[发明专利]一种联/杂芳烃类化合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种联/杂芳烃类化合物及其制备方法，所述联/杂芳烃类化合物结构式如式3所示；所述制备方法为：以式1所示的芳基四氟硼酸重氮盐化合物及式2所示的杂芳烃化合物为原料，在研磨助剂作用下，通过机械研磨的方式进行自由基型C‑H芳基化反应，获得如式3所示的联/杂芳烃类化合物；本发明首次采用机械研磨的方式直接诱导芳基四氟硼酸重氮盐C‑N键裂解，进行自由基C‑H芳基化反应，快速、高效地制备联/杂芳烃类化合物，具有无溶剂、操作简便、体系清洁廉价、反应快速高效等显著优势。

技术领域

本发明属于有机化学合成领域，尤其涉及一种联/杂芳烃类化合物及其制备方法，是一种通过机械力直接诱导自由基反应生成的无溶剂机械研磨合成方法。

背景技术

联/杂芳烃类化合物在生物医药，精细化工等领域具有多种重要用途，并且广泛存在于天然产物以及药物活性分子中。例如，天然产物和厚朴酚，海罂粟碱等；临床上被广泛用于抗肿瘤（依鲁替尼和伊马替尼），解热镇痛（芬布芬），降血压（氯沙坦），降尿酸（非布索坦）等领域。因此，一种简单、通用且可持续的策略来获得联/杂芳烃类化合物始终在化学合成领域保持着极高的需求。

联/杂芳烃类化合物的制备通常有三种方法，包括过渡金属催化交叉偶联，过渡金属催化C−H键活化和基于自由基反应的C−H杂芳基化反应。前两种方法可实现较高的化学反应性和选择性，但往往需要贵金属催化剂，氧化剂和预官能团化的底物。此外，有机溶剂的大量使用和严苛反应条件较大地限制了这两类反应的可持续发展。近几年，随着自由基化学的发展，廉价易得的芳基四氟硼酸重氮盐参与的C−H杂芳基化反应逐渐成为构建联/杂芳烃类化合物的重要手段，根据芳基自由基的引发方式主要可以分为如下两类：

(a) 与光催化剂、外源性还原剂之间发生单电子转移引发自由基，比如文献：(1)J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 2958–2961. (2) J. Org. Chem., 2014, 79, 10682–10688. (3) Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 10625–10629. (4) Science 2019,366, 1500–1504.

(b) 与弱亲核试剂、碱试剂作用生成复合物引发自由基，比如文献：(1) Org.Biomol. Chem., 2018, 16, 4942–4953. (2) Chem.–Asian J., 2018, 13, 325–333.

这些方法均不可避免的使用外源性还原剂（如光催化剂、压电材料）或者弱亲核试剂、碱试剂等作为自由基引发剂。因此，一种更好的以芳基四氟硼酸重氮盐为自由基前体的联/杂芳烃类化合物合成策略需具备以下特点：1）反应体系简单、易得；2）反应温和高效；3）最大程度减少有机溶剂的使用。

近年来，机械研磨技术已经成为促进有机合成反应的一个重要途径，与一般的溶液反应相比，机械研磨反应通常采用无溶剂研磨的方式进行，避免了反应过程中环境不友好的有机溶剂的过度使用，能够显著提高反应速率，缩短反应时间。此外，机械研磨手段在诱导聚合物化学键断裂、协同化学催化剂促进自由基反应方面具有广阔的前景，然而，目前尚未有直接利用机械力激发小分子化合物化学键裂解，参与自由基反应的报道。

因此，利用机械力直接诱导芳基四氟硼酸重氮盐裂解形成活性杂芳基自由基是对传统合成联/杂芳烃类化合物的重大突破，能够有效革除有机溶剂及光催化剂、外源性还原试剂、弱亲核试剂或碱试剂的使用，具有经济性高，反应条件温和，效率高等优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种无溶剂、操作简便、体系廉价、环境友好、反应高效的联/杂芳烃类化合物及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：