[發明專利]一種以芳基羧酸為原料的芳基鹵化物的合成方法

有效

• 申請號: 201710504758.2
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107325002B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 付拯江;蔡琥;李兆杰;姜李高
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: C07C201/12
• 分類號: C07C201/12;C07C205/12;C07C205/37;C07C41/22;C07C43/225;C07D333/62;C07D307/82;C07B39/00
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

一種以芳基羧酸為原料的芳基鹵化物的合成方法，在氧氣、銀催化劑、銅添加劑和雙齒氮配體存在的條件下，使芳基羧酸化合物和鹵鹽MX在有機溶劑中進行取代反應形成相應的芳基鹵化物，其中MX中的M表示堿金屬或堿土金屬，X表示F、Cl、Br或I。與常規的芳基鹵化物合成方法相比，本發明的方法具有反應原料(包括芳基羧酸和MX)廉價易得、金屬催化劑用量小、以氧氣為氧化劑對環境污染最小、對芳環上的多種官能團具有良好的容忍性、產率高等明顯優勢。本發明的方法能廣泛應用于工業界和學術界的藥物、材料、天然產物等領域的合成中。

技術領域

本發明涉及一類化工產品的合成制備，更具體地涉及芳基鹵化物的合成方法。

背景技術

在芳烴化合物上引入鹵素基團(-I、-Br、-Cl、-F等)，能夠顯著改變芳烴化合物的物理、化學和生物性質。芳基鹵化物不但是藥物、顏料、液晶材料等化工產品以及許多天然化合物的重要結構單元，而且芳基鹵化物常用作有機合成反應的原料以構筑C-C鍵、C-雜原子鍵。因此，相關芳基鹵化物的合成具有重要的理論意義和工業實用價值。目前，合成芳基鹵化物的方法有：

方法一，傳統合成芳基鹵化物的方法是在路易斯酸(如，Fe、FeX₃等)作用下，通過鹵素單質X₂與芳烴化合物進行親電取代反應即可制得。

該方法的問題在于反應底物需要特定的給電子基團以增強芳環電子密度從而有利于親電進攻。此外，該反應還存在芳環反應位點選擇性差、單質F₂與芳烴反應過于劇烈不可控、單質I₂無法親電進攻芳環制備芳基碘化物Ar-I等缺點。

方法二，使用芳基重氮鹽與相應的鹵化亞銅鹽制備芳基鹵化物。

該方法的問題在于反應條件控制較為嚴格，反應底物原料重氮鹽不穩定易分解。此外，還存在以CuI與相應的芳基重氮鹽反應無法制備芳基碘化物Ar-I等缺點。

方法三，氧化性條件下過渡金屬催化芳烴底物C-H鍵活化與相應鹵源反應制備芳基鹵化物。

該方法由于具有原子經濟性和步驟簡潔性的特點而受到廣泛關注，但仍然存在芳烴環反應位點選擇性差、或是需要引入導向基團等缺點。

方法四，氧化性條件下鹵化亞銅促進芳基羧酸脫羧合成芳基鹵化物。

盡管該方法通過芳基羧酸脫羧較好地合成了芳基氯化物、溴化物和碘化物，但存在反應中亞銅鹽的用量過多，且鹵源來源于價格較為昂貴的鹵化亞銅。

因此，目前仍需要一種原料(芳基源、鹵素源)簡單易得，過渡金屬催化劑用量少、反應產率高、官能團容忍度性好、對環境友好的合成芳基鹵化物方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種以芳基羧酸為原料的芳基鹵化物的合成方法。

本發明所提供的合成芳基鹵化物的方法，是在氧氣、銀催化劑、銅添加劑和雙齒氮配體存在條件下，使芳基羧酸化合物和鹵鹽MX在有機溶劑中進行脫羧取代反應形成相應的芳基鹵化物，其中MX中的M表示堿金屬或堿土金屬，X表示F、Cl、Br或I。

在本發明中，“芳基鹵化物”具有本領域技術人員所通常理解的含義，即含有與鹵素(即F、Cl、Br或I)直接連接的芳環結構的化合物，例如碘苯、碘萘、氯苯、溴苯或其被取代后的各種衍生物。

在本發明中，“芳基羧酸”具有本領域技術人員所通常理解的含義，即含有與羧基上的碳原子直接連接的芳環結構的化合物，例如鄰甲氧基苯甲酸、鄰硝基苯甲酸或其被取代后的各種衍生物。