[发明专利]一种[60]富勒烯噁唑衍生物及[60]富勒醇衍生物的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于富勒烯衍生物的合成技术领域，具体涉及一种FeCl₂·4H₂O促进的[60]富勒烯噁唑衍生物及[60]富勒醇衍生物的合成方法。

背景技术

铁是自然界中最丰富的元素之一，绝大多数的铁盐都是无毒且对环境友好的，而且大都廉价易得，因此发展铁基催化或促进的有机转化是十分具有吸引力的。在过去的几十年里，众多努力已指向这一目标，一系列铁基促进的反应已经被发展。相应的铁盐催化或促进的富勒烯的功能化反应也引起了重要关注。早在2002年，国内的甘良兵教授课题组报道了铁盐或其它金属盐催化的[60]富勒烯与过氧化叔丁醇发生的自由基反应(式1)，高选择地合成了一类新型的富勒烯富氧多加成产物，并把该反应体系应用到C₇₀中。

式1富勒烯富氧衍生物的合成

2008年，王官武教授课题组首次将高氯酸铁促进的有机转化应用于富勒烯的结构修饰中，系统地研究了高氯酸铁[Fe(ClO₄)₃]存在下，富勒烯与腈、醛/酮、取代丙二酸酯、芳基硼酸、β-酮酸酯以及酰氯的自由基反应，制备了一系列包括噁唑、1,3-二氧五环、富勒烯环化内酯、硼酸酯以及1,2-富勒醇等在内的不同类型的富勒烯碳杂衍生物。

日本的Matsuo研究小组还报道了无水氯化铁促进的芳基卤代物与[60]富勒烯的多加成反应，该反应在氯苯中室温反应两小时就可以实现百分之百的转化，生成了系列单氯代多芳基化的富勒烯衍生物，主要以六加成的富勒烯产物为主(式2)，而且依据反应条件的不同，加成芳基的数目最多可以达到十个。

随后，他们还发现在无水三氯化铁存在的条件下，脂肪族羧酸和芳香族羧酸均可以与[60]富勒烯在室温下反应生成1,2-加成的富勒醇单酯衍生物(式3)，而且通过进一步衍生化，可以把羟基进一步转化成酯或硅醚，经电化学研究表明这些二次衍生物都有很好的接受电子的能力。

式2富勒烯多加成芳基取代衍生物的合成

式3 1,2-富勒醇衍生物的合成与衍生化

另一方面，在过渡金属催化的C-H活化反应领域，利用内氧化策略即官能团既作导向基团又作内部氧化剂开展的反应引起了重要关注。这一重要策略不仅消除了反应对外部氧化剂的需求，同时也改善了反应的反应性和选择性以及反应操作的方便性。其中，N-甲氧基苯甲酰胺(ArCONHOMe)作为一种廉价易得的原料，在利用内氧化策略开展的C-H键活化反应中是经常被使用的底物，而CONHOMe官能团即为氧化导向基团。然而，有关由N-甲氧基苯甲酰胺产生酰胺基自由基的合成应用的报道却很少。因此，利用廉价的铁盐，以ArCONHOMe为底物，利用内氧化策略开展的C-H键活化的新反应模式，实现结构更加多样化的富勒烯衍生物的合成是高度需求的。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种底物适用范围广、化学选择性高且原料相对简单易得的FeCl₂·4H₂O促进的[60]富勒烯噁唑衍生物及[60]富勒醇衍生物的合成方法。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种FeCl₂·4H₂O促进的[60]富勒烯噁唑衍生物及[60]富勒醇衍生物的合成方法，其特征在于具体过程为：以[60]富勒烯和Weinreb酰胺为反应原料，利用内氧化策略，通过FeCl₂·4H₂O的促进作用发生接力串联反应合成[60]富勒烯噁唑衍生物及[60]富勒醇衍生物；

所述[60]富勒烯噁唑衍生物的合成路线为：

其中R₁为甲氧基、对氧苄基、乙酰基、苯甲酰基或酯基，R₂为H或苯基，R₃为甲基、对甲氧基、邻氯、间氯或对乙酰基。

所述[60]富勒醇衍生物的合成路线为：

其中R为对甲氧基、邻甲基、对甲基、酯基、邻氯、间氯或H。