[发明专利]用于铜催化卤代芳烃偶联反应的配体化合物、催化体系和偶联反应

说明书

本发明提供了一种可用于铜催化卤代芳烃偶联反应的配体化合物，为一种包含2‑(取代或非取代的)氨基吡啶氮氧基团的三类化合物，也提供了用于卤代芳烃偶联反应的催化体系，包括铜催化剂、采用包含2‑(取代或非取代的)氨基吡啶氮氧基团的化合物作为配体、碱和溶剂，同时也提供了采用这种催化剂体系的卤代芳烃偶联反应的体系。本发明的这类包含2‑(取代或非取代的)氨基吡啶氮氧基团的化合物，可用于铜催化芳基氯代物偶联反应的配体，该类配体强碱性条件下稳定，在用于芳基卤代物的铜催化偶联反应时，可以很好地保持催化活性。并且采用本发明的这种化合物作为配体的铜催化剂，特别是能够有效促进常规条件下难以发生的铜催化的芳基氯代物与多种亲核试剂的偶联，生成C‑N、C‑O、C‑S键，合成众多有用的小分子化合物。因此采用本发明配体的铜催化体系使得卤代芳烃的偶联反应具有很好的大规模应用前景。

技术领域

本发明涉及一种用于偶联反应中催化体系的化合物及反应体系，特别涉及 一种用于铜催化卤代芳烃偶联反应的配体化合物、催化体系和偶联反应体系。

背景技术

乌尔曼偶联反应(Ullmann，F.ber Dtsch.Chem.Ges.1903，36，2382.)经过 很长时间的发展，已经实现了工业化生产(Lindley，J.Tetrahedron 1984，40，1433)。 但传统的乌尔曼偶联反应在高温，高极性溶剂条件下进行，而且需要当量或过 量的铜试剂，因此，乌尔曼反应的应用受到了很大的限制(Lindley，J.Tetrahedron 1984，40，1433)。近年来使用钯催化剂((a)Yang，B.H.；Buchwald，S.L.J. Organomet.Chem.1999，576(1～2)，125～146.(b)Hartwig，J.F.Angew.Chem.，Int. Ed.Engl.1998，37，2046～2067)，使得芳基卤化物(包括氯、溴、碘)的偶联反应 得以在较温和的条件下进行。但是，使用钯催化剂仍然存在着很多限制：1、钯 催化剂价格昂贵，且零价钯所需的反应操作苛刻，这在一定程度上限制了其大 规模应用；2、含有某些特定官能团的底物在钯催化下很难反应；3、钯催化体 系所需要加入的配体结构复杂，价格昂贵。因此，以廉价的Cu为催化剂，通过 添加配体来促使芳基溴和芳基碘的偶联反应在比较温和的条件下进行得到了很 大的发展，如N’N-二乙基水杨酰胺(Kwong，F.Y.；Buchwald，S.L.Org.Lett. 2003，5，793)，氨基酸(Ma，D.；Cai，Q.；Zhang，H.Org.Lett.2003，5，2453)，席夫 碱Chxn-Py-Al及水杨醛肟(Cristau，H.J.；Cellier，P.P.；Spindler，J.F.；Taillefer，M. Chem.Eur.J.2004，10，5607)，膦酰胺(Zhang，Z.；Mao，J.；Zhu，D.；Wu，F.；Chen， H.；Wan，B.Tetrahedron 2006，62，443)，β-环二酮(Shafir，A.；Buchwald，S.L.J.Am. Chem.Soc.2006，128，8742)，连二萘酚(Jiang，D.，Fu，H.，Jiang，Y.，Zhao，Y.J.Org. Chem.2007，72，672)，2-吡啶-β酮(Wang，D.；Ding，K.Chem.Commun.2009，1891.)，8-hydroxyquinolin-Noxide(Yang K.，Li Z.，Wang Z.，Yao Z.，Jiang S.Org.Lett.，2011，76，3151)，2-吡啶酮肟化合物(Wang，D.；Kuang，D.；Zhang，F.；Yang，C.； Zhu，X.Adv.Synth.Catal.，2015，357，714；Wang，D.；Zhang，F.；Kuang，D.；Yu，J.； Li，J.GreenChem.2012，14，1268.)，这些配体使芳基溴和碘的乌尔曼反应条件得 到了较好的改善。和溴/碘代芳烃相比，氯代芳烃更加便宜易得，具有广泛的应 用前景。然而，由于氯代芳烃中C-C1键键能高(CGrushin.VV.；Alper，H，Chem. Rev.1994，94，1047)，铜催化的氯代芳烃偶联反应在很长一段时间内未见有文献 报道。