[发明专利]利用二硼衍生物共价偶联有机化合物的方法

说明书

本发明涉及共价偶联有机化合物的方法，具体讲，本发明涉及经由有机硼中间体将芳环化合物与其它有机化合物共价偶联的方法，本发明还涉及该有机硼中间体的制备方法。

对合成有机化学家来讲，在芳环化合物与有机化合物之间(包括分子间和分子内)形成共价键的方法具有特别重要的意义。人们已知多种这类反应，并且每一种都要求其具有特殊的反应条件、溶剂、催化剂，环活化基团等。一些可用于芳环化合物的已知种类的偶联反应包括格利雅(Grignard)反应，Heck反应和Suzuki反应(N.Miyaura和A.Suzuki，化学评论(Chem.Rev.)，1995，95，2457-2483)。

众所周知钯、其配合物及其盐催化剂可用于活化偶联反应的C-H键。有关这一方面的情况，芳基卤与芳基或乙烯基卤在钯衍生物存在下进行的Heck反应是深入研究的主题。但Heck反应的工业化进展并没有象所预期的那样迅速。其它VIII族金属催化剂如铂亦已用于活化这类碳键。其它VIII族金属催化剂如铂亦已用于活化这类碳键。

取代的二-和三-芳基化合物对于医药和农用化学品工业具有十分重要的价值。已发现，这些化合物中的大部分具有药物活性，而其它则是有效的除草剂。对于其中聚合物系通过将芳环化合物键连在一起而制备的聚合物工业，它们也同样具有十分重要的价值。

以共价键连接芳环的常规方法(如通过合适的格利雅试剂的反应)需要苛刻的反应条件，而且也不适合于带有含活性氢的取代基的芳环。具有活性氢原子的取代基也可能卷入不希望的副反应，结果产生不需要的产物。因而在反应之前需要将这类取代基加以保护。Suzuki反应需要的硼酸衍生物通常经由高反应性金属有机中间体合成得到。

由于反应条件的苛刻性，从而极大地限制了连接反应过程中可存在的取代基的范围，而且可用的反应介质(溶剂)的范围也被限制为那些一般比较昂贵且难以除去和/或有毒的溶剂。

与已知偶联反应有关的其它难题在于反应需要高温，产物的官能度无法控制，结果产生难以分离的复杂混合物。

现已发现，芳环化合物与其它有机化合物的偶联可在VIII族金属催化剂和合适的碱存在下经由芳基硼中间体实现。

为此，本发明提供了共价偶联有机化合物的方法，该方法包括在有VIII族金属催化剂和合适的碱存在下，使环偶联位置上具有卤素或类卤素取代基的芳环化合物与二硼衍生物反应。

在一个实施方案中，使用这一方法通过二硼衍生物与大约两当量芳环化合物反应可制备对称产物。在此实施方案中，偶联分两步进行。第一步是二硼衍生物在VIII族金属催化剂和合适的碱存在下与大约1当量芳环化合物反应，形成芳基硼中间体，接着该中间体在碱的存在下进一步与剩余当量的芳环化合物反应。根据这一实施方案，共价偶联包括两分子芳环化合物的环偶联位置之间的共价键合。

优选的是，用于催化与硼衍生物反应的合适碱也能催化芳基硼中间体与剩余芳族化合物的偶联反应。然而，如果必要的话，亦可以在芳基硼中间体形成之后加入更强的碱，以催化偶联反应。

本发明方法也可用于制备不对称产物。因此，本发明的另一实施方案提供了共价偶联有机化合物的方法，该方法包括：

在VIII族催化剂和合适的碱存在下，使环偶联位置上带有卤素或类卤素取代基的芳环化合物与二硼衍生物反应，和

在VIII族金属催化剂和合适的碱存在下，使芳基硼中间体与偶联位置上带有卤素或类卤素取代基的有机化合物反应，从而经由相应的偶联位置之间的直接键使芳环化合物偶联于有机化合物。

当该有机化合物不同于所述芳环化合物时，这一实施方案的方法可用于制备不对称化合物，不过如果该有机化合物与所述芳环化合物相同，则将得到对称产物。

本方法尤其适于一锅(single pot)进行，无需分离芳基硼中间体，但已发现，未反应的二硼衍生物的存在可能会干扰该偶联步骤，结果导致不需要的副产物形成。

因此，本发明的另一实施方案提供了共价偶联有机化合物的方法，该方法包括：

在VIII族金属催化剂和合适的碱存在下，使其环偶联位置带有卤素或类卤素取代基的芳环化合物与二硼衍生物反应，形成芳基硼中间体，

加入水和合适的碱以分解过量的二硼衍生物，

在VIII族金属催化剂和合适的碱存在下，使芳基硼中间体与其偶联位置带有卤素或类卤素取代基的有机化合物反应，从而经由相应的偶联位置之间的直接键使芳环化合物偶联于有机化合物。