[发明专利]一种电化学合成偕二氟烯烃的方法

说明书

本发明涉及一种电化学合成偕二氟烯烃的方法。具体地，本发明的方法以镍电极为阴极和锌电极为阳极，以恒电流通电，将三氟甲基烯烃化合物和烷基亲电试剂在溶剂中进行反应，得到偕二氟烯烃化合物。本发明的方法使用来源丰富、原子经济性最佳的烯烃作为主要原料，使用的还原剂锌棒较为稳定且安全丰富，实验步骤非常易于操作，并且具有良好的官能团兼容性以及高区域选择性。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，具体地涉及电化学合成偕二氟烯烃的方法。

背景技术

含氟化合物与普通的不含氟化合物相比具有很多不同的特点，这导致此类化合物在医药、农药等领域有着极为重要的应用。二氟烯烃是酮羰基的生物电子等排体，在生物和制药领域有很多重要的应用，而作为酰胺键的生物电子等排体的单氟烯烃也常需要二氟烯烃作为前体用于制备过程中，因此二氟烯烃也是一种重要的有机合成中间体。过渡金属催化的二氟烯烃的制备是近年来此类化合物较为普遍和高效的合成方法，如铱、镍等金属用于合成此类化合物。但是在使用过渡金属催化合成此类化合物的过程中需要额外添加各种各样的金属催化剂、配体或者需要预先制备催化剂，且存在底物种类局限性大、反应经济性差、反应选择性差、一些较为不安全的还原剂参与制备过程等缺点。基于以上问题，如何发展出一种普适、高效、高选择性的偕二氟烯烃的合成方法是目前急需解决的一个科学问题。

目前基于过合成偕二氟烯烃的方法传统上有以下四种：

以上方法都需要使用到当量的额外化学添加剂，以及锌粉、镁粉等危险还原物质，且具有效率低下、选择性较差的特点。

基于过渡金属催化的方式实现偕二氟烯烃合成的方法则有以下三类：

1、镍催化烷基羧酸氧化还原活性酯和三氟甲基烯烃类化合物合成芳基二氟烯烃，如反应式(1)所示。该方法由傅尧教授及其课题组发表在Chem.Sci.，2019，10，809-814。此方法需要额外使用昂贵的镍催化剂配体以及不安全的锌粉作为还原剂，局限性较大。

2、镍催化烷基卤化物和三氟甲基烯烃类化合物合成芳基偕二氟烯烃化合物，如反应式(2)所示。该方法由王川课题组发表在ACS Catal.，2018，8，10，9245-9251。在此反应中仍然需要使用到昂贵的镍催化剂和配体，以及不安全的锌粉作为还原剂，且需要额外添加当量氟化铯，这降低了该反应的实用价值，反应经济性上是十分不利的。

3、使用铱光催化剂和光实现偕二氟烯烃化合物的合成也有部分报道，如反应式(3)所示。该方法由周磊教授及其课题组发表在J.Org.Chem.2016，81，17，7908-7916。此方法使用昂贵的铱催化剂，且底物范围较为受限，需要使用当量的碱和相应的光化学设备，因此该方法经济性差且无工业规模化生产价值。

先前合成偕二氟烯烃的方法均存在底物受限、合成方法实用性差等问题。因此，旨在寻求一种操作简便、原料易得并且能够大量合成该类化合物及其衍生物的方法是一个急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于使用廉价的镍催化剂，以来源丰富、原子经济性最佳的烯烃作为主要原料，提供一种高效便捷地合成具有广泛底物范围的非对称烷基内炔化合物的方法。

本发明具体采用以下技术方案：

以镍电极为阴极和锌电极为阳极，以恒电流通电，将式I-a的三氟甲基烯烃化合物和式I-b的烷基亲电试剂在溶剂中进行反应，得到式I的偕二氟烯烃化合物；

R-X 式I-b；

其中，