发明内容 [0003] 本发明的目的在于提供了一类二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合物，同时还提供 了该类化合物的制备方法。本发明的另一个目的是将获得的二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾 化合物用作催化剂，催化合成含二（三氟甲基）的联芳类化合物。 [0004] 基于上述目的，本发明采用了如下技术方案 ：二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合
技术领域 [0001] 本发明属于有机合成领域，具体涉及一类二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合物， 同时还涉及此类化合物的制备与应用。
背景技术 [0002] 众多天然产物、具有生物活性的药物、农药、功能材料等都含有联芳环结构单元。 近年来人们发现，在分子中引入三氟甲基可以提高化合物的亲酯性，从而提高化合物对生 物体膜和组织的渗透性，增强化合物的生理活性。因此，通过适当方法将三氟甲基引入到药 物、农药及新型功能材料具有重要意义。对于三氟甲基联芳族化合物，现有合成方法是以较 毒试剂为原料，在比较苛刻的条件下形成三氟甲基基团。例如 ：用金属镉、锌、铜等与二卤 二氯甲烷得到 CF3MX，然后再将其引入芳香烃。随着人们对联芳族化合物合物用途认识的深 入，对其合成方法的研究也越来越多。因此，发展反应条件温和、选择性高的三氟甲基联芳 族化合物合成方法具有重要意义。
的催化活性，很少剂量便可高效催化
与
二（三氟甲基）苯硼酸反应，合成含二（三氟甲基）
的联芳类化合物，且该合成过程条件温和、反应底
物范围广、反应产率高。
CN 103254250 A
CN 103254250 A
权利要求书
1. 二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合物，通式为 ：
其中 X 选自 Cl-、Br- 或 I-，L 为 N- 杂环卡宾配体。
说明书
4/9 页
[0021] 实施例 2 [0022] 二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合物（1）的制备方法 ：在高纯氮气保护下，向 10ml 的 Schlek 反应管中加入 1mmol 二茂铁基吡嗪含氯环钯二聚体、2.0mmolN- 异丙基氮杂 环卡宾及 5ml 的四氢呋喃，用氮气置换反应管 3 次，室温搅拌反应 3 小时。 [0023] 反应毕，向反应液加 3ml 水，用 5ml 二氯甲烷萃取三次，合并有机相并用无水 MgSO4 干燥 30 分钟，过滤 ；滤液用旋转蒸发器浓缩，残液以石油醚和乙酸乙酯的混合液为展开剂， 用硅胶薄层色谱分离，得到化合物（1）纯品，产率 95%。该化合物的核磁分析数据如下 ：
物，通式为 ：
其中 X 选自 Cl-、Br- 或 I-，L 为 N- 杂环卡宾配体。
[0005] 所述 N- 杂环卡宾配体为 ：
[0006]
[0007] 所述二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合物的制备方法，步骤包括 ：将二茂铁基吡 嗪环钯二聚体和所述 N- 杂环卡宾配体加入有机溶剂中，搅拌反应 3 ～ 18h，反应结束后 分离产物，即得二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合物 ；所述二茂铁基吡嗪环钯二聚体的结
2/2 页
含二（三氟甲基）的联芳类化合物的合成步骤包括 ：将二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合 物、Aryl— Cl、二（三氟甲基）苯硼酸和碱加入有机溶剂中，惰性气体保护下于 80 ～ 150℃反 应 10 ～ 48 小时，反应结束后分离产物，即得含二（三氟甲基）的联芳类化合物。
8. 如权利要求 6 或 7 所述二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合物的用途，其特征在于，所 述二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合物、Aryl— Cl、二（三氟甲基）苯硼酸和碱的摩尔比为 0.001 ～ 0.1 ：1 ：1 ～ 3 ：1 ～ 6。
(10)申请公布号 CN 103254250 A (43)申请公布日 2013.08.21 C07D 213/63 (2006.01) C07D 333/12 (2006.01) C07C 201/12 (2006.01) C07C 205/11 (2006.01) C07C 45/68 (2006.01) C07C 47/55 (2006.01) C07C 22/08 (2006.01) C07C 17/263 (2006.01) C07C 49/813 (2006.01)
所述
R 为 -H、-CH3、-C2H3、-C3H7、-Cl、-Br、-F、
-CN、-NO2、-CHO、-OCH3、-COCH3、-C4H9、-C5H11 或 -COCH2CH3。 7. 如权利要求 6 所述二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合物的用途，其特征在于，所述
2
CN 103254250 A
权利要求书
5
CN 103254250 A
说明书
具体实施方式 [0016] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。 [0017] 实施例 1
[0018] 二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合物，通式为 ：
I-，其具体结构可以是 ：
[0019]
3/9 页
X 选自 Cl-、Br-、
[0020] 6
CN 103254250 A
7
CN 103254250 A
说明书
5/9 页
1HNMR:δ=9.54(s,1H)，8.36(s,1H)，8.09(s,1H)，7.16(d,2H)，4.70(s,1H)，4.16(s,1H)，
3.67(s,5H)，3.55(s,1H)，3.32(m,2H)，1.26(d,12H)。 [0024] 实施例 3 [0025] 二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合物（5）的制备方法 ：在高纯氮气保护下，向 10ml 的 Schlek 反应管中加入 1mmol 二茂铁基吡嗪含溴环钯二聚体、3.0mmolN- 对甲氧基苯 基氮杂环卡宾及 5ml 的二氧六环，用氮气置换反应管 3 次，然后在磁力搅拌下室温搅拌 10 小时。 [0026] 反应毕，向反应液加 3ml 水，用 5ml 的二氯甲烷萃取三次，合并有机相并用无 水 MgSO4 干燥 30 分钟，过滤 ；滤液用旋转蒸发器浓缩，残液以石油醚和乙酸乙酯的混合 液为展开剂，用硅胶薄层色谱分离，得到化合物（5）纯品，产率 92%。该化合物的核磁分 析 数 据 如 下 ：1HNMR:δ=9.60(s,1H)，8.35(s,1H)，8.08(s,1H)，7.13(d,2H)，6.87(d,4H)， 6.80(d,4H)，4.79(s,1H)，4.16(s,1H)，3.82(s,6H)，3.69(s,5H)，3.55(s,1H)。
权权利利要要求求书书22页页 说说明明书书9页9 页
，X 选自 Cl-、Br-或 I -，L 为 N- 杂环卡
宾配体 ；其制备步骤包括 ：将二茂铁基吡嗪环钯
二聚体和所述 N- 杂环卡宾配体加入有机溶剂中，
搅拌反应 3 ～ 18h，反应结束后分离产物，即得二
茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合物。本发明提供
的二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合物具有较高
吡嗪环钯二聚体的结构式为 ：
X 选自 Cl-、Br- 或 I-。
4. 如权利要求 3 所述二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合物的制备方法，其特征是，所 述有机溶剂为二氧六环或四氢呋喃 ；所述二茂铁基吡嗪环钯二聚体和 N- 杂环卡宾配体的 摩尔为 1 ：2 ～ 4。
5. 权利要求 1 或 2 所述二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合物的用途，其特征是，将所述 化合物用作金属催化剂。
9. 如权利要求 8 所述二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合物的用途，其特征在于，所述 碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、磷酸钠、磷酸钾、氢氧化钠或氢氧化钾 ；所述溶剂为二氧六环、 苯、甲苯、四氢呋喃或 N，N- 二甲基甲酰胺。
3
CN 103254250 A
说明书
1/9 页
二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合物及其制备方法和用途
甲基）的联芳类化合物具有如下通式 ：
所述二（三氟甲基）苯硼酸的结构式
为：
所述
R 为 -H、-C
H3、-C2H3、-C3H7、-Cl、-Br、-F、-CN、-NO2、-CHO、-OCH3、-COCH3、-C4H9、-C5H11 或 -COCH2CH3 ；反应历
程为 ：
[0011] 所述含二（三氟甲基）的联芳类化合物的合成步骤包括 ：将二茂铁基吡嗪环钯氮杂 环卡宾化合物、Aryl— Cl、二（三氟甲基）苯硼酸和碱加入有机溶剂中，惰性气体保护下于 80 ～ 150℃反应 10 ～ 48 小时，反应结束后分离产物，即得含二（三氟甲基）的联芳类化合 物。 [0012] 所述用途中，二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合物、Aryl— Cl、二（三氟甲基）苯硼 酸和碱的摩尔比为 0.001 ～ 0.1 ：1 ：1 ～ 3 ：1 ～ 6。 [0013] 所述用途中，碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、磷酸钠、磷酸钾、氢氧化钠或氢氧化钾 ； 所述溶剂为二氧六环、苯、甲苯、四氢呋喃或 N，N- 二甲基甲酰胺。 [0014] 本发明提供的二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合物具有较高的催化活性，很少剂 量便可高效催化 Aryl— Cl 与二（三氟甲基）苯硼酸反应，合成含二（三氟甲基）的联芳类化 合物，且该合成过程条件温和、反应底物范围广、反应产率高。 [0015] 本发明提供的二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合物的制备方法简单，反应时无需 加热，室温（18 ～ 25℃）下搅拌即可完成反应，具有广阔的应用前景和推广价值。
4
CN 103254250 A
说明书
2/9 页
构式为 ：
X 选自 Cl-、Br- 或 I-，其合成方法可参照文献
“Chen Xu,Zhi-Qiang Wang,Wei-Jun Fu,Xin-Hua Lou,Ying-Fei Li,Fei-Fei Cen,Hong-Ji Ma,Bao-Ming anometallics,2009,28,1909 － 1916”。 [0008] 所述制备方法中，有机溶剂为二氧六环或四氢呋喃 ；二茂铁基吡嗪环钯二聚体和 N- 杂环卡宾配体的摩尔为 1 ：2 ～ 4。 [0009] 所述二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合物的用途，是将所述化合物用作金属催化 剂。 [0010] 所述用途是将所述二茂铁基吡嗪环钯氮杂环卡宾化合物用作催化剂，催化 Aryl— Cl 与二（三氟甲基）苯硼酸的反应，合成含二（三氟甲基）的联芳类化合物 ；所述含二（三氟