一种含有卤代苯环的柔性大位阻N-杂环卡宾钯配合物和制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种含有卤代苯环的柔性大位阻N

【技术实现步骤摘要】
一种含有卤代苯环的柔性大位阻N
‑
杂环卡宾钯配合物和制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于有机合成领域，具体涉及一种含有卤代苯环的柔性大位阻N
‑
杂环卡宾钯配合物和制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]在过去的几十年中，含有多个C
Ar
‑
C
Ar
键和C
Ar
‑
X键的化合物已经广泛应用于医药、农药以及功能材料等领域，而开发化学选择性的合成反应也成为一项重要的研究工作。到目前为止，钯催化的Suzuki
‑
Miyaura偶联反应由于官能团耐受性好以及低毒性等特点成为构建C
Ar
‑
C
Ar
键和C
Ar
‑
杂原子键有效的方法。但是Suzuki
‑
Miyaura反应在催化多(拟)卤代化合物(如C
‑
I、C
‑
Br、C
‑
Cl、C
‑
OTf键)时，经常面临“化学选择性”差、底物适应性不好以及反应条件苛刻等缺陷，因此发展高效“化学选择性”的催化体系是一项十分重要的工作。
[0003]目前实现化学选择性的交叉偶联反应时有两种策略：一是使用不同结构的催化剂，通过它们对底物的活性差别而实现选择性反应(J.Am.Chem Soc.2010,132,2496
–
2497；Nat.Chem.2016,8,610
‑<br/>617；J.Org.Chem.2019,84,11474
‑
11481；J.Org.Chem.2019,84,11799
‑
11812；J.Am.Chem.Soc.2020,142,15454
‑
15463；)。该策略中由于需要设计不同结构的催化剂导致成本高昂，因此限制了这策略的广泛使用。而另一种策略是设计单一催化剂，仅通过改变反应条件如反应溶剂、反应温度或添加剂就能实现选择性反应的翻转。(Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,8192
‑
8195；J.Am.Chem.Soc.2012,134,606
‑
612)。后者由于只需要使用单一催化剂就可以高效构建复杂功能分子，因此它具有显著优势。然而到目前为止，只有少数催化体系如Pd2(dba)3/P(
t
Bu)3以及一价钯二聚体[(P
t
Bu3)PdBr]2实现了只使用单一催化剂对C
‑
Cl键和C
‑
OTf键的“选择性翻转”(Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,8192
‑
8195；J.Am.Chem.Soc.2012,134,606
‑
612)。尽管上述含膦配体的钯催化剂表现了良好的化学选择性，但是它们都对空气和水汽敏感，在溶液状态下不稳定，并且对于含氮杂环卤代芳烃以与杂环芳硼酸反应活性很低。因此在很大程度上限制了上述催化剂的应用。基于这一问题，目前亟需开发一种新型催化剂来解决上述挑战。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对上述催化体系的缺陷，设计合成一种含有卤代苯环的柔性大位阻N
‑
杂环卡宾钯配合物，它具有合成方便，反应条件温和，底物适用性广，能通过改变特定的反应条件即实现选择性偶联反应翻转。因此本专利技术符合有机化学和药物及材料合成的经济性需求，在此基础上开发的非膦钯催化剂将为催化剂设计提供新的思路。
[0005]本专利技术公开的含有卤代苯环的柔性大位阻N
‑
杂环卡宾钯配合物，其特点在于：(1)利用卤原子的电子效应来调节金属中心的亲核性，使其能够在反应条件下满足金属中心对亲电试剂选择性的电子效应需求，从而使反应具有优异的选择性；(2)以苊基或其衍生物为骨架结构，利用其优异的给电子性能以及刚性位阻，能够稳定金属中心，从而保证催化剂在
空气和水汽存在时保持高稳定性；(3)在氮杂环卡宾的芳胺部分引入柔性大位阻，使金属中心具有一定的开阔性，并且能使金属中心在不同反应条件下改变活性中心的结构，原位生成截然不同的活性物种，从而能够在仅通过加入一种催化剂下，实现不同碳(拟)卤键的选择性翻转；(4)该催化剂的底物适应性范围广，对杂环多(拟)卤代芳烃具有高活性，并且基于该催化剂的反应无需隔绝空气和水汽，可以在温和反应条件下实现高反应活性。
[0006]本专利技术中，术语“Suzuki
‑
Miyaura偶联翻转反应”，是指在Suzuki
‑
Miyaura偶联反应中，当同一个亲电试剂中存在两个不同活性的(拟)卤素亲电取代基团(X1和X2)与芳基硼酸(酯)反应时，在一定条件下能够促使高选择性地反应其中的一个(拟)卤素亲电取代基团X1，而另外一个取代基X2不参与反应。当改变反应条件时，偶联反应的选择性发生翻转，此时(拟)卤素亲电取代基团X2与芳基硼酸(酯)发生偶联，而取代基X1则不参与反应。
[0007]本专利技术的一个目的在于提供一种含有卤代苯环的柔性大位阻N
‑
杂环卡宾钯配合物，其由下列结构通式表示：
[0008][0009]其中，
[0010]R1‑
R3独立地选自氢原子、卤素、C1
‑
C22的烷基或C1
‑
C22的烷氧基；
[0011]R4‑
R6独立地选自C1
‑
C22、芳基或芳基衍生物；
[0012]Y选自卤素或羧基；
[0013]X1‑
X2选自卤素；
[0014]X3选自氢原子或卤素。
[0015]进一步地，所述X1‑
X2为氟原子。
[0016]进一步地，所述R4‑
R6选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、芳基或芳基衍生物。
[0017]进一步地，所述R6选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、或叔丁基。
[0018]进一步地，R1‑
R3为氢原子。
[0019]进一步地，所述含有卤代苯环的柔性大位阻N
‑
杂环卡宾钯配合物选自以下结构：
[0020][0021]本专利技术的另一个目的在于提供上述含有卤代苯环的柔性大位阻N
‑
杂环卡宾钯配合物的制备方法，其包括如下步骤：
[0022]将苊醌或其衍生物和卤代芳胺溶于溶剂，在催化剂作用下，加热反应，得到含有卤代苯环的前驱体。
[0023]具体地，惰性气体条件下，苊醌或其衍生物、卤代芳胺，在催化剂的体系下，溶于溶剂，然后加热回流反应指定时间，所得中间产物经溶液洗涤后，减压蒸馏除去溶剂，最后通过重结晶方式，得到高纯度的含有卤代苯环的前驱体，为产物α
‑
二亚胺化合物。
[0024]进一步地，所述苊醌或其衍生物的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含有卤代苯环的柔性大位阻N
‑
杂环卡宾钯配合物，其特征在于，所述含有卤代苯环的柔性大位阻N
‑
杂环卡宾钯配合物由下列结构通式表示：其中，R1‑
R3独立地选自氢原子、卤素、C1
‑
C22的烷基或C1
‑
C22的烷氧基；R4‑
R6独立地选自C1
‑
C22的烷基、芳基或芳基衍生物；Y选自卤素或羧基；X1‑
X2选自卤素；X3选自氢原子或卤素。2.根据权利要求1所述含有卤代苯环的柔性大位阻N
‑
杂环卡宾钯配合物，其特征在于，所述X1‑
X2为氟原子。3.根据权利要求1所述含有卤代苯环的柔性大位阻N
‑
杂环卡宾钯配合物，其特征在于，所述R4‑
R6选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、芳基或芳基衍生物。4.根据权利要求1所述含有卤代苯环的柔性大位阻N
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杂环卡宾钯配合物，其特征在于，所述R6选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、或叔丁基。5.根据权利要求1所述含有卤代苯环的柔性大位阻N
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杂环卡宾钯配合物，其特征在于，R1‑
R3为氢原子。6.根据权利要求5所述含有卤代苯环的柔性大位阻N...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丰收，郑棣中，郭玉曼，张宇，
申请(专利权)人：广东药科大学，
类型：发明
国别省市：