一种镍催化非活化烯烃双碳官能团化反应的方法技术

本发明专利技术公开了一种镍催化非活化烯烃双碳官能团化反应的方法，包括以下步骤：在溶剂中，以卤代物为亲电试剂，镍作为催化剂，金属单质作为还原剂，与非活化多取代烯烃反应构建碳碳双键。本发明专利技术在反应过程中使用带有导向基的烯烃，与镍催化剂进行配位，以较高的收率得到目标产物且非对映选择性均大于20:1。整个方法简单易行且安全，一步法直接得到非活化多取代烯烃与卤代物偶联的产物，在优化的反应条件之下，目标产品分离后产率可以高达95％，是一种通用、高效、经济和环境友好的构建碳碳键的方法。法。

【技术实现步骤摘要】
一种镍催化非活化烯烃双碳官能团化反应的方法


[0001]本专利技术属于催化合成技术和精细化学品合成领域，涉及一种镍催化非活化烯烃双碳官能团化反应的方法。

技术介绍

[0002]烯烃的双碳官能团化是构建复杂分子以及实现分子多样化的重要手段之一。因此实现烯烃的双碳官能团化是近年来有机化学家研究的热点，并且取得了非常卓越的科研成果，然而由于不可预测的区域选择性和β
‑
氢消除，未活化烯烃的双碳官能团化仍然面临巨大挑战。尽管近些年来在未活化烯烃的双芳基化反应方面取得了重大进展，但大多数进展仅限于只能提供一个苄基立体中心的未活化末端烯烃，尤其是外消旋结构。而对于电子未激活的内烯双芳基化反应由于其反应活性低而面临着巨大的挑战。此外，对于两组分双碳官能团化反应已经有突破性的进展，通过巧妙地设计反应底物，利用烯烃的弱配位作用，控制反应的化学选择性和区域选择性，抑制β
‑
氢消除对反应产生的不利影响。然而，这些两组分反应的优势恰恰是三组分反应所面临和亟待解决的关键科学难题。近些年来，虽然三组分(分子间)非活化烯烃的双碳官能团化反应取得了一定进展，但反应类型主要局限于亲核
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亲电试剂对烯烃的双碳官能团化。综上，针对三组分双碳官能团化反应存在的诸多科学问题：缺少有效的催化体系、选择性难以控制、β
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氢消除的竞争副反应以及烯烃底物的适用范围比较局限等。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种镍催化非活化内烯双碳官能团化反应的方法，解决现有三组分构建碳碳双键偶联通常只适用于末端烯烃的局限性。在此，本专利技术利用全新的反应体系，其中特定的烯烃与金属镍的配位作用以较高的收率且大于20:1的立体选择性得到目标产物，克服了反应过程存在的Mizoroki
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Heck反应和直接交叉偶联反应。该方法发展了一种新颖、独特的非活化多取代烯烃双芳基化反应。
[0004]本专利技术的方法只需要一步反应直接构建新的碳碳双键同时具有原料易制备；催化剂、还原剂廉价易购；反应条件温和、无毒无害；反应选择性高、产率高；底物官能团相容性好且适用范围广，能够构建各种复杂分子。
[0005]技术方案：为了实现上述目的，本专利技术所述一种镍催化非活化烯烃双碳官能团化反应的方法，包括如下步骤：在溶剂中，以卤代物为亲电试剂，镍作为催化剂，廉价金属单质作为还原剂，与非活化烯烃反应构建碳碳双键。
[0006]反应通式表示如下：
[0007][0008]式中：R1、R2、R3表示烯键上取代的基团；R4表示羰基α位的取代基团；R5X表示卤代烷
烃；AQ八氨基喹啉。
[0009]其中，以R1、R2、R3表示烯键上的取代基，其烯烃上的取代基R1、R2、R3各自独立的任意选自氢、C1～C20的烷基、C1～C20卤取代烷基、C1～C20烷基羰基、硝基、羟基或者氰基。
[0010]其中，所述R4表示羰基α位上的取代基，其羰基α位上的取代基任意选自氢、C1～C20的烷基、C1～C20卤取代烷基、C1～C20烷基羰基、硝基、羟基或者氰基。
[0011]其中，所述X为氟、氯、溴或碘，所述R5表示卤代物上的取代基团，其卤代物上的取代基各自独立的任意选自芳基、取代芳基、氢、C1～C20的烷基、C1～C20卤取代烷基、C1～C20烷基羰基、硝基、羟基或者氰基。
[0012]其中，所述镍选自氯化镍，无水溴化镍，水合溴化镍，碘化镍，碳酸镍，双
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(1,5
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环辛二烯)镍，氯化镍乙二醇二甲基醚络合物，溴化镍乙二醇二甲基醚络合物，(2,2'
‑
联吡啶)二溴化镍，二溴(1,10
‑
菲咯啉)镍，氯代双三己基磷酸镍盐，双(三苯基膦)氯化镍，1,2
‑
双(二苯基膦)乙烷氯化镍，(1,1'
‑
双(二苯基膦)二茂铁)二氯化镍，溴化镍二乙二醇二甲醚复合物，乙酰丙酮镍，三氟甲磺酸镍，双(2,2,6,6,
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四甲基
‑
3,5
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庚二酮酸)镍，双(六氟乙酰丙酮)合镍，高氯酸镍，对甲苯磺酸镍，1,3
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双(二苯基膦丙烷)二氯化镍，四氟硼酸镍六水合物，双(三苯基膦)二溴化镍，二溴二(三丁基膦)镍中的任意一种。
[0013]其中，所述廉价金属单质选自锌、锰、镁金属还原剂中任意一种。
[0014]其中，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、1,3
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丙二醇、甘油、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、三氟乙醇、2
‑
甲基
‑2‑
丁醇、3
‑
甲氧基丁醇、仲丁醇、叔戊醇、4
‑
甲基
‑2‑
戊醇、异戊醇、2
‑
戊醇、3
‑
戊醇、环戊醇、正戊醇、聚乙二醇200
‑
10000、乙腈、苯腈、甲苯、丙酮、二氯甲烷、1,2
‑
二氯乙烷、二甲亚砜、N,N二甲基甲酰胺、N,N
‑
二乙基乙酰胺、N,N
‑
二甲基丙烯基脲，N
‑
甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、1,4
‑
二氧六环或四氢呋喃中的一种或者多种。
[0015]其中，所述烯烃、卤代物、镍、锰的摩尔比为：1:(3～6):(0.1～0.2):(3～4)。
[0016]其中，所述反应的温度为30
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60℃，时间为12
‑
24小时。
[0017]作为优选，所述反应温度为50℃，时间为24小时。
[0018]本专利技术的方法中镍催化剂具有来源广泛和价格低廉的特点，反应过程中通过金属镍与烯烃的配位作用控制反应的区域选择性，以大于20:1的非对映选择性得到目标产物。此外，目前关于三组分非活化烯烃双芳基化反应的研究主要是局限于烷基、芳基金属化合物和卤代物作为反应试剂的交叉偶联反应。但本专利技术打破了传统的局限性，实现了三分子亲电试剂的交叉还原偶联，解决了反应受限于末端烯烃的现状，突破性地将烯烃底物拓展至挑战性的内烯和多取代烯烃，实现多个碳手性中心的高效构建。同时本专利技术将为非活化烯烃三组分双碳官能团化反应打开新的突破口、丰富其反应类型、拓展底物的适用范围并且解决反应过程中选择性的控制等科学难题；为构建结构复杂的手性分子提供简洁、高效、新颖的方法，在天然产物、药物以及手性材料等的开发与合成方面具有非常重要的科学意义和应用价值。
[0019]本专利技术中采用全新的反应体系和策略利用烯烃与镍催化剂的配位来控制反应过程中的区域选择性和立体选择性，使反应能够在非常温和的条件下与卤代物偶联以较高的区域选择性和立体选择性得到目标产物，特别是对复杂的底物也能取得理想的催化效果。
[0020]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
[0021](1)本专利技术提供了一种廉价金属催本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镍催化非活化烯烃双碳官能团化反应的方法，其特征在于，包括如下步骤：在溶剂中，以卤代物为亲电试剂，镍作为催化剂，廉价金属单质作为还原剂，与非活化烯烃反应构建碳碳双键。反应通式表示如下：式中：R1、R2、R3表示烯键上取代的基团；R4表示羰基α位的取代基团；AQ为八氨基喹啉；R5X表示卤代烃。2.根据权利要求1所述的镍催化非活化烯烃双碳官能团化反应的方法，其特征在于，以R1、R2、R3表示烯键上的取代基，其烯烃上的取代基R1、R2、R3各自独立的任意选自氢、C1～C20的烷基、C1～C20卤取代烷基、C1～C20烷基羰基、硝基、羟基或者氰基。3.根据权利要求1所述的镍催化非活化烯烃双碳官能团化反应的方法，其特征在于，所述R4表示羰基α位上的取代基，其羰基α位上的取代基任意优选选自氢、C1～C20的烷基、C1～C20卤取代烷基、C1～C20烷基羰基、硝基、羟基或者氰基。4.根据权利要求1所述的镍催化非活化烯烃双碳官能团化反应的方法，其特征在于，所述X为氟、氯、溴或碘，所述R5表示卤代物上的取代基团，其卤代物上的取代基各自独立的任意选自芳基、取代芳基、氢、C1～C20的烷基、C1～C20卤取代烷基、C1～C20烷基羰基、硝基、羟基或者氰基。5.根据权利要求1所述的镍催化非活化烯烃双碳官能团化反应的方法，其特征在于，所述镍选自氯化镍，无水溴化镍，水合溴化镍，碘化镍，碳酸镍，双
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环辛二烯)镍，氯化镍乙二醇二甲基醚络合物，溴化镍乙二醇二甲基醚络合物，(2,2'
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联吡啶)二溴化镍，二溴(1,10
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菲咯啉)镍，氯代双三己基磷酸镍盐，双(三苯基膦)氯化镍，1,2
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双(二苯基膦)乙烷氯化镍，(1,1'
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双(二苯基膦)二茂铁)二氯化镍，溴化镍二乙二醇二甲醚复合物，乙酰丙酮镍，三氟甲磺酸镍，双(2,2,...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈良安，唐琼瑶，董战，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：