[发明专利]由苯乙烯类化合物合成杂原子取代的芳香化合物的方法

说明书

本发明公开了由苯乙烯类化合物合成杂原子取代芳香化合物的方法，所述方法包括：将具有通式(I)的苯乙烯化合物与具有通式(II)的含杂原子化合物混合，在酸添加剂及有机溶剂存在的条件下反应制得具有通式(III)的杂原子取代的化合物。本发明的合成方法使用大宗的苯乙烯类化合物为原料，在无金属催化的作用下，反应生成芳香胺或苯酚类化合物；与传统芳香胺和苯酚合成方法相比具有收率高、条件简单、废弃物排放量少、不需要金属参与，反应设备简单、易于工业化生产等诸多优点。

技术领域

本发明涉及但不限于有机合成化学领域，尤其涉及由苯乙烯类化合物合成杂原子取代的芳香化合物的方法。

背景技术

苯乙烯，年生产量超过2500万吨，是生产塑料、树脂、橡胶等的基础单体原料，同时作为重要的有机合成子被广泛应用于精细化学品的合成中。在化学合成领域基于大宗化学品苯乙烯发展了许多经典化学反应，比如诺贝奖之称的机理新颖的Heck偶联，烯烃复分解反应等被广泛应用在生物医药材料等众多行业中，因此基于苯乙烯的新反应类型转化将备受关注。

苯胺是重要的有机合成子，同时又是重要的有机化工原料和化学中间体,由其制得的化工产品有300多种，广泛应用在染料、医药、农药、炸药、香料、橡胶硫化促进剂等行业中，是生产聚氨酯的主要原料MID(二苯甲烷二异氰酸酯)的重要原料，目前全球对其年需求量超过500万吨，开发利用前景十分广阔。例如，广泛使用的局部麻醉药普鲁卡因、苯佐卡因等含有苯胺结构。同时苯酚作为重要的基础原料也被广泛应用在树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物(如阿司匹林)等的生产合成，也可用于消毒外科器械和排泄物的处理等。因此，对于芳胺及苯酚衍生物的高效合成研究具有重要的科学意义和应用价值。

合成苯胺衍生物的传统方法主要是硝化还原两步反应、卤代苯衍生物的交叉偶联反应、或是较为复杂且成本较高的光和电催化等方法；常用的苯酚类化合物的合成也是传统的Hock重排，卤代苯衍生物的交叉偶联反应以及碳氢键的直接羟基化。但从简单原料出发，对于取代苯胺及苯酚往往难以制备，区域异构体的混合物为后续的分离纯化带来困难，限制了传统方法的工业应用。[(a)Booth,G.Nitro Compounds,Aromatic.Ullmann’sEncyclopedia of Industrial Chemistry；Wiley-VCH:Weinheim,2005.(b)Hartwig,J.F.Carbon-heteroatom bond-forming reductive eliminations of amines,ethers,and sulfides.Acc.Chem.Res.1998，31,852-860.(c)Morofuji,T.,Shimizu,A.Yoshida,J.Electrochemical C-H amination:synthesis of aromatic primary aminesvia N-arylpyridinium ions.J.Am.Chem.Soc.2013,135,5000-5003.(d)Romero,N.A.,Margrey.K.A.,Tay,N.E.Nicewicz,D.A.Site-selective arene C-H amination viaphotoredox catalysis.Science.2015,349,1326-1330.(e)Zheng,Y.-W.etal.Photocatalytic Hydrogen-Evolution Cross-Couplings:Benzene C–H Aminationand hydroxylation.J.Am.Chem.Soc.2016,138,10080-10083.(f)Yuan,C.et al.Metal-free oxidation of aromatic carbon–hydrogen bonds through a reverse-reboundmechanism.Nature.2013,499,192–196]。这些传统的合成方法最大的局限就是底物来源狭窄，难以大规模应用，且大部分方法都需要依赖过渡金属催化剂，会导致过渡金属在产物中的残留难以除去；除此之外，多数方法需要高温高压多步反应等复杂苛刻条件，进一步限制了传统方法的应用。

发明内容