[發明專利]一種電化學合成偕二氟烯烴的方法

有效

• 申請號: 202010064845.2
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111155141B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 傅堯;王冠;陸熹
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: C25B3/11
• 分類號: C25B3/11;C25B3/25;C25B11/03;C25B11/042;C25B11/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 關旭穎

本發明涉及一種電化學合成偕二氟烯烴的方法。具體地，本發明的方法以鎳電極為陰極和鋅電極為陽極，以恒電流通電，將三氟甲基烯烴化合物和烷基親電試劑在溶劑中進行反應，得到偕二氟烯烴化合物。本發明的方法使用來源豐富、原子經濟性最佳的烯烴作為主要原料，使用的還原劑鋅棒較為穩定且安全豐富，實驗步驟非常易于操作，并且具有良好的官能團兼容性以及高區域選擇性。

技術領域

本發明涉及有機合成技術領域，具體地涉及電化學合成偕二氟烯烴的方法。

背景技術

含氟化合物與普通的不含氟化合物相比具有很多不同的特點，這導致此類化合物在醫藥、農藥等領域有著極為重要的應用。二氟烯烴是酮羰基的生物電子等排體，在生物和制藥領域有很多重要的應用，而作為酰胺鍵的生物電子等排體的單氟烯烴也常需要二氟烯烴作為前體用于制備過程中，因此二氟烯烴也是一種重要的有機合成中間體。過渡金屬催化的二氟烯烴的制備是近年來此類化合物較為普遍和高效的合成方法，如銥、鎳等金屬用于合成此類化合物。但是在使用過渡金屬催化合成此類化合物的過程中需要額外添加各種各樣的金屬催化劑、配體或者需要預先制備催化劑，且存在底物種類局限性大、反應經濟性差、反應選擇性差、一些較為不安全的還原劑參與制備過程等缺點。基于以上問題，如何發展出一種普適、高效、高選擇性的偕二氟烯烴的合成方法是目前急需解決的一個科學問題。

目前基于過合成偕二氟烯烴的方法傳統上有以下四種：

以上方法都需要使用到當量的額外化學添加劑，以及鋅粉、鎂粉等危險還原物質，且具有效率低下、選擇性較差的特點。

基于過渡金屬催化的方式實現偕二氟烯烴合成的方法則有以下三類：

1、鎳催化烷基羧酸氧化還原活性酯和三氟甲基烯烴類化合物合成芳基二氟烯烴，如反應式(1)所示。該方法由傅堯教授及其課題組發表在Chem.Sci.，2019，10，809-814。此方法需要額外使用昂貴的鎳催化劑配體以及不安全的鋅粉作為還原劑，局限性較大。

2、鎳催化烷基鹵化物和三氟甲基烯烴類化合物合成芳基偕二氟烯烴化合物，如反應式(2)所示。該方法由王川課題組發表在ACS Catal.，2018，8，10，9245-9251。在此反應中仍然需要使用到昂貴的鎳催化劑和配體，以及不安全的鋅粉作為還原劑，且需要額外添加當量氟化銫，這降低了該反應的實用價值，反應經濟性上是十分不利的。

3、使用銥光催化劑和光實現偕二氟烯烴化合物的合成也有部分報道，如反應式(3)所示。該方法由周磊教授及其課題組發表在J.Org.Chem.2016，81，17，7908-7916。此方法使用昂貴的銥催化劑，且底物范圍較為受限，需要使用當量的堿和相應的光化學設備，因此該方法經濟性差且無工業規模化生產價值。

先前合成偕二氟烯烴的方法均存在底物受限、合成方法實用性差等問題。因此，旨在尋求一種操作簡便、原料易得并且能夠大量合成該類化合物及其衍生物的方法是一個急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于使用廉價的鎳催化劑，以來源豐富、原子經濟性最佳的烯烴作為主要原料，提供一種高效便捷地合成具有廣泛底物范圍的非對稱烷基內炔化合物的方法。

本發明具體采用以下技術方案：

以鎳電極為陰極和鋅電極為陽極，以恒電流通電，將式I-a的三氟甲基烯烴化合物和式I-b的烷基親電試劑在溶劑中進行反應，得到式I的偕二氟烯烴化合物；

R-X 式I-b；

其中，