一种制备卤代(杂)芳烃的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备卤代(杂)芳烃的方法。以廉价易得的全氟碘代丁烷、四溴化碳和四氯化碳分别作为碘代、溴代和氯代试剂，在碱催化(促进)作用下，制备卤代(杂)芳烃。该方法步骤如下：首先，将(杂)芳烃，卤代试剂和无机碱置于有机溶剂中，室温下搅拌，TLC监测直至底物消失，停止反应。然后，将反应混合液倒入水中，萃取，有机相干燥，减压除去有机溶剂。最后，将粗产物进行硅胶柱层析，得到产物。也可通过重结晶方法提纯。本发明专利技术合成路线具有底物范围宽、原料和试剂廉价易得、操作简单、条件温和、产率高、节约能耗、反应路线安全和可克级制备等优点。

A method for preparing halogenated aromatics

The present invention relates to a method for preparing halogenated (heterozygous) aromatics. Cheap, readily available perfluoroiodobutane, four carbon monoxide and carbon tetrachloride were used as iodine, Bromination and chlorination reagents, respectively, to prepare halogenated aromatics under the catalysis of alkali. The steps of the method are as follows: first, the aromatic hydrocarbons, halogenated reagents and inorganic bases are placed in organic solvents, stirring at room temperature, and TLC monitoring until the substrate disappears, and then stop the reaction. Then, the reaction mixture is poured into the water, extracted, the organic phase is dried, and the organic solvent is removed. Finally, the crude products were obtained by silica gel column chromatography. It can also be purified by recrystallization. The invention has the advantages of wide range of synthetic routes of substrate materials and reagents, cheap, simple operation, mild condition, high yield, energy saving, safety and one grade reaction route preparation etc..

【技术实现步骤摘要】
一种制备卤代(杂)芳烃的方法
本专利技术属于化学合成领域，涉及到天然产物、材料及医药中间体的合成。具体涉及以廉价易得的全氟碘代丁烷、四溴化碳和四氯化碳分别作为碘代、溴代和氯代试剂，当量甚至催化量的碱作用下，高效制备卤代(杂)芳烃的方法。
技术介绍
卤代芳烃和卤代杂芳烃作为一种重要的化学原料及医药中间体被广泛应用。同时，卤代(杂)芳烃也是一类重要的有机中间体。所含的卤素官能团可以发生各种转化，如还原(氢化脱卤)，亲核取代(如：丁基锂置换)，亲核加成(如：插碳反应，Buchwald反应，Heck反应)等。因此，其合成方法受到广泛关注。主要的方法包括：方法1：通过有机铜锂试剂对缺电子杂芳烃进行锂化，再使用卤素单质(如I2)进行卤锂交换。其反应式如下：此方法的不足之处在于需要使用有机铜锂试剂，报道的卤代仅限于碘代。涉及一锅两步反应，不符合步骤经济性。方法2：利用(杂)芳烃的锂化、金属-卤交换机制实现卤代。所用的卤代试剂为四溴化碳或四氯化碳。利用该方法实现了缺电子杂芳烃的卤代。存在问题是：需要使用丁基锂和低温，反应条件苛刻且操作不便。方法3：使用氯化锌·四甲基乙二胺和四甲基哌啶锂，经由金属化/碘代过程实现碘代。该方法涉及使用碘单质及氨基锂试剂；操作繁琐，产率中等(52-73％)。方法4：碘化亚铜催化的缺电子(杂)芳烃的碘代反应，反应中以碘单质作为卤源。其反应式如下：此反应的不足之处在于：产率中等；过渡金属催化剂的引入，存在重金属的污染问题。方法5：以四溴化碳，四氯化碳，碘单质及氯化碘为卤源，在K3PO4或t-BuOLi作用下，对缺电子(杂)芳烃进行卤代反应。反应式如下：此反应的卤素范围较宽(氯、溴、碘)。但不足之处是反应需要加热(加热温度为50―130度)，不符合现代绿色化学发展的要求。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种高效制备缺电子卤代(杂)芳烃的方法。直接从缺电子(杂)芳烃出发，分别以廉价易得的全氟碘代丁烷、四溴化碳和四氯化碳作为碘代、溴代和氯代试剂。在当量甚至催化量的碱作用下，高效合成缺电子卤代(杂)芳烃。本专利技术方法操作简便，条件温和，无需加热，试剂廉价易得。基本满足发展绿色化学的要求。本专利技术采用的技术方案是：一种制备卤代(杂)芳烃的方法，包括以下步骤：1)将化合物芳烃或杂芳烃，卤代试剂和无机碱置于有机溶剂中，室温下搅拌，TLC监测反应终点，得反应混合液；2)将反应混合液倒入水中，二氯甲烷萃取，取有机相，干燥，旋蒸除去二氯甲烷，得粗产物；3)将粗产物提纯。上述的一种制备卤代(杂)芳烃的方法，所述的芳烃为缺电子芳烃，所述的缺电子芳烃为五氟苯、四氟苯、1,4-二溴-3-硝基苯或1-氟-3-硝基苯。上述的一种制备卤代(杂)芳烃的方法，所述的杂芳烃为缺电子杂芳烃，所述的缺电子杂芳烃为噻唑、苯并噻唑及其衍生物、噁唑、苯并噁唑及其衍生物、咪唑、苯并咪唑及其衍生物、N-取代吡咯、N-取代吲哚、吡啶氮氧化物或喹啉氮氧化物。上述的一种制备卤代(杂)芳烃的方法，所述的卤代试剂为碘代试剂、溴代试剂或氯代试剂。优选的，碘代试剂为全氟碘代丁烷；溴代试剂为四溴化碳；氯代试剂为四氯化碳。上述的一种制备卤代(杂)芳烃的方法，根据卤代试剂的用量不同，可以得到单卤代及二卤代产物。卤代试剂的用量为：单卤代时，卤代试剂的用量为1.05―1.2当量；二卤代时，卤代试剂的用量为2.1―3.3当量。上述的一种制备卤代(杂)芳烃的方法，所述的无机碱为叔丁醇钠、叔丁醇钾、氢化钠或氢氧化钠。优选的，无机碱为叔丁醇钠。上述的一种制备卤代(杂)芳烃的方法，所述的无机碱的用量为0.5―4.5当量。上述的一种制备卤代(杂)芳烃的方法，所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃或甲苯。优选的，有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。上述的一种制备卤代(杂)芳烃的方法，所述的粗产物提纯是：将粗产物进行硅胶柱层析，得到卤代芳烃或卤代杂芳烃化合物；或将粗产物重结晶，得到卤代芳烃或卤代杂芳烃化合物。本专利技术的合成路线如下：本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种利用廉价、市售可得的卤代试剂，在碱催化(促进)下，一步合成缺电子(杂)芳烃的方法。本专利技术提供的方法具有底物范围宽、原料和试剂廉价易得、操作简单，条件温和、产率高、节约能耗、反应路线安全和可克级制备等优点。具体实施方式下面以具体实施例来说明本专利技术技术方案，但本专利技术的保护范围不限于此：实施例12-碘苯并噻唑的合成将苯并噻唑(1mmol,135.9mg)，全氟碘代丁烷(1.1mmol,380.5mg)置于10mL圆底烧瓶中，加入5mLN,N-二甲基甲酰胺和叔丁醇钠(0.5mmol,48.1mg)。在室温下搅拌20分钟，TLC监测反应终点。将混合液倒入水中，用二氯甲烷萃取，收集有机相，干燥，旋蒸除去二氯甲烷，得粗产品。将粗产品通过硅胶柱层析，石油醚与乙酸乙酯作洗脱剂(体积比＝30:1)，得到2-碘苯并噻唑(白色固体，257.6mg，产率99％)。也可利用重结晶方法纯化：将粗产品用冷水洗、过滤，产物溶于乙醇(2mL)中。加热使其完全溶解。静置、缓慢冷却，析出晶体。m.p.78-80℃.1HNMR(600MHz,CDCl3):δ＝7.35-7.43(m,2H),7.80-7.81(m,1H),8.01-8.02(m,1H)；13CNMR(125MHz,CDCl3):δ＝105.9,120.5,122.6,125.7,126.4,139.2,154.2；HRMS(ESI)(m/z):CalcdforC7H4INS(M+H)+:261.9187,found：261.9192.实施例22-碘苯并噁唑的合成将苯并噁唑(1mmol,119.1mg)，全氟碘代丁烷(1.1mmol,380.5mg)置于10mL圆底烧瓶中，加入5mLN,N-二甲基甲酰胺和叔丁醇钠(0.5mmol,48.1mg)。在室温下搅拌25分钟，TLC监测反应终点。将混合液倒入水中，用二氯甲烷萃取，收集有机相，干燥，旋蒸除去二氯甲烷，得粗产品。将粗产品通过硅胶柱层析，石油醚与乙酸乙酯作洗脱剂(体积比＝30:1)，得到2-碘苯并噁唑(白色固体，240.1mg，产率98％)。也可利用重结晶方法纯化：将粗产品用冷水洗、过滤，产物溶于乙醇(2mL)中。加热使其完全溶解。静置、缓慢冷却，析出晶体。m.p.86-90℃.1HNMR(300MHz,CDCl3):δ＝7.23-7.31(m,2H),7.46-7.51(m,1H),7.64-7.71(m,1H)；13CNMR(125MHz,CDCl3):δ＝108.2,110.1,119.2,124.6,125.3,142.6,153.9；HRMS(ESI)(m/z):CalcdforC7H4INO(M+H)+:245.9416,found:245.9420.实施例32-碘-1-甲基苯并咪唑的合成将1-甲基苯并咪唑(1mmol,132.1mg)，全氟碘代丁烷(1.1mmol,380.5mg)置于10mL圆底烧瓶中，加入叔丁醇钾(1.2mmol,134.7mg)和5mL甲苯，在室温下搅拌3小时，TLC监测反应终点。旋蒸除去甲苯后，水洗混合液并用二氯甲烷萃取，收集有机相，干燥，旋蒸除去二氯甲烷，得粗产品。将粗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备卤代(杂)芳烃的方法，其特征在于：包括如下步骤：1)将化合物芳烃或杂芳烃，卤代试剂和无机碱置于有机溶剂中，室温下搅拌，TLC监测反应终点，得反应混合液；2)将反应混合液倒入水中，二氯甲烷萃取，取有机相，干燥，旋蒸除去二氯甲烷，得粗产物；3)将粗产物提纯。

【技术特征摘要】
1.一种制备卤代(杂)芳烃的方法，其特征在于：包括如下步骤：1)将化合物芳烃或杂芳烃，卤代试剂和无机碱置于有机溶剂中，室温下搅拌，TLC监测反应终点，得反应混合液；2)将反应混合液倒入水中，二氯甲烷萃取，取有机相，干燥，旋蒸除去二氯甲烷，得粗产物；3)将粗产物提纯。2.根据权利要求1所述的一种制备卤代(杂)芳烃的方法，其特征在于：所述的芳烃为五氟苯、四氟苯、1,4-二溴-3-硝基苯或1-氟-3-硝基苯。3.根据权利要求1所述的一种制备卤代(杂)芳烃的方法，其特征在于：所述的杂芳烃为噻唑、苯并噻唑及其衍生物、噁唑、苯并噁唑及其衍生物、咪唑、苯并咪唑及其衍生物、N-取代吡咯、N-取代吲哚、吡啶氮氧化物或喹啉氮氧化物。4.根据权利要求1所述的一种制备卤代(杂)芳烃的方法，其特征在于：所述的卤代试剂为碘代试剂、溴代试剂和氯代试剂。5.根据权利要求4所述的一种制备卤代(杂)芳烃的方法，其特征在于：所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁福顺，刘霞，韩正波，苏忠民，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21