[發明專利]全氟烷基碳鹵鍵的活化方法及合成吡啶衍生物的方法

有效

• 申請號: 201811635933.2
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109503468B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 黎書華;曹佳;王國強;高留州
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C07D213/26
• 分類號: C07D213/26;C07D405/06;C07D401/06;C07D213/30;C07J43/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王艷麗

本申請公開了一種全氟烷基碳鹵鍵的活化方法及合成吡啶衍生物的方法。將4?氰基吡啶和聯硼酸頻哪醇酯反應生成的活性吡啶?硼自由基，用于催化全氟烷基鹵化物的碳鹵鍵均裂形成全氟烷基自由基。以聯硼酸頻哪醇酯、全氟烷基碘化物(或溴化物)，4?氰基吡啶和烯烴為起始物，反應得到烯烴的全氟烷基和吡啶雙官能團化吡啶衍生化產物。本發明提供能夠將全氟烷基和吡啶兩個重要基團同時引入烯烴，用于吡啶類衍生物的合成，具有開發可用于工業合成吡啶類化合物新方法的價值。

技術領域

本申請涉及有機合成技術領域，具體而言，涉及一種全氟烷基碳鹵鍵的活化方法及合成吡啶衍生物的方法。

背景技術

含氟基團可改變物質理化性質，廣泛用于醫藥、農業化學和材料科學中，特別是在藥物中，可作為重要的藥效基團。全氟烷基鹵化物是一種廉價易得的氟源。然而，全氟烷基碳鹵鍵的活化是實現全氟烷基基團的引入目標化合物的關鍵步驟。過渡金屬催化或光催化可有效實現全氟烷基碳鹵鍵活化、產生全氟烷基碳自由基，進一步實現后續轉化。然而，這些方法通常用到過渡金屬存在有操作苛刻，金屬殘留和成本高等問題。因此，發展基于非金屬催化體系用于全氟烷基鹵化物碳鹵鍵活化及其將含氟基團引入目標化合物一直引起人們的關注。

目前已有的非金屬全氟烷基鹵化物碳鹵鍵活化主要依賴于有機光敏劑和適當光源實現此類轉化。但是光催化反應通常存在需要專門實驗裝置、大規模生產具有一定的局限性等問題，很難用于工業實際生產。鑒于此，發展新的，簡便的催化方法用于全氟烷基鹵化物活化和轉化具有重要的實際意義。

吡啶類衍生物是藥物和天然產物重要骨架單元，常見的藥物分子均含有一個或多個吡啶單元如藥物克唑替尼、瑞戈非尼以及索尼吉布等。傳統的引入吡啶環的方法有光催化法或過渡金屬催化的偶聯反應，其中，采用光催化的方式具有條件溫和、反應綠色等優點，但反應裝置搭建繁瑣，很難大規模工業生產；過渡金屬法具有反應易控、實驗操作簡單等優點，但存在催化劑昂貴，產物中重金屬殘留，且會產生大量的廢液，生產成本太高，不符合發展現代綠色化工的要求，未能在在工業上大范圍應用。基于此，很有必要提供一種無金屬的吡啶類化合物的合成方法。

發明內容

發明目的：本發明的目的之一在于提供一種全氟烷基鹵化物(如溴化物或者碘化物)中碳鹵鍵的活化方法，采用本方法，可以誘導均裂全氟烷基鹵化物碳鹵鍵，產生全氟烷基碳自由基。本申請的另一個目的在于利用上述反應原理合成吡啶類衍生物，即，將所述的全氟烷基鹵化物的碳鹵鍵的活化方法應用于吡啶類衍生物的合成，提供一種新的合成全氟烷基取代的吡啶衍生物的方法。

具體的，我們通過研究發現，以聯硼酸頻哪醇酯(B₂(pin)₂或B₂pin₂)、全氟烷基碘化物(或溴化物)，4-氰基吡啶和烯烴為起始物，反應得到烯烴的全氟烷基和吡啶雙官能團化吡啶衍生化產物。本發明提供吡啶-硼自由基對全氟烷基碳鹵鍵的催化、活化方法能夠將全氟烷基和吡啶兩個重要基團同時引入烯烴，用于吡啶類衍生物的合成，具有開發可用于工業合成吡啶類化合物新方法的價值。

技術方案：本發明所述的全氟烷基碳鹵鍵的活化方法，包括：將4-氰基吡啶和聯硼酸頻哪醇酯反應生成的活性吡啶-硼自由基，用于催化全氟烷基鹵化物的碳鹵鍵均裂形成全氟烷基碳自由基。

在有機溶劑中加入4-氰基吡啶、聯硼酸頻哪醇酯和全氟烷基鹵化物，即可進行上述反應。一般的反應溫度為50～100℃。

上述反應的反應路線為：

反應路線中，全氟烷基鹵化物R_f-X為碘化物(X＝I)或溴化物(X＝Br)，其中，R_f＝C_nF_2n+1，n＝1～10；R_f為獨立的直鏈式或支鏈取代。

上述的全氟烷基碳自由基可以進一步與烯烴反應合成吡啶衍生物。