一种烯丙基单氟化合物的合成方法

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，涉及一种烯丙基单氟化合物的合成方法。

背景技术

在1995年，Guo-qiang Shi课题组(G-Q Shi*,X-H Huang,F-J,Zhang；

Tetrahedron Lett.,1995,6305.)就使用零价钯作为催化剂，四氢呋喃作为溶剂，利用碳亲核试剂进攻l,l-二氟π-烯丙基钯配合物，进而构建单氟烯烃化合物，但是该方法用到了有机锡试剂来作为亲核试剂，较为危险；后来，在2007年，Fujii组(T.Narumi,K.Tomita,E.Inokuchi,K.Kobayashi,S.Oishi,H.Ohno,N.Fujii,Org.Lett.2007,9,3465.)提出在适当的氟活化试剂存在下，烯丙基偕二氟化物与均相钯催化剂作用，可以促进碳氟键的断裂，从而生成含氟π-烯丙基钯中间体，通过与适当的亲核试剂进行化学选择反应，该中间体有望转化为(Z)-单氟烯烃，由此提出了一种钯催化烯丙基二氟化合物去氟氢化合成单氟烯烃的方法。

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发明内容

由于碳氟键(C-F)有较高的解离能，故其转化被认为比其他碳卤素键(C-I,C-Br,和C-Cl)的转换要困难得多。氟烯烃在C-F键的活化过程中表现出独特的反应性，其中包括C-F键的裂解和新键的形成，如C-C键、C-O键和C-N键。在碳氟键活化的反应中，大多数均使用到很强的亲核试剂进攻，得到相应的脱氟产物。以芳基硼酸作为碳氟键(C-F)的活化的偶联试剂的研究目前为止还没有人进行报道，本发明利用Pd(PPh

为了实现本发明目的，所采用的技术方案为：

一种烯丙基单氟化合物的合成方法，包括如下步骤：如通式(1)所示的烯丙基偕二氟甲基化合物、通式(2)所示的芳基硼酸、催化剂Pd(PPh

通式(1)、通式(2)中，Ar、Ar’分别独立选自取代或未取代的苯基和杂芳基，其中取代基为烷基、卤素、烷氧基或醛基。

进一步的，反应温度为60-70℃，反应时间至少24h。

进一步的，所述烯丙基偕二氟甲基化合物与芳基硼酸的摩尔比为：1:2；

所述烯丙基偕二氟甲基化合物试剂与氢氧化锂的摩尔比为：1:1.2～1.5；

所述烯丙基偕二氟甲基化合物试剂与催化剂的摩尔比为：1:0.01～0.05。

进一步的，还包括纯化步骤：向反应结束后的体系中加入有机溶剂和水溶液萃取，有机相干燥、浓缩后，纯化(柱层析)。

优选地，物料添加方法包括：先将氢氧化锂、通式(1)的烯丙基偕二氟甲基化合物和通式(2)的芳基硼酸加入反应器；再在无氧条件下加入Pd(PPh

优选地，萃取用有机溶剂为乙酸乙酯。

优选地，反应过程中辅以剧烈搅拌。

优选地，反应结束后加入水淬灭反应。

进一步的，反应体系中有机溶剂选自烷烃类、环烷烃类、芳烃类、醚类、环醚类溶剂中的一种或两种以上的组合；

优选地，有机溶剂选自1,4-二氧六环(Dioxane)、四氢呋喃(THF)、N,N-二甲基苯胺(DMA)中的任意一种或几种；

通式(3)化合物，优选为以下具体通式(3)化合物(Ar＝4-PhC

与现有技术相比，本发明具有如下优势：

(1)本发明使用烯丙基偕二氟甲基类化合物和芳基硼酸试剂在四(三苯基膦)钯和氢氧化锂的作用下转化为烯丙基单氟化合物；操作简单，安全；

(2)本发明方法可以使用较弱的亲核试剂硼酸进行Suzuki偶联反应将烯丙基偕二氟甲基类化合物进行脱氟形成烯丙基单氟化合物。主要优点是使用范围广，具有良好的区域选择性。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

实施例1

向4mL的西林瓶中，加入1a 23mg(0.1mmol)，2l 24mg(0.2mmol)、碱，再在手套箱中加入6mg(5mol％)四(三苯基膦)钯和1ml1,4-二氧六环溶剂，反应混合物在100℃下搅拌24h。之后加水以淬灭反应。加入乙酸乙酯与水萃取，有机相干燥、浓缩，得到目标化合物3l。

当使用碳酸钾作为碱时，反应收率为59％；

当使用磷酸钾作为碱时，反应收率为41％；

当使用甲醇钠作为碱时，反应收率为28％；

当使用磷酸二氢钾作为碱时，反应收率为22％；

当使用叔丁醇锂作为碱时，反应收率为43％；

当使用氢氧化锂作为碱时，反应收率为82％。

对采用上述合成方法得到的目标产物3l的进行核磁共振氢谱和碳谱检测，测试结果如下：

实施例2

向4mL的西林瓶中，加入1a 23mg(0.1mmol)，2l 24mg(0.2mmol)、氢氧化锂3.6mg(0.15mmol)，再在手套箱中加入1.2mg(1mol％)四(三苯基膦)钯和1ml溶剂，反应混合物在60℃下搅拌24h。之后加水以淬灭反应。加入乙酸乙酯与水萃取，有机相干燥、浓缩，得到目标化合物3l。

当使用四氢呋喃(THF)作为溶剂时，反应收率为80％；

当使用N,N-二甲基苯胺(DMA)作为溶剂时，反应收率为80％；

当使用1,4-二氧六环(Dioxane)作为溶剂时，反应收率为84％；

当使用甲苯(Toluene)作为溶剂时，反应收率为39％；

当使用1,2-二氯乙烷(DCE)作为溶剂时，反应收率为38％。

对采用上述合成方法得到的目标产物3l的进行核磁共振氢谱和碳谱检测，测试结果如下：

实施例3

向4mL的西林瓶中，加入1a 23mg(0.1mmol)，2l 24mg(0.2mmol)、氢氧化锂3.6mg(0.15mmol)，再在手套箱中加入1.2mg(1mol％)四(三苯基膦)钯和1ml溶剂，反应混合物在60℃下搅拌24h。之后加水以淬灭反应。加入乙酸乙酯与水萃取，有机相干燥、浓缩，得到目标化合物3l。

当烯丙基偕二氟甲基化合物试剂与催化剂的摩尔比为：1:0.01时，产物的收率为94％；

当烯丙基偕二氟甲基化合物试剂与催化剂的摩尔比为：1:0.02时，产物的收率为96％；

当烯丙基偕二氟甲基化合物试剂与催化剂的摩尔比为：1:0.05时，产物的收率为90％。

由于当烯丙基偕二氟甲基化合物试剂与催化剂的摩尔比为：1:0.01时，产物的收率就能达到94％，催化剂的用量越少，该方法的优势就比较明显，所以选用烯丙基偕二氟甲基化合物试剂与催化剂的摩尔比为：1:0.01为最佳条件。

对采用上述合成方法得到的目标产物3l的进行核磁共振氢谱和碳谱检测，测试结果如下：

实施例4

向4mL的西林瓶中，加入1a 23mg(0.1mmol)，2a 34mg(0.2mmol)、氢氧化锂3.6mg(0.15mmol)，再在手套箱中加入1.2mg(1mol％)四(三苯基膦)钯和1ml 1,4-二氧六环溶剂，反应混合物在60℃下搅拌24h。之后加水以淬灭反应。加入乙酸乙酯与水萃取，有机相干燥、浓缩，得到目标化合物3a，收率75％。对采用上述合成方法得到的目标产物3a进行核磁共振氢谱，氟谱和碳谱检测，测试结果如下：

实施例5

向4mL的西林瓶中，加入1b 23mg(0.1mmol)，2b 34mg(0.2mmol)、氢氧化锂3.6mg(0.15mmol)，再在手套箱中加入1.2mg(1mol％)四(三苯基膦)钯和1ml 1,4-二氧六环溶剂，反应混合物在60℃下搅拌24h。之后加水以淬灭反应。加入乙酸乙酯与水萃取，有机相干燥、浓缩，得到目标化合物3b，收率79％。对采用上述合成方法得到的目标产物3b进行核磁共振氢谱，氟谱和碳谱检测，测试结果如下：

实施例6

向4mL的西林瓶中，加入1a 23mg(0.1mmol)，2c 38mg(0.2mmol)、氢氧化锂3.6mg(0.15mmol)，再在手套箱中加入1.2mg(1mol％)四(三苯基膦)钯和1ml 1,4-二氧六环溶剂，反应混合物在60℃下搅拌24h。之后加水以淬灭反应。加入乙酸乙酯与水萃取，有机相干燥、浓缩，得到目标化合物3c，收率85％。对采用上述合成方法得到的目标产物3c进行核磁共振氢谱和碳谱检测，测试结果如下：

实施例7

向4mL的西林瓶中，加入1a 23mg(0.1mmol)，2d 28mg(0.2mmol)、氢氧化锂3.6mg(0.15mmol)，再在手套箱中加入1.2mg(1mol％)四(三苯基膦)钯和1ml 1,4-二氧六环溶剂，反应混合物在60℃下搅拌24h。之后加水以淬灭反应。加入乙酸乙酯与水萃取，有机相干燥、浓缩，得到目标化合物3d，收率72％。对采用上述合成方法得到的目标产物3d的进行核磁共振氢谱，氟谱和碳谱检测，测试结果如下：

实施例8

向4mL的西林瓶中，加入1a 23mg(0.1mmol)，2e 28mg(0.2mmol)、氢氧化锂3.6mg(0.15mmol)，再在手套箱中加入1.2mg(1mol％)四(三苯基膦)钯和1ml 1,4-二氧六环溶剂，反应混合物在60℃下搅拌24h。之后加水以淬灭反应。加入乙酸乙酯与水萃取，有机相干燥、浓缩，得到目标化合物3e，收率63％。对采用上述合成方法得到的目标产物3e进行核磁共振氢谱，氟谱和碳谱检测，测试结果如下：

实施例9

向4mL的西林瓶中，加入1a 23mg(0.1mmol)，2f 30mg(0.2mmol)、氢氧化锂3.6mg(0.15mmol)，再在手套箱中加入1.2mg(1mol％)四(三苯基膦)钯和1ml 1,4-二氧六环溶剂，反应混合物在60℃下搅拌24h。之后加水以淬灭反应。加入乙酸乙酯与水萃取，有机相干燥、浓缩，得到目标化合物3f，收率72％。

对采用上述合成方法得到的目标产物3f进行核磁共振氢谱和碳谱检测，测试结果如下：

实施例10

向4mL的西林瓶中，加入1a 23mg(0.1mmol)，2g 39mg(0.2mmol)、氢氧化锂3.6mg(0.15mmol)，再在手套箱中加入1.2mg(1mol％)四(三苯基膦)钯和1ml 1,4-二氧六环溶剂，反应混合物在60℃下搅拌24h。之后加水以淬灭反应。加入乙酸乙酯与水萃取，有机相干燥、浓缩，得到目标化合物3g，收率96％。

对采用上述合成方法得到的目标产物3g进行核磁共振氢谱和碳谱检测，测试结果如下：

当其他条件不变，反应温度为100℃时，反应24h，反应收率为47％；

反应温度为70℃时，反应24h，反应收率为96％；

反应温度为60℃时，反应12h，反应收率为44％。

实施例11

向4mL的西林瓶中，加入1a 23mg(0.1mmol)，2h 31mg(0.2mmol)、氢氧化锂3.6mg(0.15mmol)，再在手套箱中加入1.2mg(1mol％)四(三苯基膦)钯和1ml 1,4-二氧六环溶剂，反应混合物在60℃下搅拌24h。之后加水以淬灭反应。加入乙酸乙酯与水萃取，有机相干燥、浓缩，得到目标化合物3h，收率79％。

对采用上述合成方法得到的目标产物3h进行核磁共振氢谱和碳谱检测，测试结果如下：

实施例12

向4mL的西林瓶中，加入1a 23mg(0.1mmol)，2i 33mg(0.2mmol)、氢氧化锂3.6mg(0.15mmol)，再在手套箱中加入1.2mg(1mol％)四(三苯基膦)钯和1ml 1,4-二氧六环溶剂，反应混合物在60℃下搅拌24h。之后加水以淬灭反应。加入乙酸乙酯与水萃取，有机相干燥、浓缩，得到目标化合物3i，收率79％。

对采用上述合成方法得到的目标产物3i进行核磁共振氢谱和碳谱检测，测试结果如下：

实施例13

向4mL的西林瓶中，加入1a 23mg(0.1mmol)，2J 35mg(0.2mmol)、氢氧化锂3.6mg(0.15mmol)，再在手套箱中加入1.2mg(1mol％)四(三苯基膦)钯和1ml 1,4-二氧六环溶剂，反应混合物在60℃下搅拌24h。之后加水以淬灭反应。加入乙酸乙酯与水萃取，有机相干燥、浓缩，得到目标化合物3J，收率76％。

对采用上述合成方法得到的目标产物3j进行核磁共振氢谱和碳谱检测，测试结果如下：

实施例14

向4mL的西林瓶中，加入1a 23mg(0.1mmol)，2k 25mg(0.2mmol)、氢氧化锂3.6mg(0.15mmol)，再在手套箱中加入1.2mg(1mol％)四(三苯基膦)钯和1ml 1,4-二氧六环溶剂，反应混合物在60℃下搅拌24h。之后加水以淬灭反应。加入乙酸乙酯与水萃取，有机相干燥、浓缩，得到目标化合物3k，收率72％。

对采用上述合成方法得到的目标产物5进行核磁共振氢谱和碳谱检测，测试结果如下：

实施例15

向4mL的西林瓶中，加入1a 23mg(0.1mmol)，2l 24mg(0.2mmol)、氢氧化锂3.6mg(0.15mmol)，再在手套箱中加入1.2mg(1mol％)四(三苯基膦)钯和1ml1,4-二氧六环溶剂，反应混合物在60℃下搅拌24h。之后加水以淬灭反应。加入乙酸乙酯与水萃取，有机相干燥、浓缩，得到目标化合物3l，收率94％。

当烯丙基偕二氟甲基化合物试剂与氢氧化锂的摩尔比为：1:1.2时，烯丙基单氟化合物的收率为73％。

对采用上述合成方法得到的目标产物3l的进行核磁共振氢谱和碳谱检测，测试结果如下：

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。