[发明专利]一种呋喃偶联化合物的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种呋喃偶联化合物的合成方法，属于有机合成技术领域。

背景技术

低聚的呋喃化合物在自然界、药物和功能性材料上发挥着重要和广泛的作用。因此，许多有机化学家们试图寻找有效的合成方法来合成这类化合物。传统的合成方法是通过呋喃卤化物与呋喃的有机金属试剂、呋喃的硼酸试剂、其他富电子的呋喃试剂反应合成；或通过两个呋喃有机金属试剂或两个呋喃卤化物直接自身偶联合成。这些方法需要事先制备呋喃卤化物或金属试剂，因此步骤比较繁琐；而且有机金属试剂高的反应活性，容易与水和氧反应，因而这些反应一般需要在无水无氧的气氛中进行，反应条件苛刻，反应要求较高的操作技巧；加之有些呋喃的金属试剂本身较难合成，因此这些传统的方法从原子经济性、步骤经济性、可操作性和环境保护方面具有很大提升空间。

近年来，利用碳氢键活化策略的芳基偶联反应取得了很大发展，这类方法是直接通过切断两个芳香环的C-H键而偶联，因此，这种方法用于制备芳基偶联化合物不仅合成步骤非常简洁，而且节能环保，具有很好的经济效益和应用价值。现今，这类碳氢键活化策略已成功应用到苯环、噻吩环、吲哚环、咔唑环、吡啶环等芳香环的偶联。然而据发明人所知，尽管呋喃是一种很重要而常见的杂芳环，但这类碳氢键活化的策略还未应用到呋喃化合物的偶联上。最近报道，呋喃低聚物具有高荧光性、刚性和溶解性，而且含呋喃基的材料可以生物降解，因而本方法具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简单、底物适应范围广、反应效率更高、环境友好、原子经济效益高的呋喃偶联化合物的合成方法。

本发明实现过程如下：

一种呋喃偶联化合物的合成方法，其以取代呋喃I为起始原料，三氟乙酸钯或醋酸钯为催化剂，氧气为氧化剂，在有机溶剂中经一步合成得到取代呋喃偶联产物II；

其中，R为C1～C18的烷基、卤素、C2～C6的烷氧亚甲基、苄氧亚甲基、C2～C18的酯基。

R优选为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、甲氧亚甲基、苄氧亚甲基、丙酸乙酯基等酯基。

上述的有机溶剂为二甲亚砜（DMSO）；上述反应中加入有三氟乙酸（TFA）。

本发明的合成机理是由C2-位或C3-位取代呋喃I出发，通过钯催化的C-H键活化反应一步得到目标产物产物II。

本发明的优点：（1）本发明实现了通过C-H键活化直接氧化呋喃偶联，此方法与传统方法相比操作简单，底物适应范围更广，反应效率更高，环境友好，产率高，原子利用率高。（2）本发明应用于C2位或C3位不同取代的呋喃化合物的合成，所得的化合物具有高的C5位偶联的区域选择性。

具体实施方式

在10mL单颈烧瓶中加入三氟乙酸钯或醋酸钯 (10 mmol %)，橡皮塞封口抽真空，用氧气球置换瓶中的空气，使瓶中充满氧气。然后，在氧气氛围下向烧瓶中依次通过注射器加入DMSO (1.5 mL)、TFA (1mmol)，并将反应混合物在室温下搅拌均匀。向搅拌均匀的烧瓶中加入取代呋喃I（1 mmol），在室温下反应24h (反应时间和温度由不同的底物决定)，TLC板检测反应，直到原料反应完全。然后向反应混合物中加少量的NaHCO₃中和过量的TFA，用适量乙醚萃取三次，合并有机相；水洗，饱和食盐水洗，用MgSO ₄干燥，减压浓缩，柱色谱分离得自身偶联产物。

实施例1

IIa 

在10mL单颈烧瓶中加入Pd(OAc)₂ (22.4 mg，10 mmol %)，封口抽真空，用氧气球置换瓶中的空气，使烧瓶中充满氧气。然后，在氧气氛围下向烧瓶中依次通过注射器加入DMSO (1.5 mL)、TFA(75 μL，1 mmol)，并将反应混合物在室温下搅拌均匀。向搅拌均匀的烧瓶中加入2-乙基呋喃（105 μL, 1 mmol），在室温下反应24h，TLC板检测反应，直到原料反应完全。然后向反应混合物中加少量的NaHCO₃中和过量的TFA，用乙醚萃取三次，合并有机相；水洗，饱和食盐水洗，用MgSO ₄干燥，减压浓缩，柱色谱分离,正己烷为洗脱剂，得自身偶联产物IIa（76 mg，80%）。