由鹵代烴合成酯的無溶劑方法*

康 力, 董 菁, 呂 霞, 施小新

(華東理工大學 藥學院 制藥工程系,上海 200237)

隨著環保意識的不斷加強,人們提出了“綠色化學”的概念[1～3]。化學研究者致力于研究取代傳統有機溶劑的綠色化學方法，發展出了以超臨界流體為溶劑或以室溫離子液體為溶劑的方法。但是在有機反應中完全不使用溶劑則更為綠色環保[4]，近年來有文獻報道：在不加溶劑的情況下，可通過光、熱、微波以及超聲等方法，使反應物在固態下進行化學反應[5～7]。實驗結果表明，無溶劑操作常可以提高反應的轉化率和選擇性，減少副產物，加快反應速度，使后處理也比傳統反應較為容易[7]。

本文使用羧酸(2a, 2c～2e)與三乙胺按一定比例配制的混合溶液為親核試劑，實現了在無溶劑條件下將鹵代烴(1a, 1a′, 1b, 1f, 1i, 1j和1j′)轉化成酯(3a～3j, Scheme 1)的新方法，整個操作過程不需要溶劑，符合綠色化學的要求。

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

Bruker ADVANCE 500 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內標)；HP 5989A型質譜儀。所用試劑除特殊注明外均為分析純。

1．2 3的合成(以3a為例)

在三口燒瓶中加入乙酸170 mL(2.97 mol)，冰浴冷卻，攪拌下緩慢滴加三乙胺280 mL(2.01 mol)，滴畢,撤去冰浴，于室溫攪拌2 h制得澄清溶液A。

Scheme1

在圓底燒瓶中加入溶液A 93 mL(約0.3 mol)，攪拌下加入1a′ 21 g(0.15 mol),快速攪拌下于90 ℃反應2 h。用30%K2CO3溶液(140 mL)中和，靜置分層，有機層減壓蒸餾收集85 ℃/266 Pa餾分得無色油狀液體3a22 g，收率90%;1H NMRδ: 1.53(d,J=6.5 Hz, 3H), 2.07(s, 3H), 5.89(q,J=6.5 Hz, 1H), 7.27～7.31(m, 1H), 7.33～7.36(m, 4H); EI-MSm/z(%): 164(M+, 24), 122(82), 104(100), 77(38), 43(45)。

用類似方法合成3b～3j(合成3j時乙酸/三乙胺混合溶液需過量4倍)，1H NMR和MS表征結果與Scheme 1所示結構相符。合成3的反應條件及產率見表1。

表 1 合成3的反應條件及產率*

*括號內數據鹵代烴為1a′或1j′;合成3j時乙酸/三乙胺混合溶液需過量4倍

2 結果與討論

2.1 r[n(乙酸) ∶n(Et3N)]對合成3的影響

以1a′為底物，考察了r對合成3a的影響，結果見表2。由表2可見，當r=1 ∶1時，有消除反應的產物生成；當r超過4 ∶1時，反應速率明顯減慢；選擇r=3 ∶2時效果最好，產率可達90%。

表 2 r對合成3a的影響*

*r=n(乙酸) ∶n(Et3N);其余反應條件同1．2

2.2 胺對合成3的影響

n(乙酸) ∶n(胺)=3 ∶2，分別以1a′和1f為底物，考察了胺對合成3的影響，結果見表3。從表3可以看出，以Et3N和n-Bu3N作堿時，產率都比較高；苯胺則可能由于易被氧化，反應產物較雜，產率很低。

表 3 胺對合成3a(3f)的影響*

*n(乙酸) ∶n(胺)=3 ∶2，其余反應條件同1．2; 括號內數據對應3f

[1] 許峰,王煤,李敏杰. 綠色化學與有機合成[J].化學與生物工程,2005,22(5):7-8.

[2] Walsh P J, Li H M, de Parrodi C A. A green chemistry approach to asymmetric catalysis: Solvent-free and highly concentrated reactions[J].Chem Rev 2007,107(6):2503-2545.

[3] Sheldon R A. Green solvents for sustainable organic synthesis: state of the art[J]Green Chem,2005,7(5):267-278.

[4] Tanaka K, Toda F. Solvent-free organic synthesis[J].Chem Rev,2000,100(3):1025-1074.

[5] 李汝雄,王建基. 無溶劑有機合成[J].化學通報,2003,66(3):w020/1-w020/7.

[6] Garay A L, Pichon A, James S L. Solvent-free synthesis of metal complexes[J].Chem Soc Rev,2007,36(6):846-855.

[7] Martins M A P, Frizzo C, Moreira D N,etal. Solvent-free Heterocyclic synthesis[J].Chem Rev,2009,109(9):4140-4182.