[发明专利]一种含氟羧酸类化合物及其制备方法

说明书

本发明提供了一种含氟羧酸类化合物及其制备方法和应用，制备方法包括：将含氟烯烃类化合物与CO₂在铜催化剂、配体、碱和硼试剂的存在下于溶剂中发生反应，反应温度为50‑100℃，反应时间为2‑28h，制得。本发明所用原料来源广泛，反应条件温和，并且避免了有毒物质及贵金属的使用，同时为温室气体的合理高效利用开辟了一条重要的途径。

技术领域

本发明属于有机化学技术领域，具体涉及一种含氟羧酸类化合物及其制备方法。

背景技术

有机氟化合物在医药、农药、含氟芳香族中间体等方面具有不可取代的地位。在医药中，含氟基团的引入可以有效改善药物的代谢途径和速度，使药物具有更好的生物利用度和生物选择性，而含有α-氟代羧基结构的分子，在药物、活性分子中具有重要地位。以下均为含有的α-氟代羧基结构的药物分子：

但目前合成该类化合物的方法往往存在步骤繁琐、官能团兼容性差、底物适用范围窄、选择性差、收率低、底物获取难等缺点，而且含氟砌块的引入、羧基的形成以及当量试剂的使用均大大限制了该类反应的应用。因此，从来源较为广泛的全氟或多氟分子，直接通过惰性C-F的选择性羧基化反应，构建众多重要的α-氟代羧酸类化合物在现代有机合成和药物化学中具有重要的学术意义和应用前景。但由于C-F键的强惰性，更难以实现其活化。而在温和条件下，对多氟化合物C-F键的选择性催化转化更是极为困难。值得一提的是：对于有机金属催化的惰性碳氟键选择性断裂的交叉偶联反应，虽然目前在国内外均有相关研究，但反应往往仅限于硼化、氢化或硅化等过程。总的来说，目前惰性碳氟键的催化转化还未涉及到与CO₂的偶联羧基化反应。

另一方面，随着近年来环境和资源问题越来越突出，化石资源消耗巨大，资源短缺，大量CO₂废气的排放引起温室效应，导致全球海平面上升。而可循环再生、廉价易得、无毒害的CO₂不仅仅只是一种温室气体，同时也是良好的C1资源，利用其制备有机物具有重要的学术和环保价值。但CO₂本身的性质又成为其利用的挑战。在CO₂的各种化学转化中，化学工作者相应地发展了多种CO₂参与合成高附加值化学品的新途径，获得许多种类的化学品。尽管在CO₂化学转化方面已开展了大量研究工作，但在温和条件下实现CO₂的转化利用仍存在着诸多挑战。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种含氟羧酸类化合物及其制备方法，在 CO₂参与的温和条件下，由二氟烯烃类、α-三氟甲基苯乙烯类化合物制备α-氟代羧酸类化合物，其原料来源广泛，反应条件温和，并且避免了有毒物质及贵金属的使用，同时为温室气体的合理高效利用开辟了一条重要的途径。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种含氟羧酸类化合物，结构通式为：

其中，R₁为芳基、杂芳基、酯基、烯基及其衍生物，R₂为H、烷基、芳基及其衍生物， R₃为H、卤素、甲氧基、氰基，烷基、羰基、酯基、芳基和杂芳基及其衍生物。

进一步地，烷基为具有1-20个碳原子的直链烷基、支链烷基、环烷基，如甲基、乙基、异丙基、正丁基、环戊基等；芳基为具有6-20个碳原子的芳基，如苯基、苄基、萘基等；杂芳基为具有6-20个碳原子的杂芳基，如喹啉、异喹啉、吡啶、噻吩等。

进一步地，含氟羧酸类化合物的具体结构式为：