[发明专利]氘代多卤素芳香族化合物及其制备方法、有机中间体

说明书

本申请公开了一种全氘代多卤素芳香族化合物及其制备方法、有机中间体，以廉价的氘水为氘代原料，普通甲苯为溶剂，银盐为催化剂，在多卤素芳香族化合物的结构上直接进行氢氘交换反应，以合成氘代多卤素芳香族化合物，其中氘代多卤素芳香族化合物的氘代率均可达到90%以上，且其反应条件简单，在反应的过程中避免使用昂贵的氘代试剂做溶剂，生产成本低，可适合于工业化生产。

技术领域

本申请涉及有机化学合成领域，尤其涉及一种氘代多卤素芳香族化合物及其制备方法、有机中间体。

背景技术

在许多有机分子里面，当氘原子取代氢原子后，其理化性质会发生相应的变化，氘是氢同位素，碳氘键与碳氢键相比具有更短的键长、更高的键能及更低的振动能。碳氘键的解离能大于碳氢键，因此氘原子在材料科学和药物化学领域中扮演着至关重要的角色。

当氘原子高效的取代掉药物分子中特定的氢原子，会对药物的性质产生影响，例如改变药物活性分子的药代谢动力学和药物的效率，从而延长药物代谢循环，减少有毒代谢物的产生和药物间的相互作用，从而降低给药剂量、提高安全性以及获得更佳的疗效。通过氘代化改造，一些因为代谢问题而被放弃的药物有可能通过临床试验最终上市销售。因此，氘代技术被认为是开发新药的一条捷径，从而受到各大制药公司的青睐。

2017年，全球首例氘代药物AUSTEDO获得美国食品药品管理局(FDA)的批准上市，这标志着FDA承认了氘在药物设计中有别于普通氢元素的作用。这一举措将加快氘代作为一种常规手段应用于药物分子设计中。目前，氘代技术也被广泛应用于新颖材料的性能调节方面。例如，光电材料的芳香族上的氢原子被氘原子取代后，将表现出更稳定的器件寿命。

多卤素芳香环是制备许多复杂芳香族药物及材料的核心原料，并被广泛的运用于医药、农药、染料、光电材料、合成树脂等行业。因此，开发一种能与各种官能团兼容，改变材料或药物分子理化性质的方法十分重要。

医药中，用于治疗肺动脉高压症的马西替坦及治疗2型糖尿病的恩格列净等药物分子都是由多卤素芳香族化合物为关键中间体合成的；并且治疗癫痫症的拉莫三嗪及治疗甲状腺激素缺乏症的左甲状腺素钠等药物中包含多卤素芳香环结构。光电材料中，由于大部分光电材料需要具有较大的π电子共轭体系、很强的电子转移能力及刚性骨架结构，多卤素芳香族化合物是合成此类有机分子的核心原料。因此，多卤素芳香族化合物已广泛用来构建荧光分子探针、传感器、发光二极管和有机发光电子器件，并在OLED中被广泛用来构建双极性蓝光材料。

在氘代多卤素芳香族化合物的合成方法中，需要通过多步合成步骤才能得到最终产物。氘代多卤素芳香族化合物的合成方法具有多种，下面举例子说明：

第一种，以昂贵的氘代苯为氘代原料，通过常规的卤化反应在苯环上引入卤素原子，从而得到多卤素芳香族化合物。但此种方法合成路线较长，工艺复杂，卤素化的位置选择性很难控制，制备成本很高。

第二种，通过官能团的转化在氘代芳香族化合物上引入卤素，从而获得多卤素芳香族化合物。但这种方法的起始原料需要是氘代的官能化芳香族化合物，例如氘代苯胺，其成本极高，不利于规模生产。

为了简化合成步骤，最理想的技术是直接在多卤素芳香族化合物上进行氢氘交换制备氘代多卤素芳香族化合物，以减少氘代多卤素芳香族化合物的合成步骤。但是，由于芳香族化合物上的碳卤键活性高，氢氘交换反应常用的Pt/C及Pd/C试剂极易造成碳卤键的断裂而使反应失败。另外，由于卤素原子的吸电子效应使得多卤素芳香族化合物的电子云密度降低，因此，氢氘交换反应常用的酸催化方法也无法实现多卤素芳香族化合物的全氘代反应。因此，开发一种多卤素芳香族化合物的直接氢氘交换反应具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种氘代多卤素芳香族化合物及其制备方法、有机中间体，以解决现有氘代多卤素芳香族化合物的反应条件苛刻、官能团容忍性差、生产成本高的技术问题。