[发明专利]三价碘类化合物在Balz-Schiemann反应中作为催化剂的应用

说明书

本发明公开了一种如式I和/或II所示的三价碘类化合物在Balz‑Schiemann反应中作为催化剂的应用。本发明使用三价碘类化合物作为Balz‑Schiemann反应中的催化剂，使得Balz‑Schiemann反应在使用热化学方法时，可以在室温或近室温条件下进行，反应条件温合、底物使用范围广、反应时间短、安全、操作简单，产物易分离、原料简单且毒性低等。

技术领域

本发明涉及一种三价碘类化合物在Balz-Schiemann反应中作为催化剂的应用。

背景技术

由于氟原子具有最大的电负性和较小的原子半径，在分子中引入氟原子或者含氟切块往往能够改变有机分子的理化性质。所以含氟类化合物在医药，农药和材料等领域内越来越受到重视((a)Kirsch,P.Modern Fluoroorganic Chemistry:Synthesis,Reactivity,Applications；Wiley-VCH:Weinheim,2004.(b)Organofluorine Compounds:chemistry and Applications；Hiyama,T.,Ed.；Springer:New York,2000.)。直接氟化法：即直接将氟原子引入分子，是实现上述目的的一种较好的途径而且应用比较广泛。

对于芳香族化合物，其氟化方法按照反应类型可以分为偶联反应和非偶联反应。(一)偶联反应按照金属试剂的种类可以分为：银参与的偶联反应((a)Dubbaka,S.R.；Narreddula,V.R.；Gadde,S.；Mathew,T.Tetrahedron 2014,70,9676.(b)Furuya,T.；Strom,A.E.；Ritter,T.J.Am.Chem.Soc.2009,131,1662.(c)Furuya,T.；Ritter,T.Org.Lett.2009,11,2860.(d)Tang,P.P.；Furuya,T.；Ritter,T.J.Am.Chem.Soc.2010,132,12150.)，钯参与的偶联反应((a)Wang,X.S.；Mei,T.S.；Yu,J.Q.J.Am.Chem.Soc.2009,131,7520；(b)Chan,K.S.L.；Wasa,M.；Wang,X.S.；Yu,J.Q.Angew.Chem.,Int.Ed.2011,50,9081.(c)Hull,K.L.；Anani,W.Q.；Sanford,M.S.J.Am.Chem.Soc.2006,128,7134.(d)Furuya,T.；Ritter,T.J.Am.Chem.Soc.2008,130,10060.(e)Mazzotti,A.R.；Campbell,M.G.；Tang,P.P.；Murphy,J.M.；Ritter,T.J.Am.Chem.Soc.2013,135,14012.(f)Watson,D.A.；Su,M.J.；Teverovskiy,G.；Zhang,Y.；-Fortanet,J.；Kinzel,T.；Buchwald,S.L.Science 2009,325,1661.(g)T.；Maimone,T.J.；Buchwald,S.L.Angew.Chem.,Int.Ed.2011,50,8900；(h)Lee,H.G.；Milner P.J.；Buchwald,S.L.Org.Lett.2013,15,5602；(i)Lee,H.G.；Milner,P.J.；Buchwald,S.L.J.Am.Chem.Soc.2014,136,3792.)以及铜参与的偶联反应((a)Casitas A.；Canta,M.；Solà,M.；Costas,M.；Ribas,X.J.Am.Chem.Soc.2011,133,19386.(b)Fier,P.S.；Hartwig,J.F.J.Am.Chem.Soc.2012,134,10795.(c)Fier,P.S.；Luo,J.；Hartwig,J.F.J.Am.Chem.Soc.2013,135,2552.(d)Ye,Y.；Sanford,M.S.J.Am.Chem.Soc.2013,135,4648.(e)Ye,Y.；Schimler,S.D.；Hanley,P.S.；Sanford,M.S.J.Am.Chem.Soc.2013,135,16292.(f)Ichiishi,N.；Canty,A.J.；Yates,B.F.；Sanford,M.S.Org.Lett.2013,15,5134.)。(二)非偶联反应按照底物类型可以分为：吡啶C-H键的氧化氟化(Fier,P.S.；Hartwig,J.F.Science 2013,342,956.)，格氏试剂的亲电氟化((a)Yamada,S.；Gavryushin,A.；Knochel,P.Angew.Chem.,Int.Ed.2010,49,2215；(b)Anbarasan,P.；Neumann H.；Beller M.Angew.Chem.,Int.Ed.2010,49,2219.)，苯酚的脱氧氟化((a)Hayashi,H.；Sonoda,H.；Fukumura,K.；Nagata,T.Chem.Commun.2002,1618.(b)Tang,P.；Wang,W.；Ritter,T.J.Am.Chem.Soc.2011,133,11482.(c)Fujimoto,T.；Ritter,T.Org.Lett.2015,17,544.(d)Schimler,S.D.；Cismesia,S.A.；Hanley,P.S.；Froese,R.D.J.；Jansma,M.J.；Bland,D.C.；Sanford,M.S.J.Am.Chem.Soc.2017,139,1452.)，缺电子芳烃的S_NAr反应((a)Gottlieb,H.B.J.Am.Chem.Soc.1936,58,532；(b)Beck,J.R.Tetrahedron,1978,34,2057.(c)Langlois,B.；Gilbert,L.；Forat,G.Fluorination of aromatic compounds by halogen exchange with fluoride anions(“halex”reaction).In Industrial Chemistry Library；Jean-Roger,D.,Serge,R.,Eds.；Elsevier:New York,1996；pp 244.(d)Champagne,P.A.；Desroches,J.；Hamel,J.-D.；Vandamme,M.；Paquin,J.-F.Chem.Rev.2015,115,9073.(e)Clark,J.H.；Wails,D.；Bastock,T.W.Aromatic Fluorination；CRC Press:BocaRaton,FL,1996.(f)Sun,H.；DiMango,S.G.J.Am.Chem.Soc.2005,127,2050.(g)Sun,H.；DiMango,S.G.Angew.Chem.Int.Ed.2006,45,2720.(h)Allen,L.J.；Muhuhi,J.M.；Bland,D.C.；Merzel,R.；Sanford,M.S.J.Org.Chem.2014,79,5827.(i)Ryan,S.J.；Schimler,S.D.；Bland,D.C.；Sanford,M.S.Org.Lett.2015,17,1866；(j)Schimler,S.D.；Ryan,S.J.；Bland,D.C.；Anderson,J.E.；Sanford,M.S.J.Org.Chem.2015,80,12137.)以及芳基重氮盐的Balz-Schiemann反应(Balz,G.；Schiemann,G.Ber.Dtsch.Chem.Ges.B.1927,60,1186.)。