[发明专利]基于铁催化芳基卤代物与烷基卤代物还原偶联反应的吡啶类和取代苯类化合物合成方法

说明书

本发明公开了一种基于铁催化芳基卤代物与烷基卤代物还原偶联反应的合成吡啶类和取代苯类化合物方法，属于有机合成技术领域，该方法通过于均相体系中，以芳基卤代物和烷基卤代物作为反应底物和铁盐作为催化剂，同时加入配体、碱、还原剂和溶剂进行还原偶联反应，制得吡啶类化合物和取代苯类化合物。本发明首次提供一种以双联频哪醇联硼酸酯等化合物作为还原剂，铁催化的芳基卤代物和烷基卤代物的还原偶联反应，解决了现在传统过渡金属催化碳碳键偶联反应条件苛刻的问题，实现了碳氯键的断裂，高效合成了sp2‑sp3碳碳键，同时具有操作方便、原料廉价易得、反应条件温和且绿色环保、底物普适性广和产物收率高的特点。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及到一种基于铁催化芳基卤代物与烷基卤代物还原偶联反应的合成吡啶类和取代苯类化合物方法。

背景技术

过渡金属催化的碳碳键偶联反应在有机合成领域中是非常重要的一类反应，为药物、材料等化学品的合成提供了高效的工具。目前过渡金属催化的碳碳键偶联反应的主要还是利用传统的suzuki反应、kumada反应等，需要一个亲电体(如卤代物、磺酸酯等)和一个亲核体(通常为金属试剂如镁试剂、有机硼化物等)。但是这些反应所需要的有机金属试剂通常比较昂贵，且不稳定对贮存条件要求苛刻，甚至需要现制现用，并且这些反应的反应条件也通常比较严格需要无水无氧，对操作有很高的要求，限制了这些反应的应用。

通过在反应体系中加入还原剂一步实现两个亲电试剂的碳碳键偶联，过渡金属催化的还原偶联反应迅速发展为构建碳碳键最为直接、简单、灵活的方法。芳基、烷基、烯基、烯丙基等的卤化物、磺酸酯都成功应用到还原偶联反应中。但是目前还原偶联反应的研究主要聚焦在镍、钯等昂贵过渡金属催化剂，这些金属催化剂或者价格昂贵，或者有生物毒性对药物的后期修饰有影响。因此发展绿色廉价的还原偶联反应具有非常重要的意义。

除此之外，目前过渡金属催化的还原偶联反应通常是非均相体系，需要当量或过量的锌或锰金属粉末作为还原剂，这些还原剂来源广泛，操作简单。但是由于锌、镁的溶解性问题，在反应的后处理中不易除去，而对反应的结果造成影响，限制了其使用。但目前均相的还原偶联反应却鲜有报道，尤其是反应更为惰性的芳基氯代物和烷基机氯代物的还原偶联反应更是有机合成领域内一大挑战。因此，提供一种基于铁催化芳基卤代物与烷基卤代物还原偶联反应的合成吡啶类和取代苯类化合物方法也就显得十分的有意义。

发明内容

针对上述不足，本发明的目的是提供一种基于铁催化芳基卤代物与烷基卤代物还原偶联反应的合成吡啶类和取代苯类化合物方法，可有效解决现有技术中均相体系中基于铁催化的芳基卤代物与烷基卤代物的还原偶联反应研究空白的问题，同时该方法具有操作方便、原料廉价易得、反应条件温和且绿色环保、底物普适性广和产物收率高的特点。

为达上述目的，本发明采取如下的技术方案：

本发明提供一种基于铁催化芳基卤代物与烷基卤代物还原偶联反应的合成吡啶类和取代苯类化合物方法，于均相体系中，以芳基卤代物和烷基卤代物作为反应底物和铁盐作为催化剂，同时加入配体、碱、还原剂和溶剂进行还原偶联反应，制得吡啶类化合物和取代苯类化合物。

进一步地，上述基于铁催化芳基卤代物与烷基卤代物还原偶联反应的合成吡啶类和取代苯类化合物方法，包括以下步骤：

在惰性气体保护的氛围下，将芳基卤代物、烷基卤代物、铁盐、配体、碱、还原剂和溶剂加入反应装置中，于65℃～95℃温度下搅拌反应10～24小时，反应结束后对反应产物进行分离纯化，制得吡啶类化合物和取代苯类化合物；其中，烷基卤代物、芳基卤代物、铁盐、配体、碱和还原剂的摩尔比为 1～2:1～3:0.01～0.5:0.01～0.8:1～5:0.1～5。

进一步地，烷基卤代物、芳基卤代物、铁盐、配体、碱和还原剂的摩尔比为1～2:1～3:0.05～0.2:0.2～0.6:1～2:0.1～0.5，优选为2:3:0.2:0.4:1.6:0.5。

进一步地，芳基卤代物的结构通式如下所示：