一種9-芐基化芴醇衍生物的合成方法
1.本專利申請涉及有機化合物合成技術領域，更具體地，涉及一種9-芐基化芴醇衍生物的合成方法。
背景技術：
2.芴衍生物由于其獨特的光學、電學和半導體特性，對于聚合物發光二極管 (pled)、聚合物太陽能電池、薄膜晶體管和光伏電池等光電材料具有重要意義(adv.mater.,2000,12,1737
–
1750；adv.mater.,2002,14,477
–
487；adv.opticalmater.,2021,9,2100327；org.chem.front.,2021,8,25
–
31)。同時很多天然產物中都含有芴骨架(org.lett.,2014,16,282-285；med.chem.lett.,2021,36, 127824)。可見，發展一種更加綠、高效的合成方法來合成含芴骨架是具有重要意義的。
3.但是通常9-芐基化芴醇衍生物的合成是通過反應條件苛刻的grignard反應 (grignard,v.compt.rend.1900,130,1322.)或者是羧酸脫羧自由基偶聯(org. biomol.chem.,2016,14,9645
–
9649.)合成得到9-芐基化芴醇衍生物。以上這類反應不僅操作要求高、反應條件經濟性差，同時產生的金屬、二氧化碳等副產物對環境不友好。雖然，最近有研究學者報道了通過醇與芴酮在電催化下脫水偶聯來合成9-芐基化芴醇衍生物(ccs chem.,2022,4,1938
–
1948.)，但該方法收率一般。
4.專利申請內容
5.為克服上述現有技術存在的至少一個問題，本專利申請提供了一種9-芐基化芴醇衍生物的合成方法。該方法操作簡單，成本低廉，收益率高，對環境友好。本專利申請中選用容易獲得的甲苯衍生物作為芐基源，可再生的藍光促進反應的進行，不需要貴金屬催化劑、無對環境不利的副產物產生，反應設備、操作簡單、原料易得，易于工業化生產。
6.為解決上述技術問題，本專利申請采用的技術方案是：
7.一種9-芐基化芴醇衍生物的合成方法，其特征在于，該方法是將甲苯衍生物、芴酮及其衍生物和一個當量的無機堿溶于有機溶劑后，在空氣氛圍中，藍光照射下反應，制得所述9-芐基化芴醇衍生物，所述甲苯衍生物(i)、芴酮(或其衍生物)(ii)的分子結構式如下：
[0008][0009]
其中，r1和r2選自氫、烷基、芳基、取代芳基；r3和r4選自氫、烷基、鹵素、三氟甲基。
[0010]
優選的，所述有機溶劑為n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、乙腈、二氯甲烷和二氯乙烷的任一種或幾種。
[0011]
優選的，所述甲苯衍生物與芴酮(或其衍生物)的摩爾比為5:1，所述無機堿與芴酮(或其衍生物)的摩爾比為1:1。
[0012]
優選的，所述無機堿為：碳酸銫、氟化鉀、氟化銫中的任一種或幾種。
[0013]
優選的，所述藍光照射為將反應混合液放置12 w藍光反應器中。
[0014]
優選的，所述烷基中碳的個數大于等于1且小于等于10，所述取代芳基的取代基為烷基、烷氧基或鹵素。
[0015]
更優選的，所述烷基為甲基、乙基或異丙基，所述烷氧基為甲氧基或乙氧基，所述鹵基為氟、氯或溴。
[0016]
優選的，所述反應的溫度為25℃，所述反應的壓力為1個標準大氣壓。
[0017]
優選的，所述反應的時間為24小時。
[0018]
本專利申請實施例中的所述9-芐基化芴醇衍生物(iii)結構通式如下：
[0019][0020]
其中，r1和r2選自氫、烷基、芳基、取代芳基；r3和r4選自氫、烷基、鹵素、三氟甲基；所述烷基中碳的個數大于等于1且小于等于10，所述取代芳基的取代基為烷基、烷氧基、鹵素，所述芳基和取代芳基中碳的個數大于等于6 且小于等于10。
[0021]
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
[0022]
1、本專利申請是首次在藍光照射下，甲苯衍生物與芴酮及其衍生物反應合成得到9-芐基化芴醇衍生物。
[0023]
2、本專利申請與現有方法相比，反應設備、操作簡單。無對環境不友好的副產物產生，高轉化率、易于工業化生產等諸多優點。
[0024]
3、本專利申請的方法不需要高溫、貴金屬的催化，在溫和的反應條件下即可得應用前景廣泛的9-芐基化芴醇衍生物。
附圖說明
[0025]
圖1實施例1制得的9-(4-甲氧基芐基)-9h-芴-9-醇的核磁共振h譜圖。
[0026]
圖2實施例1制得的9-(4-甲氧基芐基)-9h-芴-9-醇的核磁共振c譜圖。
[0027]
圖3實施例2制得的9-(萘-2-基甲基)-9h-芴-9-醇的核磁共振h譜圖。
[0028]
圖4實施例2制得的9-(萘-2-基甲基)-9h-芴-9-醇的核磁共振c譜圖。
[0029]
圖5實施例3制得的9-(4-甲氧基芐基)-2-甲基-9h-芴-9-醇的核磁共振h譜圖。
[0030]
圖6實施例3制得的9-(4-甲氧基芐基)-2-甲基-9h-芴-9-醇的核磁共振c譜圖。
[0031]
圖7實施例3制得的9-(4-甲氧基芐基)-2-甲基-9h-芴-9-醇的質譜圖。
[0032]
圖8實施例4制得的2,7-二溴-9-(4-甲氧基芐基)-9h-芴-9-醇的核磁共振h 譜圖。
[0033]
圖9實施例4制得的2,7-二溴-9-(4-甲氧基芐基)-9h-芴-9-醇的核磁共振c 譜圖。
[0034]
圖10實施例4制得的2,7-二溴-9-(4-甲氧基芐基)-9h-芴-9-醇的質譜圖。
具體實施方式
[0035]
下面將結合實施例對本專利申請的實施方案進行詳細描述，但是本領域技術人員將會理解，下列實施例僅用于說明本專利申請，而不應視為限制本專利申請的范圍。實施例中未注明具體條件者，按照常規條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規產品。
[0036]
需要說明的是：
[0037]
本專利申請中，如果沒有特別的說明，本文所提到的所有實施方式以及優選實施方法可以相互組合形成新的技術方案。
[0038]
本專利申請中，如果沒有特別的說明，百分數(％)或者份指的是相對于組合物的重量百分數或重量份。
[0039]
本專利申請中，如果沒有特別的說明，所涉及的各組分或其優選組分可以相互組合形成新的技術方案。
[0040]
本專利申請中，除非有其他說明，數值范圍“a～b”表示a到b之間的任意實數組合的縮略表示，其中a和b都是實數。例如數值范圍“12～24”表示本文中已經全部列出了“12～24”之間的全部實數，“12～24”只是這些數值組合的縮略表示。
[0041]
本專利申請所公開的“范圍”以下限和上限的形式，可以分別為一個或多個下限，和一個或多個上限。
[0042]
本專利申請中，除非另有說明，各個反應或操作步驟可以順序進行，也可以按照順序進行。優選地，本文中的反應方法是順序進行的。
[0043]
除非另有說明，本文中所用的專業與科學術語與本領域熟練人員所熟悉的意義相同。此外，任何與所記載內容相似或均等的方法或材料也可應用于本專利申請中。
[0044]
本專利申請的發明人在研究中發現，現有技術中通常9-芐基化芴醇衍生物的合成方法之一是通過反應條件苛刻的grignard反應(grignard,v.compt.rend. 1900,130,1322.)，該反應方程式如下所示：
[0045][0046]
現有技術中另一種合成9-芐基化芴醇衍生物的常見方法是羧酸脫羧自由基偶聯(org.biomol.chem.,2016,14,9645
–
9649.)合成得到9-芐基化芴醇衍生物，其反應方程式如下：
[0047]
雖然，最近有研究學者報道了通過醇與芴酮在電催化下脫水偶聯來合成9-芐基化芴醇衍生物(ccs chem.,2022,4,1938
–
1948.)，但該方法收率一般，該反應方程式如下：
[0048][0049]
本專利申請的提供了一種9-芐基化芴醇衍生物的新的合成方法，該方法是將甲苯衍生物、芴酮及其衍生物和一個當量的無機堿溶于有機溶劑后，在空氣氛圍中，藍光照射下反應，制得所述9-芐基化芴醇衍生物，所述甲苯衍生物(i)、芴酮及其衍生物(ii)的分子結構式如下：
[0050][0051]
其中，r1和r2選自氫、烷基、芳基、取代芳基；r3和r4選自氫、烷基、鹵素、三氟甲基。
[0052]
本專利申請首次公開了在藍光照射下，甲苯衍生物與芴酮及其衍生物反應合成得到9-芐基化芴醇衍生物。與現有方法相比，本專利申請9-芐基化芴醇衍生物合法方法中的反應設備、操作簡單，無對環境不利的副產物產生，高轉化率、易于工業化生產等諸多優點。另外，本專利申請的合成方法不需要高溫、貴金屬的催化，在溫和的反應條件下即可得應用前景廣泛的9-芐基化芴醇衍生物。
[0053]
在一些實施例中，所述有機溶劑為n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、乙腈、二氯甲烷和二氯乙烷中的任一種或幾種。
[0054]
在一些更優選的實施例中，有機溶劑選用乙腈。
[0055]
在一些實施例中，所述甲苯衍生物與芴酮(或其衍生物)的摩爾比為5:1，所述無機堿與芴酮(或其衍生物)的摩爾比為1:1。
[0056]
在一些實施例中，所述無機堿為：碳酸銫、氟化鉀、氟化銫中的任一種或幾種。
[0057]
在一些更優選的實施例中，無機堿選用氟化銫。
[0058]
在一些實施例中，所述藍光照射為將反應混合液放置12w藍光反應器中。
[0059]
在一些實施例中，所述烷基中碳的個數大于等于1且小于等于10，所述取代芳基的取代基為烷基、烷氧基或鹵素。
[0060]
在一些實施例中，所述烷基為甲基、乙基或異丙基，所述烷氧基為甲氧基或乙氧基，所述鹵基為氟、氯或溴。
[0061]
在一些實施例中，所述反應的溫度為25℃，所述反應的壓力為1個標準大氣壓。
[0062]
在一些實施例中，所述反應的時間為24小時。
[0063]
本專利申請中的9-芐基化芴醇衍生物(iii)結構通式如下：
[0064][0065]
其中，r1和r2選自氫、烷基、芳基、取代芳基；r3和r4選自氫、烷基、鹵素、三氟甲基；所述烷基中碳的個數大于等于1且小于等于10，所述取代芳基的取代基為烷基、烷氧基、鹵素，所述芳基和取代芳基中碳的個數大于等于6 且小于等于10。
[0066]
上述取代包括單取代和二取代。
[0067]
接下來，以具體實施例對本專利申請9-芐基化芴醇衍生物的合成方法進行詳細說明。
[0068]
1、制備例
[0069]
實施例1 9-(4-甲氧基芐基)-9h-芴-9-醇的合成和表征
[0070][0071]
取10ml玻璃瓶，加入4-甲氧基苯甲醚122.2mg(1.0mmol)，9-芴酮36.0 mg(0.2mmol),氟化銫30.0mg(0.2mmol),乙腈2ml,在12w藍光照射下攪拌24 小時。反應結束后，經減壓濃縮，柱層析分離得到9-(4-甲氧基芐基)-9h-芴-9-醇 純品54.9mg,產率91％，為白固體。所得9-(4-甲氧基芐基)-9h-芴-9-醇的分子 結構式如下所示：
[0072][0073]
實施例1制備的化合為的核磁共振h譜圖、核磁共振c譜圖如圖1和圖2 所示。從圖1可看出1h nmr(400mhz,cdcl3)δ7.54(d,j＝7.4hz,2h),7.36
?–
7.21(m,6h),6.90(d,j＝8.7hz,2h),6.67(d,j＝8.7hz,2h),3.74(s,3h),3.23 (s,2h),2.16(br,1h)；分子氫譜波峰能與目標產物一一對應，數量合理。從圖2 可看出：
13
c nmr(101mhz,cdcl3)δ158.2,148.3,139.3,131.7,128.9,128.4, 127.5,124.2,119.9,112.9,82.3,55.1,44.9。分子碳譜波峰
能與目標產物一一對應，數量合理。結合以上核磁共振h譜圖和核磁共振c譜圖的結果可知，實施例1 制得的產物為9-(4-甲氧基芐基)-9h-芴-9-醇。
[0074]
該反應的反應機理如下：9-芴酮在藍光照射下生成一個雙自由基物種i，雙自由基物種i與對甲氧基苯甲醚2之間發生氫原子轉移，生成了芐基自由基物種 ii和芴醇α碳自由基物種iii，最后兩個自由基物種之間進行自由基偶聯得到了最終的目標產物3。該反應機理表示如下：
[0075][0076]
實施例2 9-(萘-2-基甲基)-9h-芴-9-醇的制備和表征
[0077][0078]
取10ml玻璃瓶，加入2-甲基萘142.1mg(1.0mmol)，9-芴酮36.0mg(0.2 mmol),氟化銫30.0mg(0.2mmol),乙腈2ml,在12w藍光照射下攪拌24小時。 反應結束后，經減壓濃縮，柱層析分離得到9-(萘-2-基甲基)-9h-芴-9-醇純品50.2 mg,產率78％，為白固體。所得9-(4-甲氧基芐基)-2-甲基-9h-芴-9-醇的分子結 構式如下所示：
[0079][0080]
實施例2制備的化合物的核磁共振h譜圖和核磁共振c譜圖分別如圖3和圖4所示。從圖3可看出:1h nmr(400mhz,cdcl3)δ7.78
–
7.72(m,1h),7.68
?–
7.63(m,1h),7.61(d,j＝8.4hz,1h),7.51(dd,j＝7.1,1.6hz,2h),7.45
–
7.42 (m,1h),7.42
–
7.36(m,2h),7.33
–
7.27
(m,4h),7.25
–
7.20(m,2h),7.16(dd,j＝ 8.4,1.8hz,1h),3.44(s,2h),2.23(br,1h)；分子氫譜波峰能與目標產物一一對應，數量合理。從圖4可看出：
13
c nmr(101mhz,cdcl3)δ148.2,139.3,134.0,133.0, 132.2,129.4,129.3,128.9,127.7,127.6,127.5,126.8,125.6,125.3,124.3,119.9, 82.4,45.9；分子碳譜波峰能與目標產物一一對應，數量合理。結合以上核磁氫譜、碳譜圖的結果可知，實施例2所得物質為9-(萘-2-基甲基)-9h-芴-9-醇。
[0081]
實施例3 9-(4-甲氧基芐基)-2-甲基-9h-芴-9-醇的制備和表征
[0082][0083]
取10ml玻璃瓶，加入4-甲氧基苯甲醚122.2mg(1.0mmol)，2-甲基-9-芴 酮38.8mg(0.2mmol),氟化銫30mg(0.2mmol),乙腈2ml,在12w藍光照射下攪 拌24小時。反應結束后，經減壓濃縮，柱層析分離得到9-(4-甲氧基芐基)-2-甲 基-9h-芴-9-醇純品36.0mg,產率57％，為白固體。所得9-(4-甲氧基芐基)-2-甲 基-9h-芴-9-醇的分子結構式如下所示：
[0084][0085]
實施例3制備的化合物的核磁共振h譜圖和核磁共振c譜圖分別如圖5和圖6所示。從圖5可看出：1h nmr(400mhz,cdcl3)δ7.50(d,j＝7.6hz,1h), 7.43(d,j＝8.4hz,1h),7.34
–
7.27(m,1h),7.23
–
7.17(m,2h),7.16
–
7.11(m, 2h),6.91(d,j＝8.8hz,2h),6.69(d,j＝8.9hz,2h),3.75(s,3h),3.25(d,j＝13.5 hz,1h),3.17(d,j＝13.5hz,1h),2.39(s,3h),2.19(br,1h)；分子氫譜波峰能與目標產物一一對應，數量合理。從圖6可看出：
13
c nmr(101mhz,cdcl3)δ 158.2,148.6,148.1,139.4,137.5,136.6,131.7,129.5,128.7,128.5,126.9,124.9, 124.2,119.6,119.5,112.9,82.2,55.1,44.9,21.6；分子碳譜波峰能與目標產物一一對應，數量合理。另外，針對該合成產物，也進行了質譜圖測試，其測試結果如下：hrms(esi-orbitrap)m/z:[m-h2o+h]
+
calcd for c
22h19
o 299.1430,found 299.1433.結合以上核磁氫譜、碳譜圖的結果可知，實施例3所得物質為9-(4-甲氧基芐基)-2-甲基-9h-芴-9-醇。
[0086]
實施例4 2,7-二溴-9-(4-甲氧基芐基)-9h-芴-9-醇的制備和表征
[0087][0088]
取10ml玻璃瓶，加入4-甲氧基苯甲醚122.2mg(1.0mmol)，2,7-二溴-9
??
芴酮67.5mg(0.2mmol),氟化銫30mg(0.2mmol),乙腈2ml,在12w藍光照射下 攪拌24小時。反應結束后，經減壓濃縮，柱層析分離得到2,7-二溴-9-(4-甲氧 基芐基)-9h-芴-9-醇純品81.9mg，產率89％，為白固體。所得2,7-二溴-9-(4
??
甲氧基芐基)-9h-芴-9-醇的分子結構式如下所示：
[0089][0090]
實施例4制備的化合物的核磁共振h譜圖和核磁共振c譜圖分別如圖8和圖9所示。從圖7可看出：1h nmr(400mhz,cdcl3)δ7.45(dd,j＝8.0,1.8hz, 2h),7.42
–
7.33(m,4h),6.86(d,j＝8.8hz,2h),6.71(d,j＝8.6hz,2h),3.76(s, 3h),3.17(s,2h),2.20(br,1h)；從圖8可看出：
13
c nmr(101mhz,cdcl3)δ 158.6,150.0,137.2,132.1,131.6,127.8,127.3,121.7,121.3,113.2,82.2,55.2,45.0；從圖9可看出：hrms(esi-orbitrap)m/z:式(d)9-芐基化芴醇衍生物化合物的理論值是[m-h2o+h]
+
calcd for c
21h1579
br2o 440.9484,而經過質譜測試實際所得值為440.9490.。結合以上核磁共振h譜圖、核磁共振c譜和高分辨質譜的結果可知，實施例4制得的產物為式(d)所示的2,7-二溴-9-(4-甲氧基芐基)-9h
??
芴-9-醇，該化合物結構單一，純度高。
[0091]
綜上所述，本專利申請首次公開了在藍光照射下，甲苯衍生物與芴酮及其衍生物反應合成得到9-芐基化芴醇衍生物。與現有方法相比，本專利申請9-芐基化芴醇衍生物合法方法中的反應設備(玻璃瓶)、操作簡單(只需要12w藍光照射攪拌)，無對環境不利的副產物產生，高轉化率、易于工業化生產等諸多優點。
[0092]
另外，本專利申請的合成方法不需要高溫、貴金屬的催化，在溫和的反應條件(即只需要12w藍光照射下，攪拌即可反應，而12w的藍光照射可以經商業購買的12w藍光反應器獲得)下即可得應用前景廣泛的9-芐基化芴醇衍生物。也即選用容易獲得的甲苯衍生物作為芐基源，可再生的藍光促進反應的進行，不需要貴金屬催化劑、無對環境不利的副產物產生，反應設備、操作簡單、原料易得，易于工業化生產。
[0093]
在本說明書的描述中，參考術語“一個實施方式”、“一些實施方式”、“示意性實施
方式”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合實施方式或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本專利申請的至少一個實施方式或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施方式或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施方式或示例中以合適的方式結合。
[0094]
盡管已經示出和描述了若干個本專利申請的實施方式，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本專利申請的原理和宗旨的情況下可以對這些實施方式進行多種變化、修改、替換和變型，本專利申請的范圍由權利要求及其等同物限定。
技術特征：
1.一種9-芐基化芴醇衍生物的合成方法，其特征在于，該方法是將甲苯衍生物、芴酮及其衍生物和一個當量的無機堿溶于有機溶劑后，在空氣氛圍中，藍光照射下反應，制得所述9-芐基化芴醇衍生物，所述甲苯衍生物(i)、芴酮(或其衍生物)(ii)的分子結構式如下：其中，r1和r2選自氫、烷基、芳基、取代芳基；r3和r4選自氫、烷基、鹵素、三氟甲基。2.根據權利要求1所述的9-芐基化芴醇衍生物的合成方法，其特征在于，所述有機溶劑為n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、乙腈、二氯甲烷和二氯乙烷中的任一種或幾種。3.根據權利要求1所述的9-芐基化芴醇衍生物的合成方法，其特征在于，所述甲苯衍生物與芴酮(或其衍生物)的摩爾比為5:1，所述無機堿與芴酮(或其衍生物)的摩爾比為1:1。4.根據權利要求1所述的9-芐基化芴醇衍生物的合成方法，其特征在于，所述無機堿為：碳酸銫、氟化鉀、氟化銫中的任一種或幾種。5.根據權利要求1所述的9-芐基化芴醇衍生物的合成方法，其特征在于，所述藍光照射為將反應混合液放置12w藍光反應器中。6.根據權利要求1所述的9-芐基化芴醇衍生物的合成方法，其特征在于，所述烷基中碳的個數大于等于1且小于等于10，所述取代芳基的取代基為烷基、烷氧基或鹵素。7.根據如權利要求6所述的9-芐基化芴醇衍生物的合成方法，其特征在于，所述烷基為甲基、乙基或異丙基，所述烷氧基為甲氧基或乙氧基，所述鹵基為氟、氯或溴。8.根據權利要求1所述的9-芐基化芴醇衍生物的合成方法，其特征在于，所述反應的溫度為25℃，所述反應的壓力為1個標準大氣壓。9.根據權利要求1所述的9-芐基化芴醇衍生物的合成方法，其特征在于，所述反應的時間為24小時。10.根據權利要求1所述的9-芐基化芴醇衍生物的合成方法，其特征在于，所述9-芐基化芴醇衍生物(iii)結構通式如下：其中，r1和r2選自氫、烷基、芳基、取代芳基；r3和r4選自氫、烷基、鹵素、三氟甲基；所述烷基中碳的個數大于等于1且小于等于10，所述取代芳基的取代基為烷基、烷氧基、鹵素，所述芳基和取代芳基中碳的個數大于等于6且小于等于10。
技術總結
本專利申請開了一種9-芐基化芴醇衍生物的合成方法。合成方法概述如下：將甲苯衍生物、芴酮及其衍生物和一個當量的無機堿溶于有機溶劑中，在空氣氛圍中，在12W藍光照射下反應24小時，最后經后處理分離純化得到9-芐基化芴醇衍生物。本專利申請的合成方法具有操作簡便、收率高、反應經濟性高、對環境友好等顯著優點。對環境友好等顯著優點。對環境友好等顯著優點。
