[发明专利]一种铁催化的联芳烃及其衍生物的合成方法

说明书

本发明涉及一种铁催化的联芳烃及其衍生物的合成方法，所述合成方法是在由铁盐及配体与钛酸酯、酚或酚盐组成的催化体系协同催化下，卤代芳烃或类卤物与芳基格氏试剂在溶剂中混合加热偶联而获得联芳烃及其衍生物。本发明的优点在于：(1)无需采用价格高的钯或毒性大的镍为催化金属，同时也无需使用锌试剂、锡试剂、硼试剂、铜试剂、硅试剂等，仅需使用低毒、富产且价廉的铁盐和钛酸酯，因而成本低且环境友好；(2)适用范围广，收率高，化学选择性高；(3)操作简便，条件温和，易于放大，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及有机化合物制备以及催化合成领域，具体涉及一种铁催化的联芳烃化合物的合成方法。

背景技术

联芳烃化合物在药物、天然产物、功能材料、农药等领域中有着极其广泛的应用。例如下列结构式所示：

Losartan为一类常用的临床降压药物；Nantenine是一种重要的阿朴啡类天然产物；而NCB 807则是一种重要的液晶材料。

正是因为联芳烃结构单元的重要性，研究者在这类化合物的合成方面进行了不懈的努力，而上世纪七十年代兴起的过渡金属偶联反应目前已成为合成此类化合物的主要合成手段[Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions,2nd ed.；de Meijere,A.,Diederich,F.,Eds.；Wiley-VCH:Weinheim,2004]。如反应式(1)所示，通过偶联反应，芳族卤代物或类卤物在钯或镍催化剂的作用下，与芳族金属试剂反应，即可获得联芳烃化合物。

尽管上述偶联反应已成为有机合成中重要的工具，却存在着明显的不足。首先，当前主要使用的催化金属是Pd或Ni，其中Pd为贵金属，价格昂贵，加之催化剂绝大多数为均相催化剂，很难回收利用，这已成为限制Pd催化反应工业化的重要瓶颈；而Ni虽然价格低，但毒性大，使用后Ni残留带来的毒性问题也严重限制了Ni催化反应在药物大规模制备中的使用。其次，在这类偶联中，芳基金属试剂一般使用硼试剂、锌试剂、锡试剂等，很难直接使用易得、廉价的格氏试剂，这是因为格氏试剂较活泼，比较敏感的官能团如酯基、酰胺基、氰基、酮基等容易在反应中被破坏[Johansson Seechurn,C.C.C.；Kitching,M.O.；Colacot,T.J.；Snieckus,V.Angew.Chem.,Int.Ed.2012,51,5062]；而硼试剂、锌试剂、锡试剂、铜试剂等往往需要由格氏试剂制备如反应式(2)所示，这不但使这些偶联反应在原子收率及反应步骤上都不经济，而且还由于使用锌、锡、铜等盐而带来了大量有毒废料，造成了严重的环境问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种铁催化的联芳烃及其衍生物的合成方法，该合成方法采用毒性小、价格低的铁元素和钛元素协同催化，建立一种适用范围广，选择性高，成本低且环境友好的新合成方法。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种铁催化的联芳烃及其衍生物的合成方法，所述合成方法是在由铁盐及配体与钛酸酯、酚或酚盐组成的催化体系协同催化下，卤代芳烃或类卤物与芳基格氏试剂在溶剂中混合加热偶联而获得联芳烃及其衍生物。

本发明所述的方法的反应机理如下式所示：

优选地，所述卤代芳烃包括芳烃氯代物、芳烃溴代物、芳烃碘代物、一取代的卤代芳烃、二取代的卤代芳烃或多取代的卤代芳烃；

其中，一取代的卤代芳烃、二取代的卤代芳烃或多取代的卤代芳烃的取代基为烷基、烷氧基、烯基、苯基、酮基、酯基、氰基、酰胺基、酚羟基、羧基的一种或多种。

优选地，所述卤代芳烃包括杂环芳烃的氯代物、杂环芳烃的溴代物、杂环芳烃的碘代物、一取代的卤代杂环芳烃、二取代的卤代杂环芳烃或多取代的卤代杂环芳烃；