铑催化羰基化条件下合成苯乙酸的研究外文翻译资料

铑催化羰基化条件下合成苯乙酸的研究

Andreacute; Giroux,* Christian Nadeau and Yongxin Han

Department of Medicinal Chemistry, Merck-Frosst Centre for Therapeutic Research, PO Box 1005,Pointe-Claire-Dorval, Queacute;bec, Canada H9R 4P8

Received 3 July 2000; revised 28 July 2000; accepted 31 July 2000

摘要

在甲酸环境中使用催化量的氯（1,5-环辛二烯）铑(I)二聚体的情况下，苄基卤化物能够有效地羰基化成苯乙酸。在这些反应条件下，拥有酯类和腈类等敏感官能团的化合物具有耐受性，转化为苯乙酸的产率较高。

介绍

过渡金属催化的有机卤化物与一氧化碳的羰基化反应是将羰基直接引入有机分子的最有用的方法之一¹。采用例如PdCl₂(Ph₃P)₂,² CoCl₂/ NaBH4,³Co₂(CO)₈,⁴ CO (CO₃)NO,⁵CO (Ph₃P)₂Cl₂/Bu₄NBr⁶和Fe(CO) ₅⁷等催化剂的使用将苄基卤化物转化为酯或者羧酸。然而，大多数现有的方法要么是采用苛刻的反应条件，要么是产物的产率低。近年来，铑配合物作为高效的过渡金属催化剂出现在羰基化反应中⁸。在铑催化剂存在的情况下，使用主基醇氧化合物已成为若干出版物的主题⁹。此外，在无机碱存在的情况下，相转移催化剂的加入大大增加了收率¹⁰。然而，这两种方法都以酯为主要产物，而相应的酸常以低产率的副产物形式出现。在铑催化剂下羧酸的直接形成没有得到很好的研究。在此，我们报道了在铑催化羰基化反应条件下合成苯乙酸（方案1）。

方案一

Alper及其同事已经证明，在20 mol%的氯（1,5-己二烯）铑(I)二聚体和催化量的碘化钾（6 mol%）的催化作用下处理4-甲基苄基溴，可以以49%的收率分离出叔丁基酯¹¹。然而，在我们的实验中，观察到的是酯和相应的羧酸以1.3:1的比例生成副产物¹²。因此，我们开始确定是否可以通过使用铑的催化作用使甲酸直接生成芳基乙酸。

我们最初的工作是寻找以4-（叔丁基）苄基溴（1a）为底物，在甲酸的不同反应条件下的寻找反应的最佳条件（表1）。研究中使用的铑催化剂为氯（1,5-环辛二烯）铑(I) [RhCl(COD)]₂ (10 mol%)的二聚体。将温度从23°C（条目1）提高到60℃是有益的，因为它能够将反应时间缩短到18小时（条目2）。若没有添加碘化钾将会导致产生较低的转化率（条目3）。最后，在60℃和5 mol%的碘化钾的条件下，4-叔丁基苄基溴完全转化为4-叔丁基苯乙酸（1b）（条目4）。

表1

最佳反应条件

^a转化是通过¹H NMR的分析测定的，并以剩余的4-叔丁基苄基溴（1a）为基础。

然后利用这些优化后的条件进行了多种卤代苄基化合物的羰基化反应，结果总结如表2所示。

模型底物(1a)的羧酸得率高达89%(条目1)。类似地，溴化苄（2a）的羰基化反应干净地提供了苯乙酸（2b），产率为93%(条目2)。在这些反应条件下，羰基化只发生在苄基位置，而卤化芳基不受影响。例如，4-溴苄基溴（3a），4-氯苄基溴（4a），3-碘苄基溴（9a）被转化为所需的苯乙酸（3b），（4b），（9b）的产率高达93%-95%（条目3，4和9）。在另一方面，二苄基溴（8a）转化为二羧酸（8b）的产率为89%（条目8）。在这种情况下，温度被提高到90°C，以便实现完全地转换。同样，在这些条件下，溴化苯基酯（6a）的羰基化提供了91%的苯乙酸（6b），而甲基酯没有任何水解(条目6)。在对氰基苄基溴（7a）的情况下，由于腈转化为一级酰胺，获得的酸（7b）的产量较低，只有51%（条目7）。在这些反应条件下，对间取代和邻位取代的溴代苄基也得到了评估。

表二

铑催化在甲酸中的苄基卤化物的羰基化反应^a