[发明专利]铁或钴催化的芳基、烯烃和炔烃与铜试剂的碳－碳偶联反应

说明书

技术领域

本发明涉及一种起始于芳基、杂环芳基、烯烃或炔烃的一种铜化合物与含有合适离去基团的芳基、杂环芳基、烯烃或炔烃化合物形成碳-碳键的方法。采用例如卤代的芳基化合物的这些化合物的交叉偶联在合适的溶剂中通过铁或钴催化剂来实施。

背景技术

过渡金属催化的交叉偶联是形成碳-碳键非常有效的反应，尤其是在通常的S_N2取代反应不可能发生的Csp²(碳sp²杂化轨道)中心之间^[1]。芳基-芳基交叉偶联是一种最重要的形成碳-碳键的方法。许多通过这种方式得到的芳香化合物和尤其是杂环芳香化合物引起了农业和制药业以及材料科学领域的极大兴趣。为此，最经常使用可靠的钯(0)催化剂^[1，2]，主要用在有适当的配体，例如空间位阻的膦类化合物存在时^[3]。也发现镍(0)配合物的实际应用，但看起来应用面相对较窄^[4]。由于钯价格贵，而镍有毒，因此需要一种价格低廉的无毒催化剂。铁和钴的盐类就是这种价格便宜且无毒的替代物。

在Kochi的研究工作之后^[5]，近年来，更多的研究集中在铁催化的交叉偶联在交叉偶联反应中的性能^[6]。尽管在许多烷基镁试剂和芳基卤代物或芳基磺酸盐间能实现非常有效的交叉偶联，但是由于芳基镁类化合物实质上的自身偶联反应，这种在两个芳基残基之间的催化交叉偶联仍然存在问题，至今还未发现针对这一问题的合成方案^[6，7]。然而，在这种情况下发生了芳基卤代物的脱卤反应。

为此，发明人将芳基镁类化合物进行金属转移得到相应的有机锌化合物，该化合物具有降低的形成不稳定的At配合物的倾向^[8]。然而，在各种反应条件下，观察不到采用芳基卤代物的芳基锌试剂的催化交叉偶联。

因此，本发明的目的是提供一种简单的方法，用于直接在亚芳基、烯烃和炔烃间高产率和低成本的形成碳-碳键。

根据本发明，这一目的通过权利要求1获得。优选的实施方式在从属权利要求中描述。

发明内容

发明人将注意力集中在其它种类的有机金属化合物上，发现1型有机铜化合物在极性溶剂或溶剂混合物中，存在催化量的Fe或Co时，与不同官能化的芳基卤代物(3)反应，生成4型(表1和2)多官能的联芳化合物。

                R¹-Ar¹-Ar²-R²    (4)

1型有机铜化合物可通过官能化的芳基镁卤代物(2)^[10]与CuCN·2LiCl^[11]反应而制备。这里和下文中，术语芳基意指芳基、杂芳基、烯烃或炔烃。这些化合物可以是单取代的或多取代的。本发明的基本的特征是在芳基、烯烃或炔烃存在下，其特有的芳基、烯烃或炔烃的特征为反应机制所利用。

本发明的第一个方面涉及一种制备通式4的化合物方法

                R¹-Ar¹-Ar²-R²    (4)

通过在溶剂中，通过通式(1)的化合物

                R¹-Ar¹-CuZMgY    (1)

或通式(5)的化合物

                R¹-Ar¹-CuZLi     (5)

与通式(3)的化合物，

                R²-Ar²-X         (3)

在有Co或Fe催化剂的作用下进行反应，其中

X  可为对亲核取代有用的离去基团；

Y  可为Cl、Br、I；

Z  可为CN、Cl、Br、I、SCN、NR¹R²、SR¹、PR¹R²、烷基、炔基；