 进样器分别加入(S)-2，2'-联二萘酚(0. 5mmol)(手性纯，>99% ee)和碘苯(2. 5mmol)。 然后该体系密封后在140°C的油浴加热约72小时，先加入4mL水淬灭反应，然后用乙酸乙酯 萃取(4mLX 3)，合并有机相并用无水硫酸钠干燥，浓缩后通过简单的柱层析(洗脱剂使用 石油醚(60 90°C))即可得到偶联产物(S)-2，2' -二苯氧基联二萘酚(186.4mg)，手性 纯度(98% ee)，收率为85%。其核磁数据和高分辨质谱数据同上。
权利要求
一种低聚(硫)醚的制备方法，以含有芳基的(硫)酚类化合物和卤代芳烃为反应底物，在催化剂的催化下，发生C O或C S成键偶合反应，制备得到低聚醚或低聚硫醚，其特征在于，所述卤代芳烃是指卤原子直接和芳环碳相连的化合物，所述卤原子选自氯、溴或碘；所述含有芳基的(硫)酚类化合物为含有芳基的一元(硫)酚或含有芳基的二元(硫)酚；并且，当含有芳基的(硫)酚类化合物为二元(硫)酚时，所述卤代芳烃为单卤代芳烃；当含有芳基的(硫)酚类化合物为一元(硫)酚时，所述卤代芳烃为二卤代芳烃；所述催化剂为铁/铜复合催化剂；所述铁/铜复合催化剂为铁化合物和铜化合物的混合物，所述铁化合物选自三乙酰丙酮合铁、氯化铁或溴化铁中的一种，所述铜化合物选自溴化亚铜、氯化亚铜或碘化亚铜中的一种。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含有芳基的(硫)酚类化合物含 有1 4个芳香6元环；所述卤代芳烃含有1 2个芳香6元环。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述含有芳基的(硫)酚类化合物 含有1 4个芳香6元环，还含有Cl 4的烃基或卤素；所述卤代芳烃含有1 2个芳香 6元环，还含有甲基。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述含有芳基的(硫)酚类化合物含 有1 4个芳香6元环，还含有Cl 4的烃基或卤素，并且所述含有芳基的(硫)酚类化 合物碳原子总数为6 20 ；所述卤代芳烃含有1 2个芳香6元环，还含有甲基，并且所述 卤代芳烃碳原子总数为6 12。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含有芳基的(硫)酚类化合物选 自苯(硫)酚、对甲基苯(硫)酚、对叔丁基苯(硫)酚、对氯苯(硫)酚、间二苯(硫) 酚、邻二苯(硫)酚、2，2'-联苯(硫)酚、2，2'-联二萘(硫)酚或(S)-2，2'-联二萘 (硫)酚；所述卤代芳烃选自二碘苯、二碘联苯或对甲基碘苯。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铁化合物为三乙酰丙酮合铁，所 述铜化合物为碘化亚铜，并且铁化合物、铜化合物的摩尔比为0. 05 0. 35 0. 01 0. 35。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低聚(硫)醚的制备方法具体包 括以下步骤在惰性气氛中，配制反应体系，所述反应体系包括含有芳基的(硫)酚类化合物、卤 代芳烃、催化剂、碱和溶剂，发生C-O或C-S成键偶合反应，反应制备得到低聚(硫)醚；其 中，所述碱选自磷酸钾、碳酸钾或碳酸铯中的一种；所述溶剂选自二甲亚砜、N，N-二甲基甲 酰胺、三乙胺、二异丙胺、四氢呋喃、分子量为400的聚乙二醇或N-甲基吡咯烷酮中的一种 或两种混合物。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，含有芳基的(硫)酚类化合物、卤代 芳烃、铁化合物、铜化合物、碱的摩尔比为1 1 0.05 0.35 0.01 0.35 1 5， 溶剂的质量为含有芳基的(硫)酚类化合物和卤代芳烃质量之和的20 150倍。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，反应温度为50 160°C，反应时间为 20小时以上。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，当所述卤代芳烃选自溴代芳烃或氯 代芳烃时，所述反应体系还包括碘化钠，碘化钠的用量为卤代芳烃物质的量的1 2倍，反 应时间优选为48小时以上。全文摘要
本发明属于催化偶联合成低聚(硫)醚领域，具体涉及一种低聚(硫)醚的制备方法，以含有芳基的(硫)酚类化合物和卤代芳烃为反应底物，在催化剂的催化下，发生C-O或C-S成键偶合反应，制备得到低聚醚或低聚硫醚，所述卤代芳烃中卤原子选自氯、溴或碘；所述含有芳基的(硫)酚类化合物为含有芳基的一元(硫)酚或含有芳基的二元(硫)酚；并且，当含有芳基的(硫)酚类化合物为二元(硫)酚时，所述卤代芳烃为单卤代芳烃；当含有芳基的(硫)酚类化合物为一元(硫)酚时，所述卤代芳烃为二卤代芳烃；所述催化剂为铁/铜复合催化剂。本发明避免了贵金属钯催化剂的使用，避免了配体的使用，同时扩大适用底物的范围。
文档编号C07C41/01GK101967084SQ201010288289
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者屈孝铭, 李廷义, 毛金成, 谢观雷 申请人:苏州大学