一种单氟乙基取代芳香化合物的制备方法技术

本发明专利技术提供一种单氟乙基取代芳香化合物的制备方法，属于含氟有机分子制备技术领域。所述制备方法为在反应溶剂及氮气氛围下，以1‑氟‑2‑碘乙烷和经弱碱活化后的芳基硼酸为原料，在镍催化剂和联吡啶类配体的催化体系作用下，加热反应达到终点后，经分离、提纯得到单氟乙基取代芳香化合物。本发明专利技术制备方法采用便宜易得的镍催化剂和联吡啶类配体为催化体系，实现单氟乙基向芳香基团的定向引入，从而高效制备获得单氟乙基取代芳香化合物。本方法不仅反应条件温和，原料来源广、成本低，反应步骤简洁，而且反应规模易于放大，产物分离简便，具有适于工业化生产的优势。

A preparation method of mono fluoro ethyl substituted aromatic compounds

The invention provides a preparation method of mono - Fluoro ethyl substituted aromatic compounds, which belongs to the field of the preparation of fluorinated organic molecules. The preparation method for the reaction solvent and under the nitrogen atmosphere with 1 fluorine 2 iodine ethane and the aryl boric acid alkali activated as raw material, in the catalytic system of nickel catalyst and bipyridine ligands under heating reactions to the end point, after separation and purification of single fluorine ethyl substituted aromatic compounds. The preparation method adopts cheap and easily obtained nickel catalyst and bipyridine ligands as catalyst system, and realizes the directional introduction of monfluoro ethyl to aromatic group, so as to efficiently prepare mono fluoro ethyl substituted aromatic compounds. This method not only has mild reaction conditions, wide source of raw materials, low cost, simple reaction steps, easy amplification of reaction scale and simple separation of products, but also has the advantage of being suitable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种单氟乙基取代芳香化合物的制备方法
本专利技术属于含氟有机分子制备
，具体为一种单氟乙基取代芳香化合物的制备方法。
技术介绍
氟作为元素周期表中电负性最大的元素，具有极强的吸电子能力、较小的原子体积和低可极化性，可以显著调控有机分子的物理、化学以及生物学性质，被化学界誉为"ASmallAtomwithBigEgo"。当前，在医药、材料、航天军工等关键核心材料中随处可见氟原子的身影。可以说含氟化合物深刻地影响着当今人们的生产和生活。尤其在医药和农用化学品领域，含氟有机化合物分别约占据了上市总数的20％和30％，并且所占比例还呈现出逐渐增加的趋势。虽然含氟有机化合物以其独特的功能在各行各业中占据了重要席位，但自然界中天然存在的含氟有机物种类和数量是极其稀少的，大量的含氟有机物必须通过人工合成的方式进行获取，通过有机合成将氟原子或含氟基团高效引入到碳氢有机分子前体的特定位点已成为了人工修饰和合成结构多样含氟功能有机分子的重要手段。在众多含氟修饰合成策略中，将氟原子引入到芳环乙基侧链的β位来制备单氟乙基取代芳香化合物一直以来备受有机化学家和药物化学家关注，这缘于单氟乙基片段在药物活性分子修饰领域的重要作用。鉴于单氟乙基取代芳香化合物的重要应用价值，化学家们不断开发出各类合成单氟乙基取代芳香化合物的方法和手段。目前现有方法主要集中在以β-羟乙基芳香化合物为前躯体进行亲核氟化反应制备，具体的制备原理如下：现有的制备方法具有以下缺点：(1)需要预先引入β-羟乙基片段；(2)羟基直接进行亲核氟化反应时，需要使用昂贵的亲核氟化试剂(二乙基胺基三氟化硫，DAST)或四氟化硫(SF4)等高毒试剂；(3)羟基首先转化为离去基团(OTs或OTf)再通过氟负离子亲核取代反应获取产物的方案则存在步骤繁琐、副反应多、收率低等问题。因此，进一步发展简洁、高效、安全、适于大规模生产的单氟乙基取代芳香化合物制备技术具有重要研究意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于为了克服上述不足，提供一种成本低廉、工艺简便、生产安全可靠的单氟乙基取代芳香化合物的制备方法。本专利技术目的通过下述技术方案来实现：一种单氟乙基取代芳香化合物的制备方法，所述制备方法为在反应溶剂及氮气氛围下，以1-氟-2-碘乙烷和经碱活化后的芳基硼酸为原料，在镍催化剂和联吡啶类配体的催化体系作用下，加热反应达到终点后，经分离、提纯得到单氟乙基取代芳香化合物。作为本专利技术所述一种单氟乙基取代芳香化合物的制备方法的一个具体实施例，所述制备方法包括以下步骤：1)氮气氛围下，向芳基硼酸中加入碱、反应溶剂，并搅拌均匀；2)依次向上述溶液中加入1-氟-2-碘乙烷、联吡啶类配体和镍催化剂，密封后经加热、搅拌到达反应终点后，将反应液冷却至室温；3)将冷却后的反应液经分离、提纯后即得单氟乙基取代芳香化合物。作为本专利技术所述一种单氟乙基取代芳香化合物的制备方法的一个具体实施例，所述1-氟-2-碘乙烷与芳基硼酸物质的量之比为1：1～2.2；所述镍催化剂与1-氟-2-碘乙烷物质的量之比为1～15.0：100；所述联吡啶类配体与1-氟-2-碘乙烷物质的量之比为1～20.0：100；所述碱与1-氟-2-碘乙烷物质的量之比为1.5～4.0：1；所述1-氟-2-碘乙烷物质的量与反应溶剂的体积之比为1：1～20mol·L-1。作为本专利技术所述一种单氟乙基取代芳香化合物的制备方法的一个具体实施例，所述芳基硼酸的Ar基团为苯基、C1～4的烷基取代苯基、C1～4烷氧基取代苯基、C1～4酰基取代苯基、C1～4烷氧酰基取代苯基、氰基取代苯基、萘基、吡啶基、喹啉基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基中的一种或多种。作为本专利技术所述一种单氟乙基取代芳香化合物的制备方法的一个具体实施例，所述的C1～4的烷基为基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基；所述C1～4的烷氧基为甲氧基、乙氧基、叔丁氧基；所述C1～4的酰基为甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基；所述的C1～4的烷氧酰基为甲氧酰基、乙氧酰基、丙氧酰基、丁氧酰基。作为本专利技术所述一种单氟乙基取代芳香化合物的制备方法的一个具体实施例，所述反应溶剂为四氢呋喃、二氧六环、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、甲苯、二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种。优选为乙二醇二甲醚或二乙二醇二甲醚。作为本专利技术所述一种单氟乙基取代芳香化合物的制备方法的一个具体实施例，所述碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、醋酸钠、醋酸钾、磷酸钠、磷酸钾、氟化铯、氟化钾、叔丁醇钠、叔丁醇钾中的一种。优选为磷酸钾。作为本专利技术所述一种单氟乙基取代芳香化合物的制备方法的一个具体实施例，所述镍催化剂为Ni(cod)2、NiCl2、NiBr2、NiCl2(DME)、NiBr2(DME)、Ni(acac)2中的一种。优选为NiBr2。作为本专利技术所述一种单氟乙基取代芳香化合物的制备方法的一个具体实施例，所述联吡啶类配体为2,2′-联吡啶、4,4′-二甲基-2,2′-联吡啶、4,4′-二叔丁基-2,2′-联吡啶、4,4′-二甲氧基-2,2′-联吡啶、邻二氮菲、α,α,α-三联吡啶中的一种。优选为4,4′-二甲氧基-2,2′-联吡啶。作为本专利技术所述一种单氟乙基取代芳香化合物的制备方法的一个具体实施例，所述分离提纯步骤为：滤除反应液中的不溶物，并用乙醚洗涤不溶物，收集滤液；向滤液中加入水，用乙醚萃取水相，合并有机相，有机相依次用水、饱和氯化钠水溶液洗涤，然后经无水硫酸钠干燥，过滤后旋转蒸发去除溶剂，最后将残留物经重结晶或用硅胶柱层析分离得到单氟乙基取代芳香化合物。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术以商品化易得且安全稳定的1-氟-2-碘乙烷和芳基硼酸为原料，在贱金属镍催化剂/联吡啶类配体的催化体系作用下，使用无机弱碱活化芳基硼酸，在乙二醇二甲醚类溶剂中搅拌生成单氟乙基取代芳香化合物。本专利技术制备方法具有的优势体现在：1、本专利技术制备方法无需像现有制备方法一样预先制备β-羟乙基芳香化合物，再进行羟基转化为氟的亲核氟化反应，而是直接实现芳香基团与单氟乙基片段的连接，反应策略简洁明快，芳香基团的可选择范围广；2、本专利技术制备方法采用贱金属镍为催化剂，联吡啶类配体为支撑配体，催化体系效率高、成本低。3、本专利技术制备方法反应条件温和、底物官能团兼容性好、反应规模易于扩大、产物分离简单，具有适于工业化生产的优势。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合具体原理和制备过程对本专利技术一种单氟乙基取代芳香化合物的制备方法进行详细说明。一种单氟乙基取代芳香化合物的制备方法，所述制备方法为在反应溶剂及氮气氛围下，以1-氟-2-碘乙烷和经弱碱活化后的芳基硼酸为原料，在镍催化剂和联吡啶类配体的催化体系作用下，加热反应达到终点后，经分离、提纯得到单氟乙基取代芳香化合物。本专利技术单氟乙基取代芳香化合物的反应方程式如下：本专利技术单氟乙基取代芳香化合物的制备方法以1-氟-2-碘乙烷和芳基硼酸为原料，在贱金属镍催化剂/联吡啶类配体的催化体系作用下，使用无机弱碱活化芳基硼酸，在乙二醇二甲醚类溶剂中搅拌生成单氟乙基取代芳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单氟乙基取代芳香化合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法为在反应溶剂及氮气氛围下，以1‑氟‑2‑碘乙烷和经弱碱活化后的芳基硼酸为原料，在镍催化剂和联吡啶类配体的催化体系作用下，加热反应达到终点后，经分离、提纯得到单氟乙基取代芳香化合物。

【技术特征摘要】
1.一种单氟乙基取代芳香化合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法为在反应溶剂及氮气氛围下，以1-氟-2-碘乙烷和经弱碱活化后的芳基硼酸为原料，在镍催化剂和联吡啶类配体的催化体系作用下，加热反应达到终点后，经分离、提纯得到单氟乙基取代芳香化合物。2.如权利要求1所述一种单氟乙基取代芳香化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)氮气氛围下，向芳基硼酸中加入碱、反应溶剂，并搅拌均匀；2)依次向上述溶液中加入1-氟-2碘乙烷、联吡啶类配体和镍催化剂，密封后经加热、搅拌到达反应终点后，将反应液冷却至室温；3)将冷却后的反应液经分离、提纯后即得单氟乙基取代芳香化合物。3.如权利要求1或2所述一种单氟乙基取代芳香化合物的制备方法，其特征在于，所述1-氟-2-碘乙烷与芳基硼酸物质的量之比为1：1～2.2；所述镍催化剂与1-氟-2-碘乙烷物质的量之比为1～15.0：100；所述联吡啶类配体与1-氟-2-碘乙烷物质的量之比为1～20.0：100；所述碱与1-氟-2-碘乙烷物质的量之比为1.5～4.0：1；所述1-氟-2-碘乙烷物质的量与反应溶剂的体积之比为1：1～20mol·L-1。4.如权利要求1或2所述一种单氟乙基取代芳香化合物的制备方法，其特征在于，所述芳基硼酸的Ar基团为苯基、C1～4的烷基取代苯基、C1～4烷氧基取代苯基、C1～4酰基取代苯基、C1～4烷氧酰基取代苯基、氰基取代苯基、萘基、吡啶基、喹啉基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基中的一种或多种。5.如权利要求4述一种单氟乙基取代芳香化合物的制备方法，其特征在于，所述的C1～4的烷基为基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨义，蔡俊杰，冯健，蒋燕，刘应乐，郑玉彬，赵延川，陆文杰，
申请(专利权)人：四川理工学院，
类型：发明
国别省市：四川,51