[发明专利]一种芳香交叉偶联化合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成领域，尤其涉及一种芳香交叉偶联化合物的制备方法。

背景技术

钯催化交叉偶联反应是一种重要的合成有机化合物的手段。经典的人名反应比如Suzuki-Miyaura反应、Sonogashira偶联反应等，对于以芳基重氮盐作为亲电试剂的偶联反应在1996年和1997年分别被报导。2001年，Andrus等人报导了芳香重氮盐和芳香硼酸在较低温度下(0摄氏度到室温)发生偶联反应。然而，在现有技术下，芳基重氮盐不易获得，也存在着难以提纯，保存较困难等问题，对热和光照也比较敏感，不能够在较高的温度下进行反应，限制了该偶联反应的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种芳胺和芳香硼酸直接交叉偶联的方法，该方法原位产生重氮盐，一步反应完全，无需分离重氮盐，而且具有比较广泛的底物适应性，通过该方法可合成众多带有不同取代基的芳香交叉偶联化合物。

本发明方法的技术方案如下：

一种芳香交叉偶联化合物的合成方法，在无水无氧的条件下，芳香胺化合物Ar-NH2和芳香硼酸化合物Ar’-B(OH)₂在烷基亚硝酸酯、钯催化剂和有机磷配体的作用下，在有机溶剂中进行反应得到芳香交叉偶联化合物Ar-Ar’，其中Ar代表取代或未取代的非杂环芳基，Ar’代表取代或未取代的非杂环芳基或杂环芳基。

本发明所述的非杂环芳基(例如苯基、萘基)和杂环芳基可带有一个或多个相同或不同的取代基。所述杂环芳基可以是五元或六元的含有杂原子的杂环芳基，其中杂原子可以是S、N等，例如噻吩基、吡咯基、吡啶基等等。当所述芳香硼酸化合物中的Ar’为非杂环芳基时，上述反应可表示如下：

其中：R和R’分别代表芳香胺和芳香硼酸的芳环上的取代基。

本发明的反应对官能团具有很好的容忍性，芳香胺和芳香硼酸的芳环上可以携带一个或者多个取代基，如上式中R和R’可以是一个或多个，且所述取代基可以是任何可能的结构。一般的，所述取代基可以是烷基、烷氧基、酰胺基、酯基、酮羰基、硝基、卤素和氰基等，相邻的两个取代基相互独立或成环。

上述烷基优选具有1～10个碳原子的烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、戊基、新戊基等；更优选具有1～4个碳原子的烷基，特别优选甲基、乙基和丙基。

上述烷氧基优选具有1～10个碳原子的烷氧基，例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、仲丁氧基等；更优选具有1～4个碳原子的烷氧基，特别优选甲氧基、乙氧基和异丙氧基。

上述酰胺基例如乙酰氨基、丙酰氨基和丁酰氨基等，一般是C1～C4的烷基酰胺基。

上述酯基例如甲酸酯基、乙酸酯基、丙酸酯基和丁酸酯基等，一般是C1～C4的酯基。

上述酮羰基例如乙酮基、丙酮基、丁酮基等，一般是C1～C4的酮羰基。

上述卤素是指氟、氯、溴或碘原子。

本发明方法所使用的烷基亚硝酸酯中的烷基一般是C2～C4的烷基，优选叔丁基。钯催化剂是指钯为主要活性组分的催化剂，比如四三苯基膦钯(0)和三(二亚苄基丙酮)二钯(0)(Pd₂(dba)₃)，优选三(二亚苄基丙酮)二钯(0)，磷配体是指有机磷配体，如三甲基膦、三环己基膦、三呋喃膦配体(P(furyl)₃)等等，优选三呋喃膦配体。钯催化剂的用量在基于所述芳香胺的2.5％-5％当量，有机磷配体的用量在基于所述芳香胺的15-20％当量，烷基亚硝酸酯的用量在基于所述芳香胺的1.1-1.3当量。

本发明方法所使用的有机溶剂可选四氢呋喃、二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，优选N，N-二甲基甲酰胺。有机溶剂用商品化试剂重蒸处理。其用量优选为4-6毫升/mmol芳香胺。

本发明方法使用的芳香胺和芳香硼酸优选的投料摩尔比为1∶1.1-1.5。各原料的投放方式优选为：在经无水无氧操作的反应容器中放入所述芳香硼酸化合物、钯催化剂、磷配体和一部分有机溶剂；同时在另一个容器中混合所述芳香胺化合物、烷基亚硝酸酯和另一部分有机溶剂；然后将该芳香胺化合物和烷基亚硝酸酯的混合物加入到反应容器中进行反应。

上述反应的反应温度和反应时间根据不同的原料略有不同，反应温度一般在80～90℃的范围内，反应时间一般在8-10小时。加热过程可采用油浴(例如硅油、石蜡油等)或者其它加热方式。

本发明优选在反应完成后对反应产物进行后处理，包括浓缩和纯化。