CN111689847B - 芳基丙酸类化合物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种芳基丙酸类化合物的制备方法，其包括以下步骤：对取代芳基苯进行乙酰化反应，得到芳基苯乙酮；对所述α‑取代芳基乙酮进行加氢还原反应得到α‑取代芳基乙醇；以及在酸性溶液中，向所述α‑取代芳基乙醇通入一氧化碳气体，并在主催化剂以及助催化剂的共同催化作用下进行羰基化反应，得到芳基丙酸类化合物，其中，所述助催化剂的结构式如下：
Figure DDA0002537315270000011
R1为氢、取代羧酸基中的一种；R2为氢、卤素、取代或未取代的C1‑C12的烷基、取代或未取代的C1‑C6的烷氧基、取代或未取代的C3‑C12的环烷基、含C6‑C24芳基或取代芳基的取代羰基、含C3‑C12的杂环基或取代杂环基的取代羰基、苯基、取代苯基、萘基、取代萘基中的一种。

Description

芳基丙酸类化合物的制备方法
技术领域
本发明涉及芳基丙酸类化合物的合成领域，特别是涉及一种芳基丙酸类化合物的制备方法。
背景技术
芳基丙酸类非甾体消炎镇痛药相比传统的解热镇痛药阿司匹林等，具有优异的解热镇痛、消炎作用，疗效显著，副作用小，近年来得到快速发展应用。布洛芬作为其中的重要品种，广泛应用于治疗风湿性关节炎、类风湿性关节炎、骨关节炎、强直性脊椎炎。布洛芬可通过三步催化方法来制备，具体如下式的过程(1)所示：
Figure GDA0002597890450000011
该方法具有合成简单、无需使用大量溶剂，也避免产生大量三废，具有环境友好的特点。在该方法中，4-异丁基苯乙醇(英文缩写：IBPE)经过羰基化合成布洛芬(英文缩写：IBU)是关键步骤。然而，在此羰基化反应中，可能会如过程(2)所示生成杂质直链异构体3-[4-(2-甲基丙基)苯基]丙酸(英文缩写：3-IPPA)，其含量通常＞1％，即存在羰基化选择性的问题。由于杂质直链异构体3-IPPA与布洛芬性质相近，因此采用常规方法难以分离。故，如何降低羰基化反应过程中杂质直链异构体的含量，提高反应选择性成为难题。另一方面，该方法采用昂贵的金属钯作为羰基化催化剂，其转换频率TOF值较低，通常在300h-1-2000h-1，提高转换效率、降低催化剂成本是羰基化路线成功工业化的关键。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种可提高目标产品的反应选择性和转换效率的芳基丙酸类化合物的制备方法。
本发明提供一种芳基丙酸类化合物的制备方法，其包括以下步骤：
提供取代芳基苯，并对所述取代芳基苯进行乙酰化反应，得到芳基苯乙酮；对所述α-取代芳基乙酮进行加氢还原反应得到α-取代芳基乙醇；以及
在酸性溶液中，向所述α-取代芳基乙醇通入一氧化碳气体，并在主催化剂以及助催化剂的共同催化作用下进行羰基化反应，得到芳基丙酸类化合物，
其中，所述助催化剂的结构式如下：
Figure GDA0002597890450000021
R1为氢、取代羧酸基中的一种，所述取代羧酸基为乙酸基、丙酸基、芳基丙酸基、取代芳基丙酸基中的一种；R2为氢、卤素、取代或未取代的C1-C12的烷基、取代或未取代的C1-C6的烷氧基、取代或未取代的C3-C12的环烷基、含C6-C24芳基或取代芳基的取代羰基、含C3-C12的杂环基或取代杂环基的取代羰基、苯基、取代苯基、萘基、取代萘基中的一种；Ar为苯基、取代苯基、萘基、取代萘基中的一种，
其中，当Ar为苯基或取代苯基时，R2为邻、间、对位取代中的至少一种；当Ar为萘基或取代萘基时，R2为C-5,6,7,8位取代中的至少一种。
所述芳基丙酸类化合物的结构式如下：
Figure GDA0002597890450000031
R为氢、卤素、取代或未取代的C1-C12的烷基、取代或未取代的C1-C6的烷氧基、取代或未取代的C3-C12的环烷基、含C6-C24芳基或取代芳基的取代羰基、含C3-C12的杂环基或取代杂环基的取代羰基、苯基、取代苯基、萘基、取代萘基中的一种。Ar为苯基、取代苯基、萘基、取代萘基中的一种。当Ar为苯基或取代苯基时，R为邻、间、对位取代中的至少一种；当Ar为萘基或取代萘基时，R为C-5,6,7,8位取代中的至少一种。
在一些实施例中，所述R为C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、C3-C6的环烷基、含C6-C12芳基的取代羰基、含C3-C6的杂环基的取代羰基中的一种；所述C1-C6的烷基上的H不被取代或被1个以上的取代基A取代，所述取代基A为环戊酮、环己酮中的至少一种；所述杂环基为呋喃基、吡咯基、噻吩基中的至少一种。
在一些实施例中，所述芳基丙酸类化合物包括布洛芬、萘普生、洛索洛芬、酮洛芬和舒洛芬，其具体结构式依次如下：
Figure GDA0002597890450000032
在一些实施例中，所述助催化剂的结构式如下：
Figure GDA0002597890450000033
其中，R3为氢、卤素、取代或未取代的C1-C12的烷基、取代或未取代的C1-C6的烷氧基、取代或未取代的C3-C12的环烷基、含C6-C24芳基或取代芳基的取代羰基、含C3-C12的杂环基或取代杂环基的取代羰基、苯基、取代苯基、萘基、取代萘基中的一种。Ar为苯基、取代苯基、萘基、取代萘基中的一种。当Ar为苯基或取代苯基时，R3为邻、间、对位取代中的至少一种；当Ar为萘基或取代萘基时，R3为C-5,6,7,8位取代中的至少一种。
在一些实施例中，R、R2与R3相同。
在一些实施例中，所述助催化剂与主催化剂的摩尔比为1:10-1:20。
在一些实施例中，所述主催化剂由钯或者钯化合物和配体组成，所述钯化合物为二氯化钯、硝酸钯、醋酸钯和硫酸钯中的至少一种，所述配体为单齿膦配体。
在一些实施例中，所述单齿膦配体为三苯基膦、三对甲苯基膦、二苯基苄基膦、双(二苯基膦)甲烷、1,2-双(二苯基膦)乙烷、二苯基环己基膦、二环烷基芳基膦、苯基二(邻-甲苯基)膦、苯基二(间-甲苯基)膦、苯基二(对-甲苯基)膦、二苯基(邻-甲苯基)膦、二苯基(间-甲苯基)膦、二苯基(对-甲苯基)膦、三(邻-甲苯基)膦、三(间-甲苯基)膦、三(对-甲苯基)膦、苯基二苄基膦、二苯基苄基膦、三苄基膦、苯基二萘基膦、二苯基萘基膦、三萘基膦、二环己基苄基膦、环己基二苄基膦以及亚磷酸酯类配体中的至少一种。
在一些实施例中，所述主催化剂中Pd与所述α-取代芳基乙醇的摩尔比为1:2000-1:50000。
在一些实施例中，所述羰基化反应中，通入的所述一氧化碳气体的压力为1MPa-30MPa，反应温度为20℃-150℃，转换频率为2000h-1-15000h-1。
在一些实施例中，所述酸性溶液含有氢离子和卤素离子，所述氢离子与所述α-取代芳基乙醇的摩尔比为0.1:1-2.5:1，所述卤素离子与所述α-取代芳基乙醇的摩尔比为0.1:1-2.5:1。
所述芳基丙酸类化合物的制备方法具有以下优点：
在羰基化反应中，加入的助催化剂由于其结构片段
Figure GDA0002597890450000051
和
Figure GDA0002597890450000052
与反应原料α-取代芳基乙醇结构类似，该助催化剂在α-取代芳基乙醇中的溶解度远大于主催化剂(如PdCl2L2，其中L为配体)。因而在反应初期，所述助催化剂较快地溶解，可在主催化剂的配体L、一氧化碳和水等存在下，较快地生成活性Pd(0)，从而促使所述羰基化反应进行，并使得所述羰基化反应的反应速率大大提高。即，可提高产品的反应选择性，降低杂质直链异构体含量。同时，还可减少贵金属催化剂用量，从而实现高效率、高质量、低成本生产。
所述的羰基化反应还可应用于以下反应：
Figure GDA0002597890450000053
附图说明
图1为本发明所述芳基丙酸类化合物的制备方法的流程图。
图2为本发明实施例1所述步骤S3羰基化反应液的气相色谱检测图谱，其中保留时间15.90min处为目标产物布洛芬，16.79min处为杂质直链异构体3-IPPA。
具体实施方式
下面将对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例1提供一种芳基丙酸类化合物的制备方法。所述芳基丙酸类化合物的结构式如下：
Figure GDA0002597890450000061
R为氢、卤素、取代或未取代的C1-C12的烷基、取代或未取代的C1-C6的烷氧基、取代或未取代的C3-C12的环烷基、含C6-C24芳基或取代芳基的取代羰基、含C3-C12的杂环基或取代杂环基的取代羰基、苯基、取代苯基、萘基、取代萘基中的一种；Ar为苯基、取代苯基、萘基、取代萘基中的一种。当Ar为苯基或取代苯基时，R为邻、间、对位取代中的至少一种；当Ar为萘基或取代萘基时，R为C-5,6,7,8位取代中的至少一种。
在一些实施例中，所述R为取代或未取代的C1-C6的烷基、未取代的C1-C6的烷氧基、未取代的C3-C6的环烷基、含C6-C12芳基的取代羰基、含C3-C6的杂环基的取代羰基中的一种；所述杂环基为呋喃基、吡咯基、噻吩基中的至少一种；当所述R为取代的C1-C6的烷基时，所述C1-C6的烷基上的H被1个以上的取代基A取代，所述取代基A为环戊酮、环己酮中的至少一种。
具体的，所述芳基丙酸类化合物可包括布洛芬、萘普生、洛索洛芬、酮洛芬和舒洛芬，其具体结构式依次如下：
Figure GDA0002597890450000071
所述芳基丙酸类化合物的制备方法包括以下步骤：
S1，提供取代芳基苯，并对所述取代芳基苯进行乙酰化反应，得到α-取代芳基乙酮；
S2，对所述α-取代芳基乙酮进行加氢还原反应得到α-取代芳基乙醇；
S3，在酸性溶液中，向所述α-取代芳基乙醇通入一氧化碳气体，并在主催化剂以及助催化剂的共同催化作用下进行羰基化反应，得到芳基丙酸类化合物。
在步骤S1中，所述乙酰化反应的过程可用如下的反应式表示：
Figure GDA0002597890450000072
优选的，为氢、卤素、取代或未取代的C1-C12的烷基、取代或未取代的C1-C6的烷氧基、取代或未取代的C3-C12的环烷基、含C6-C24芳基或取代芳基的取代羰基、含C3-C12的杂环基或取代杂环基的取代羰基、苯基、取代苯基、萘基、取代萘基中的一种；Ar为苯基、取代苯基、萘基、取代萘基中的一种。
所述第一催化剂可为Friedel-Crafts反应中采用的催化剂，比如传统路易斯酸，如氯化铝、氯化锌、三氟化硼、三氟化溴等，或者是氟化氢、硫酸、三氟甲磺酸等，还可以是固体超强酸、强酸性树脂、带有酸性位点的沸石或分子筛。
所述乙酰化试剂可以为乙酸、乙酸酐、乙酰氟、乙酰氯、乙酰溴、乙酸甲酯和乙烯酮等。
所述乙酰化试剂的摩尔量与所述取代芳基苯的摩尔量的比值可为：1:1-4:1，优选地，1.05:1-2.5:1。所述第一催化剂的摩尔量与所述取代芳基苯的摩尔量的比值可为：1.2:1-1.5:1。
所述乙酰化反应中，反应温度为零下70℃-30℃，优选为零下20℃-0℃。反应时间为0.5小时-10小时，优选为2小时-6小时。
所述乙酰化反应中芳基苯乙酮的选择性为95％-99％。
若采用乙酰氯作为酰基化试剂、氯化铝作为第一催化剂，通常按照取代芳基苯、乙酰氯、氯化铝的摩尔比为1:1.05-1.2:1.2-1.5来进行准备原料并进行反应，反应温度为零下70℃-30℃，优选为零下20℃-0℃。反应时间为0.5小时-10小时，优选为2小时-6小时。
在步骤S2中，所述加氢还原反应的过程可用如下的反应式表示：
Figure GDA0002597890450000081
可通过氢气与第二催化剂接触，进行所述加氢还原反应；也可以通过使用含可用氢的氢化试剂还原。所述第二催化剂包括通过载体负载的过渡金属催化剂，其中过渡金属可为镍、钯、铂、铑、铱、钌等，载体可为活性炭、氧化铝、聚合物树脂、分子筛等，也可为雷尼镍。载体上过渡金属的负载率(即过渡金属与载体的质量比)可以为1％-50％，优选为1％-10％。所述第二催化剂与所述α-取代芳基乙酮的质量比可以为0.5％-50％，优选1％-20％。
所述加氢反应可使用溶剂，也可不使用溶剂，若使用溶剂，可选择如甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、含水甲醇、含水乙醇、甲苯、***、四氢呋喃等。所述α-取代芳基乙酮与所述溶剂的质量比可为1:0.1-1:100，优选为1:0.5-1:5。所述加氢还原反应中，通入的氢气的分压为0.1MPa-10MPa，优选为0.5MPa-3.0MPa。
所述加氢还原反应的反应温度为0℃-150℃进行，优选为20℃-80℃。反应时间为0.5小时-10小时，优选为1小时-6小时。
在一些实施例中，在所述加氢还原反应的反应过程中还可加入碱，如氢氧化钠溶液，以抑制产物α-取代芳基乙醇发生进一步氢解。
在步骤S3中，所述羰基化反应的过程可用如下的反应式表示：
Figure GDA0002597890450000091
所述助催化剂的结构式如下：
Figure GDA0002597890450000092
R1为氢、取代羧酸基中的一种，所述取代羧酸基为乙酸基、丙酸基、芳基丙酸基、取代芳基丙酸基中的一种；R2为氢、卤素、取代或未取代的C1-C12的烷基、取代或未取代的C1-C6的烷氧基、取代或未取代的C3-C12的环烷基、含C6-C24芳基或取代芳基的取代羰基、含C3-C12的杂环基或取代杂环基的取代羰基、苯基、取代苯基、萘基、取代萘基中的一种；Ar为苯基、取代苯基、萘基、取代萘基中的一种，
其中，当Ar为苯基或取代苯基时，R1为邻、间、对位取代中的至少一种；当Ar为萘基或取代萘基时，R1为C-5,6,7,8位取代的至少一种。
进一步的，所述助催化剂的结构式如下：
Figure GDA0002597890450000101
其中，R3为氢、卤素、取代或未取代的C1-C12的烷基、取代或未取代的C1-C6的烷氧基、取代或未取代的C3-C12的环烷基、含C6-C24芳基或取代芳基的取代羰基、含C3-C12的杂环基或取代杂环基的取代羰基、苯基、取代苯基、萘基、取代萘基中的一种。Ar为苯基、取代苯基、萘基、取代萘基中的一种。当Ar为苯基或取代苯基时，R3为邻、间、对位取代中的至少一种；当Ar为萘基或取代萘基时，R3为C-5,6,7,8位取代中的至少一种。
在一些实施例中，R、R2与R3相同。
所述主催化剂由钯或者钯化合物和配体L组成，所述钯化合物为二氯化钯、硝酸钯、醋酸钯和硫酸钯中的至少一种，所述配体L可为单齿膦配体。
所述单齿膦配体为三苯基膦、三对甲苯基膦、二苯基苄基膦、双(二苯基膦)甲烷、1,2-双(二苯基膦)乙烷、二苯基环己基膦、二环烷基芳基膦、苯基二(邻-甲苯基)膦、苯基二(间-甲苯基)膦、苯基二(对-甲苯基)膦、二苯基(邻-甲苯基)膦、二苯基(间-甲苯基)膦、二苯基(对-甲苯基)膦、三(邻-甲苯基)膦、三(间-甲苯基)膦、三(对-甲苯基)膦、苯基二苄基膦、二苯基苄基膦、三苄基膦、苯基二萘基膦、二苯基萘基膦、三萘基膦、二环己基苄基膦、环己基二苄基膦以及亚磷酸酯类配体中的至少一种。优选的，所述单齿膦配体为三苯基膦、苯基二(邻-甲苯基)膦、苯基二(间-甲苯基)膦、苯基二(对-甲苯基)膦、二苯基(邻-甲苯基)膦、二苯基(间-甲苯基)膦、二苯基(对-甲苯基)膦、三(邻-甲苯基)膦、三(间-甲苯基)膦、三(对-甲苯基)膦、二苯基苄基膦、二苯基环己基膦。
当然，所述主催化剂可以为配位化合物的形式，也可以为钯盐和膦配体分别单独地加入到反应体系中。如果钯盐和膦配体单独加入到反应体系，需保证加入的膦配体的量足以与钯配位，当α-取代芳基乙醇与钯盐中的Pd的摩尔比大于7000时，膦配体中P与钯盐中的Pd的摩尔比应大于2；当α-取代芳基乙醇与钯盐中的Pd的摩尔比小于5000时，膦配体中P与钯盐中的Pd的摩尔比应大于1。
所述助催化剂由于其结构片段
Figure GDA0002597890450000111
与反应原料α-取代芳基乙醇结构类似，该助催化剂在α-取代芳基乙醇中的溶解度远大于主催化剂(如PdCl2L2，其中L为配体)。因而在反应初期，所述助催化剂较快地溶解，可在主催化剂的配体L、一氧化碳和水等存在下，较快地生成活性Pd(0)，从而促使所述羰基化反应进行，并使得所述羰基化反应的反应速率大大提高。具体可如下反应式所示过程。
Figure GDA0002597890450000112
所述主催化剂中Pd与所述α-取代芳基乙醇的摩尔比为1:2000-1:50000，所述助催化剂与所述主催化剂中Pd的摩尔比为1:2-1:100，优选1:10-1:20。
所述羰基化反应中，通入的所述一氧化碳气体的压力为1MPa-30MPa，优选10MPa-20MPa；反应温度为20℃-150℃，优选125℃-135℃；反应时间为1小时-5小时，优选为1小时-2.5小时。转换频率(英文缩写：TOF值)为2000h-1-15000h-1，优选的，可达10000h-1-15000h-1。
所述酸性溶液含有氢离子和卤素离子。所述氢离子与所述α-取代芳基乙醇的摩尔比为0.1:1-2.5:1，所述卤素离子与所述α-取代芳基乙醇的摩尔比为0.1:1-2.5:1。
所述氢离子可来源于无机酸的水溶液，如盐酸、硫酸、硝酸、磷酸等，也可以是有机酸，如对甲苯磺酸、甲磺酸、三氟甲磺酸等。卤素离子可来源于盐酸、卤素盐，如氯化钠、氯化锂、氯化钾、溴化钠、溴化钾、碘化钠、碘化钾等。所述氢离子与所述α-取代芳基乙醇的摩尔比为0.1:1-2.5:1，优选为0.5:1-1:1。所述卤素离子与所述α-取代芳基乙醇的摩尔比为0.1:1-2.5:1，优选为0.5:1-1:1。若采用盐酸作为氢离子和卤素离子源，盐酸的质量浓度可以为1％-37％，优选为20％-30％，此时盐酸与所述α-取代芳基乙醇的摩尔比优选为0.5:1-1.3:1。
此外，在此步骤S3中，可使用有机溶剂，也可以不使用有机溶剂。在一些实施例中，所述有机溶剂可包括2-丁酮、丙酮、2-戊酮等酮类溶剂、苯、甲苯、二甲苯等芳烃类溶剂、四氢呋喃等醚类溶剂，优选为丁酮、丙酮。所述有机溶剂与α-取代芳基乙醇的质量为1:1-10:1，优选为1:1-3:1。
所述目标产品的选择性可达90％-97％，优选为95％-96％。杂质直链异构体的含量约为0.2％-1.0％，优选条件下可仅为0.2％-0.5％。
所述芳基丙酸类化合物的制备方法具有以下优点：
在羰基化反应中，加入的所述助催化剂由于其结构上含有与反应原料所述取代芳基苯类似的取代芳基基团，该助催化剂在α-取代芳基乙醇中的溶解度远大于主催化剂(如PdCl2L2，其中L为配体)。因而在反应初期，所述助催化剂快速溶解，可在主催化剂的配体L、一氧化碳和水等存在下，较快地生成活性Pd(0)，从而启动所述羰基化反应，并使得所述羰基化反应的反应速率大大提高，助催化剂的加入可较大地减少催化剂用量。另一方面，直链异构体的生成主要受催化剂(如PdCl2)用量的影响，催化剂用量越多，直链异构体相应越高。助催化剂的加入，在减少催化剂用量的同时又可提高反应选择性，降低杂质直链异构体含量。本发明通过引入助催化剂，减少贵金属催化剂(如PdCl2)用量，从而实现高效率、高质量、低成本生产。
以下将通过实施例对本发明所述芳基丙酸类化合物的制备方法作进一步的说明。
本发明实施例中数据和效果并不限定本发明技术的实际应用范围。
本发明所述选择性的检测手段为气相色谱法，即GC法，通过GC谱图中各物质的面积归一法含量表征其选择性。
实施例1
本实施例提供布洛芬的制备方法，具体按以下步骤进行：
(S1)异丁基苯进行乙酰化反应，得到4-异丁基苯乙酮，具体如下：
向干燥的四口烧瓶内加入293.26g无水氯化铝和536.80g二氯甲烷，控制温度＜-10℃，搅拌下滴入乙酰氯164.85g。乙酰氯滴毕，继续滴加268.40g异丁基苯(异丁基苯：乙酰氯：氯化铝＝1:1.05:1.1)，滴加过程中控温＜-10℃，滴加完毕，恒温反应1h后，将反应液缓慢滴入到冰水混合物中水解。水解完毕，静置分层，分出有机相，水相用二氯甲烷萃取1-2次，合并该二氯甲烷相和反应有机相，用3％的碳酸氢钠调节pH值至6.5，最后用去离子水洗涤，得到的有机相经回收溶剂和减压精馏，得到4-异丁基苯乙酮，含量＞99％，收率97％。
(S2)对4-异丁基苯乙酮(英文缩写为IBAP)进行加氢还原反应得到1-(4-异丁基-苯基)-乙醇(英文缩写为IBPE)，具体如下：
向500mL高压釜中加入IBAP(120g，0.68摩尔)、5％Pd/C催化剂(6g，0.00283摩尔)、甲醇120g，搅拌混合，将反应釜先用氮气吹扫置换三次，再用氢气吹扫置换三次，最后充入氢气至1.0MPa，开启搅拌，控温30℃进行加氢反应。反应过程中通过取样GC分析监控转化率，3h左右IBAP转化率＞99％，选择性98％，停止反应，排出料液，料液经过滤回收Pd/C催化剂，所得滤液经减压蒸馏得到IBPE，含量98.5％，收率95％。
(S3)IBPE发生羰基化反应得到2-(4-异丁基苯基)丙酸(即布洛芬，英文缩写为IBU)
向500mL高压釜中加入IBPE(99.39g，0.55摩尔)、丁酮(90g，1.25摩尔)、二氯化钯(8.8mg，0.05毫摩尔)、三苯基膦(86.4mg，0.33毫摩尔)、助催化剂Z1(2.6mg，0.005毫摩尔)、60g质量浓度为24％的盐酸，将反应釜先用氮气吹扫置换三次，再用一氧化碳吹扫置换三次，最后充入一氧化碳至12MPa。物料在搅拌下加热至130℃，釜内压力升至16MPa，维持该温度和压力反应2h至一氧化碳气体吸收停止。将高压釜冷却至室温，泄压排掉一氧化碳，排出反应料液，反应TOF值5000h-1。取样GC检测：IBPE转化率99.9％，IBU选择性94.9％，杂质直链异构体3-IPPA含量0.44％。分离有机层与水层，水层用30g丁酮萃取，合并有机相，水洗、浓缩得到IBU浓缩物，该浓缩物经正己烷溶解、降温结晶得到IBU产品。
其中，所述助催化剂(代号Z1)的结构如下：
Figure GDA0002597890450000141
进一步，还对步骤S3羰基化反应液进行了气相色谱检测，结果见图2。由图2可见，目标产物IBU选择性94.9％，杂质直链异构体3-IPPA含量0.44％，反应选择性优异。
实施例2-实施例11
实施例2至实施例11为在实施例1的基础上，改变步骤(S3)主催化剂中钯化合物和膦配体的种类和用量，助催化剂和其他条件同实施例1，具体如下表所示。其最终的TOF值、转化率、选择性反应结果也如下表1所示：
表1
Figure GDA0002597890450000151
由表1可见，实施例7-实施例11中，当主催化剂中钯化合物、膦配体与1-(4-异丁基-苯基)-乙醇即IBPE的摩尔比在1:6:15000-1:10:20000范围内，其TOF值、转化率、选择性均更优，这也验证了本申请在前所述的优选范围。
实施例12-实施例19
在实施例1的基础上，改变步骤(S3)中助催化剂的种类和用量，其反应结果如下表所示：
表2
Figure GDA0002597890450000152
由表2可见，实施例12-实施例14中，助催化剂种类相同的情况下，TOF值随着助催化剂添加量的减少而降低；实施例12、实施例15-19中，不同种类的助催化剂，其反应TOF值、选择性略有差异。
其中，助催化剂Z2～Z6的结构为：
Figure GDA0002597890450000161
对比例1-对比例4
此对比例1至对比例4为分别对应于实施例1、实施例2、实施例7、实施例10，区别均在于：没有加入助催化剂，其他条件保持不变，反应结果如下表3：
表3
Figure GDA0002597890450000162
Figure GDA0002597890450000171
由表3可见，对比例1至对比例4中，没有加入助催化剂的情况下，反应TOF值大幅降低，选择性明显变差。
实施例20-实施例26
实施例20至实施例26为在实施例1的基础上，分别改变步骤(S3)中反应时一氧化碳压力、反应温度，其他条件保持不变，反应结果如下表4：
表4
Figure GDA0002597890450000172
由表4可见，实施例20-实施例23中，其他条件不变的情况下，反应TOF值随着压力的增高而增大，选择性也随之更好，这也正好验证了本申请上述“羰基化反应中通入的所述一氧化碳气体的压力优选为10-20MPa”的范围下，选择性更为优异的结论。实施例24-实施例26、实施例1中，其他条件不变的情况下，反应TOF值随着温度的升高而增大，温度低于125℃(如120℃)和高于135℃(如140℃)时，选择性均稍稍变低，这也正好验证了本申请上述“羰基化反应的反应温度优选为125℃-135℃”的范围下，选择性更为优异的结论。
实施例27-实施例30
实施例27至实施例30为在实施例1的基础上，分别改变原料取代芳基苯的种类，其他条件不变，实验结果如下表5所示：
表5
Figure GDA0002597890450000181
由表5可见，实施例27-实施例30中，采用不同的原料取代芳基苯均可获得令人满意的反应TOF值和优异的选择性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种芳基丙酸类化合物的制备方法，其包括以下步骤：
提供取代芳基苯，并对所述取代芳基苯进行乙酰化反应，得到α-取代芳基乙酮；
对所述α-取代芳基乙酮进行加氢还原反应得到α-取代芳基乙醇；以及
在酸性溶液中，向所述α-取代芳基乙醇通入一氧化碳气体，并在主催化剂以及助催化剂的共同催化作用下进行羰基化反应，得到芳基丙酸类化合物，
其中，所述助催化剂的结构式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，
R1为氢、取代羧酸基中的一种，所述取代羧酸基为乙酸基、丙酸基、芳基丙酸基、取代芳基丙酸基中的一种；R2为氢、卤素、取代或未取代的C1-C12的烷基、取代或未取代的C1-C6的烷氧基、取代或未取代的C3-C12的环烷基、含C6-C24芳基或取代芳基的取代羰基、含C3-C12的杂环基或取代杂环基的取代羰基、苯基、取代苯基、萘基、取代萘基中的一种；Ar为苯基、取代苯基、萘基、取代萘基中的一种，
所述主催化剂由钯和配体、或者由钯化合物和配体组成；所述钯化合物为二氯化钯、硝酸钯、醋酸钯和硫酸钯中的至少一种，所述配体为单齿膦配体，
所述芳基丙酸类化合物的结构式如下：
Figure 760855DEST_PATH_IMAGE002
，
其中，R 为氢、卤素、取代或未取代的C1-C12的烷基、取代或未取代的C1-C6的烷氧基、取代或未取代的C3-C12的环烷基、含C6-C24芳基或取代芳基的取代羰基、含C3-C12的杂环基或取代杂环基的取代羰基、苯基、取代苯基、萘基、取代萘基中的一种；Ar为苯基、取代苯基、萘基、取代萘基中的一种。
2.如权利要求1所述的芳基丙酸类化合物的制备方法，其特征在于，所述助催化剂的结构式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，
其中，R3为氢、卤素、取代或未取代的C1-C12的烷基、取代或未取代的C1-C6的烷氧基、取代或未取代的C3-C12的环烷基、含C6-C24芳基或取代芳基的取代羰基、含C3-C12的杂环基或取代杂环基的取代羰基、苯基、取代苯基、萘基、取代萘基中的一种；Ar为苯基、取代苯基、萘基、取代萘基中的一种。
3.如权利要求2所述的芳基丙酸类化合物的制备方法，其特征在于，R、R2与R3相同。
4.如权利要求1所述的芳基丙酸类化合物的制备方法，其特征在于，所述R为取代或未取代的C1-C6的烷基、未取代的C1-C6的烷氧基、未取代的C3-C6的环烷基、含C6-C12芳基的取代羰基、含C3-C6的杂环基的取代羰基中的一种；所述杂环基为呋喃基、吡咯基、噻吩基中的至少一种；
当所述R为取代的C1-C6的烷基时，所述C1-C6的烷基上的H被1个以上的取代基A取代，其中所述取代基A为环戊酮、环己酮中的至少一种。
5.如权利要求4所述的芳基丙酸类化合物的制备方法，其特征在于，所述芳基丙酸类化合物包括布洛芬、萘普生、洛索洛芬、酮洛芬和舒洛芬，其具体结构式依次如下：
Figure 762309DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 554684DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 426825DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 13664DEST_PATH_IMAGE008
。
6.如权利要求1所述的芳基丙酸类化合物的制备方法，其特征在于，所述助催化剂与主催化剂的摩尔比为1:2-1:100。
7.如权利要求1所述的芳基丙酸类化合物的制备方法，其特征在于，所述单齿膦配体为三苯基膦、三对甲苯基膦、二苯基苄基膦、双(二苯基膦)甲烷、1,2-双(二苯基膦)乙烷、二苯基环己基膦、二环烷基芳基膦、苯基二(邻-甲苯基)膦、苯基二(间-甲苯基)膦、苯基二(对-甲苯基)膦、二苯基(邻-甲苯基)膦、二苯基(间-甲苯基)膦、二苯基(对-甲苯基)膦、三(邻-甲苯基)膦、三(间-甲苯基)膦、三(对-甲苯基)膦、苯基二苄基膦、二苯基苄基膦、三苄基膦、苯基二萘基膦、二苯基萘基膦、三萘基膦、二环己基苄基膦、环己基二苄基膦以及亚磷酸酯类配体中的至少一种。
8.如权利要求1所述的芳基丙酸类化合物的制备方法，其特征在于，所述主催化剂中Pd与所述α-取代芳基乙醇的摩尔比为1:2000-1:50000。
9.如权利要求1所述的芳基丙酸类化合物的制备方法，其特征在于，所述羰基化反应中，通入的所述一氧化碳气体的压力为1MPa-30MPa，反应温度为20℃-150℃，转换频率为2000h-1-15000 h-1。
10.如权利要求1所述的芳基丙酸类化合物的制备方法，其特征在于，所述酸性溶液含有氢离子和卤素离子，所述氢离子与所述α-取代芳基乙醇的摩尔比为0.1:1-2.5:1，所述卤素离子与所述α-取代芳基乙醇的摩尔比为0.1:1-2.5:1。
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