二苯乙烯類化合物的合成*

朱耀信，蔡志彬，黃久強(qiáng)

(浙江工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程與材料學(xué)院，浙江杭州 310014)

二苯乙烯類化合物作為芪類化合物的一種單體，由于乙烯鍵和苯環(huán)交替構(gòu)成了共軛體系，使其具有良好的化學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、功能材料、染料等行業(yè)，如抗癌藥［1－2］、食品添加劑［3］、液晶材料［4］、熒光增白劑［5－6］等。

二苯乙烯類化合物的合成方法主要有Perkin縮合、Wittig反應(yīng)和Heck反應(yīng)。Perkin反應(yīng)保護(hù)基的脫除需要超低溫，Heck反應(yīng)則需要貴金屬催化。與這兩類反應(yīng)相比，Wittig反應(yīng)條件溫和，也不需要貴重催化劑，但是一般會(huì)用到大量易揮發(fā)的溶劑。而固相研磨Wittig反應(yīng)在反應(yīng)過(guò)程中不需要溶劑，從而避免了對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)降低成本和副產(chǎn)物的出現(xiàn)。與傳統(tǒng)有溶劑反應(yīng)相比，無(wú)溶劑反應(yīng)的速率、選擇性和轉(zhuǎn)化率更好。

本文采用無(wú)溶劑的固相研磨Wittig反應(yīng)合成二苯乙烯類化合物。以4-氯甲基苯乙烯為起始原料，與三苯基膦生成季鏻鹽(1)后，再在堿性條件(叔丁醇鉀)下與苯甲醛衍生物(2a～2c)進(jìn)行固相研磨Wittig反應(yīng)，合成了3種二苯乙烯類化合物——1-乙烯基-4-［(1E)-2-(取代苯基)乙烯基］苯(3a～3c，Scheme 1)，結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR 和 IR確證。并對(duì)Wittig反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化，在最佳反應(yīng)條件［1 30 mmol，n(1)∶n(2)∶n(KOBut)=1.0 ∶1.2 ∶1.4，于70 ℃反應(yīng)1 h］下，3a ～3c 的收率分別為 75.0%，81.3%和85.0%。

Scheme 1

3a～3c是重要的二苯乙烯類化合物，但迄今為止，其相關(guān)合成報(bào)道非常少［7－9］，并沒(méi)有詳細(xì)的合成工藝。因此，本文報(bào)道的3a～3c的合成方法，降低了溶劑的污染和副產(chǎn)物的生成，轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)時(shí)間均大為改善，是一種較好的合成3的方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

X4型數(shù)字顯示顯微熔點(diǎn)儀(溫度未校正);Bruker AVANCEⅢ500型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo));Thermo Nicolet 6700型傅立葉變換紅外光譜儀(KBr壓片)。

4-氯甲基苯乙烯，工業(yè)品;其余所用試劑均為分析純。

1.2 合成

(1)1 的合成［10］

在三口燒瓶中加入4-氯甲基苯乙烯5.32 g(35 mmol)，三苯基膦9.17 g(35 mmol)及甲苯40 mL，攪拌下于120℃(回流)反應(yīng)8 h。降至室溫，析出大量白色固體，抽濾，濾餅用石油醚(2×30 mL)洗滌，干燥得白色粉末1 13.12 g，收率91.3%。

(2)3a～3c的合成(以3a為例)

在瑪瑙研缽中加入1 12.42 g(30 mmol)和叔丁醇鉀4.71 g(42 mmol)，于室溫研磨均勻;加入對(duì)甲基苯甲醛(2a)5.04 g(36 mmol)，研磨5 min。混合物迅速轉(zhuǎn)移至圓底燒瓶中，攪拌下于70℃反應(yīng)1 h。加入100 mL蒸餾水淬滅反應(yīng)，用二氯甲烷(2×35 mL)萃取，合并有機(jī)層，用飽和食鹽水(2×30 mL)洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，旋蒸除溶后經(jīng)硅膠柱層析［洗脫劑:V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=30 ∶1］純化得3a。

用類似的方法合成3b(旋蒸除溶后用乙醇重結(jié)晶純化)和3c(旋蒸除溶后用80%乙腈重結(jié)晶純化)。

1-乙烯基-4-［(1E)-2-(4-甲基苯基)乙烯基］苯(3a):淡黃色粉末，收率75%，m.p.147℃ ～148 ℃;1H NMR δ:7.57(d，J=8.3 Hz，2H)，7.50(d，J=8.1 Hz，2H)，7.47(d，J=8.3 Hz，2H)，7.23(d，J=16.5 Hz，1H)，7.20(d，J=8.1 Hz，2H)，7.18(d，J=16.5 Hz，1H)，6.75(dd，J=17.7 Hz，11.0 Hz，1H)，5.85(dd，J=17.7 Hz，0.8 Hz，1H)，5.25(dd，J=11.0 Hz，0.8 Hz，1H)，2.51(s，3H);FT-IR ν:3 020，2 915，1 624，1 513，1 408，970，834，524 cm－1。

1-氯-4-［(1E)-2-(4-乙烯基苯基)乙烯基］苯(3b):黃色片狀固體，收率 81.3%，m.p.178℃ ～179 ℃;1H NMR δ:7.65(d，J=8.6 Hz，2H)，7.64(d，J=8.5 Hz，2H)，7.59(d，J=8.4 Hz，2H)，7.50(d，J=8.3 Hz，2H)，7.44(s，2H)，6.73(dd，J=17.7 Hz，11.0 Hz，1H)，5.86(dd，J=17.7 Hz，0.8 Hz，1H)，5.28(dd，J=11.0 Hz，0.8 Hz，1H);FT-IR ν:3 017，1 626，1 509，1 487，1 408，1 094，970，838，522 cm－1。

1-乙烯基-4-［2-(4-硝基苯基)乙烯基］苯(3c):黃色粉末，收率85%，m.p.159℃ ～161℃;1H NMR δ:8.25(d，J=8.8 Hz，2H)，7.88(d，J=8.8 Hz，2H)，7.67(d，J=8.3 Hz，2H)，7.55(d，J=16.5 Hz，2H)，7.53(d，J=8.0 Hz，1H)，7.44(d，J=16.5 Hz，1H)，6.75(dd，J=17.7 Hz，10.0 Hz，1H)，5.90(d，J=17.7 Hz，1H)，5.31(d，J=11.0 Hz，1H);FT-IR ν:3 022，1 627，1 589，1 509，1 337，1 106，997，974，928，847 cm－1。

2 結(jié)果與討論

2.1 表征

3的1H NMR 分析表明，δ 7.2～7.55和 δ 7.47～7.67處的雙峰為與末端烯烴相連苯環(huán)上質(zhì)子吸收峰，δ 7.57 ～8.25 和 δ 7.5 ～7.88 處的雙峰為與R基團(tuán)相連苯環(huán)上質(zhì)子吸收峰，δ 7.18～7.44和 δ 7.23 ～7.53 處的雙峰為兩苯環(huán)之間烯鍵上的質(zhì)子吸收峰。3b烯鍵上的質(zhì)子由于所處化學(xué)環(huán)境相同，表現(xiàn)為單峰;δ 6.73～6.75，δ 5.85～5.90 和 δ 5.25 ～5.3 處的雙二重峰為末端烯鍵上質(zhì)子吸收峰。

3的 IR 分析表明，3 017 cm－1，3 020 cm－1和3 022 cm－1處的吸收峰為烯烴上C－H伸縮振動(dòng)峰，2 915 cm－1處的吸收峰為甲基上C－H伸縮振動(dòng)峰，1 600 cm－1～1 400 cm－1左右的吸收峰為苯環(huán)骨架伸縮振動(dòng)的峰，1 624 cm－1，1 626 cm－1和1 627 cm－1處的吸收峰為烯鍵C=C伸縮振動(dòng)峰，970 cm－1和 974 cm－1處的吸收峰為反式烯烴C－H面外彎曲振動(dòng)。

2.2 Wittig反應(yīng)條件優(yōu)化

(1)反應(yīng)時(shí)間

1 30 mmol，r=n(1)∶n(2)∶n(KOBut)=1.0 ∶1.2 ∶1.4，于70 ℃反應(yīng)，其余反應(yīng)條件同 1.2(2)，考察反應(yīng)時(shí)間對(duì)3收率的影響，結(jié)果見表1。由表1可見，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，收率逐漸上升;在1 h時(shí)收率最高;再延長(zhǎng)時(shí)間，收率反而略有下降。較佳的反應(yīng)時(shí)間為1 h。

表1 反應(yīng)時(shí)間對(duì)3收率的影響*Table 1 Effect of reaction time on yield of 3

表2 反應(yīng)溫度對(duì)3收率的影響*Table 2 Effect of reaction temperature on yield of 3

(2)反應(yīng)溫度

反應(yīng)時(shí)間1 h，其余反應(yīng)條件同2.1(1)，考察反應(yīng)溫度對(duì)3收率的影響，結(jié)果見表2。由表2可見，室溫時(shí)收率最低;隨著溫度的升高，收率不斷提高;70℃時(shí)收率達(dá)最高;繼續(xù)升高溫度收率反而下降。最佳的反應(yīng)溫度為70℃。

(3)原料比

于70℃反應(yīng)1 h，其余反應(yīng)條件同2.1(1)，考察x［n(1)∶n(2)］對(duì)3收率的影響，結(jié)果見表3。從表3 可見，x=1.0 ∶1.2 時(shí)，收率最高。最佳的x=1.0 ∶1.2。

x=1.0 ∶1.2，其余反應(yīng)條件同 2.1(1)，考察 y［n(1)∶n(KOBut)］對(duì)3收率的影響，結(jié)果見表4。從表4可見，y=1.4時(shí)收率最高。最佳的y=1.4。

表3 x對(duì)3收率的影響*Table 3 Effect of x on yield of 3

表4 y對(duì)3收率的影響*Table 4 Effect of y on yield of 3

綜上所述，較佳的Wittig反應(yīng)條件為:1 30 mmol，n(1)∶n(2)∶n(KOBut)=1.0 ∶1.2 ∶1.4，于70 ℃反應(yīng)1 h，3a～3c的收率分別為75.0%，81.3%和 85.0%。

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