[发明专利]一种联芳烃化合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及一种联芳烃化合物的制备方法。

背景技术

联芳烃化合物是一种极为重要的化工原料，广泛应用于功能材料、生物药物、超分子化学等诸多领域。目前常用的制备联芳烃类化合物的方法是碳-碳偶联反应。采用各类有机亲核试剂在催化剂的催化下与卤代芳烃类化合物反应获得。其中最常见的的反应如有机硼试剂参与的Suzuki反应（N.Miyaura,A.Suzuki,Chem.Commun.1979,866；A.Suzuki,Pure Appl.Chem.1991,63,419），有机锡试剂参与的Stille反应（W.J.Scott,G.T.Crisp,J.K.Stille,Organic Syntheses1990,68,116；W.J.Scott,G.T.Crisp,J.K.Stille，Organic Syntheses1993,8,97）等。这类反应存在亲核试剂制备不易，不易保存等问题。同时反应条件比较苛刻，而且在反应过程中会产生多种有毒副产物。而硅基偶联反应作为一种新型的偶联反应近年来受到人们的广泛关注（Y.Nakao,T.Hiyama,Chem.Soc.Rev.2011,40,4893；S.E.Denmark,M.H.Ober,Aldrichim.Acta2003,36,75），其具有低毒、高稳定性和广泛的应用性等特点。

硅基偶联反应虽然具有诸多优势，但也存在一些问题。如，中国专利文献CN101265147A、CN101367692A、CN103172479A公开了联芳烃的制备方法，采用的是均相的钯催化剂，如二价钯催化剂、醋酸钯等，或者需要复杂的配体的帮助。该类催化剂在水和空气介质中不稳定，不易保存，反应通常需要在脱除空气的状态下进行，反应后的体系不易分离，不能重复利用，增加了反应成本。而非均相催化剂具有易制备，高稳定，易分离的特点，在诸多有机反应中有着越来越广泛的应用。

另一方面，硅基偶联反应中的亲核试剂不易制备。常用的亲核试剂是含羟基或烷氧基的芳基硅烷。传统的制备方法一般采用碱化硅氧烷、氧化硅烷等方法，需要使用大量的氧化剂、强碱和高氧化态的重金属盐，同时容易产生有毒副产物。利用过渡金属催化的方法可以利用水作为氧化剂可以将含氢的硅烷转化成硅醇，副产物只有氢气，是一种绿色无污染的方法。同时也可以利用类似的方法将醇与含氢硅烷反应转化成同样具有偶联活性的硅醚。但该反应中常用的过渡金属催化剂如金、铂、钯、铑、钌等贵金属，不仅价格昂贵，而且不能回收重复利用。

发明内容

针对目前联芳烃化合物在制备过程中存在的问题，本发明提供一种用非均相钯基催化剂制备联芳烃化合物的方法。本发明提供的方法采用非均相钯基催化剂，该催化剂稳定性好，且容易分离，可回收利用。在完成芳基硅醇或芳基硅醚的制备后，不需要在反应过程中对催化剂二次分离，即可以直接催化硅基偶联反应，减少了操作步骤，提高了催化剂的使用寿命和产物产率。

本发明的技术方案如下：

一种联芳烃化合物的制备方法，步骤如下：

（1）向有机溶剂中加入芳基硅烷和水，加入非均相钯基催化剂，在20～80℃反应2～4h；或者向醇中加入芳基硅烷，加入非均相钯基催化剂，在20～80℃反应2～4h；

所述的有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃或甲苯；

所述的非均相钯基催化剂的质量与芳基硅烷的摩尔用量比为（25～35）：1g/mol；

所述的芳基硅烷与有机溶剂的摩尔体积比为1：（1～10）mol/L；所述的芳基硅烷与水的摩尔体积比为1：（0.1～2）mol/L；

所述的芳基硅烷与醇的摩尔体积比为1：（1～10）mol/L；

（2）加入碱性化合物和卤代芳烃化合物，将反应溶液加热至50～150℃反应12～36h，制得联芳烃化合物；

所述的碱性化合物与步骤（1）所述的芳基硅烷的摩尔比为（2～5）：1；

所述的卤代芳烃化合物与步骤（1）所述的芳基硅烷的摩尔比为（1～3）：1。

根据本发明，优选的，步骤（1）中所述的芳基硅烷为二甲基苯基硅烷或苯基硅烷；

所述的反应温度优选20～50℃；

所述的醇为甲醇、乙醇或正丙醇，更优选甲醇或乙醇。

根据本发明，优选的，步骤（2）中所述的碱性化合物选自四正丁基氟化铵、CsCO₃或Ag₂O中的一种或多种；