CN102180794B - 一种硝基苯类化合物的合成方法 - Google Patents
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明提供了一种硝基苯类化合物的合成方法。该方法包括如下步骤：在亚铜催化剂和氨水的存在下，芳基硼酸化合物和MNO2进行取代反应即得所述苯砜类化合物，M表示选自Li、Na、K、Rb或Cs的碱金属。所述硝基苯类化合物的结构通式如式(I)所示；所述芳基硼酸化合物的结构通式如式(II)所示。本发明的方法具有从易得的芳基硼酸化合物出发，以最便宜的水作为溶剂，采用廉价的氧化亚铜作为催化剂，反应条件温和，环境污染小，生成产物化合物产率高，具有对芳环上的多种官能团有高的容忍性，分离纯化方便等明显优势，同时将产物萃取后，反应体系在加入定量的碱盐后能循环催化反应的进行，能广泛应用于工业界和学术界的药物、聚合物、天然产物等领域的合成中。
Description
技术领域
本发明涉及一种硝基苯类化合物的合成方法，属于芳香化合物合成领域。
背景技术
硝基苯类化合物不仅是重要的化工原料和中间体，也是分析化学里重要的分析剂。硝基苯是工业上制备苯胺和苯胺衍生物(如扑热息痛)的重要原料，同时也被广泛用于橡胶、杀虫剂、染料、香料、炸药以及药物的生产。硝基苯也被用于涂料溶剂、皮革上光剂、地板抛光剂；除此之外，它可以用来测定分子量、矿物的折射指数及鉴定硫化物和硝酸盐。在有机微量分析中，常常作为测定含液体类硝基类化合物的标准品。还可以作为气相色谱仪的固定液，用来分离分析烃类及有机和无机金属化合物。
目前合成硝基苯的主要方法包括：芳香化合物的直接硝基化，卤代芳烃的硝基取代，芳胺的氧化和芳基硼酸的硝基取代等。对于结构比较简单的硝基苯，基本上使用芳香化合物的直接硝化法，其研究历时已久，已经得到了充分的发展。
工业制备硝基苯是一个典型的亲电芳香取代反应，即使用浓硝酸和浓硫酸的混合物对苯进行硝化反应。其中主反应按照式(a)进行，但是存在诸多副反应，例式(b)，给纯化产物带来很大的障碍；除此之外，该反应的高温、高压、强酸等苛刻条件给工业生产带来很大的不便。最大的缺陷是该反应对官能团的兼容性差，约束了硝基苯化合物的推广和扩大规模生产。
因此目前仍需要一种反应原料简单易得、反应条件温和且对环境友好、产率高、对取代基团容忍度高的取代芳基类化合物的通用合成方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种硝基苯类化合物的合成方法。
本发明提供的硝基苯类化合物的合成方法，包括如下步骤：在亚铜催化剂和氨水的存在下，芳基硼酸化合物和MNO2进行取代反应即得所述苯砜类化合物，M表示选自Li、Na、K、Rb或Cs的碱金属。
在本发明中，“硝基苯类化合物”具有本领域技术人员所通常理解的含义，即含有与硝基直接连接的芳环结构的化合物。
在本发明中，“芳基硼酸化合物”具有本领域技术人员所通常理解的含义，即含有与硼酸上的硼原子直接连接的芳环结构的化合物，例如苯硼酸、邻溴苯硼酸等或其被取代后的各种衍生物。
本发明的合成方法是一种通用方法，适合于合成各种硝基苯类化合物和其衍生物，对芳环上的多种官能团具有高的容忍度，因此事实上对硝基苯类化合物和其衍生物中的取代基的个数和种类并无特别限制。相应地，对芳基硼酸化合物中的取代基的个数和种类也并无特别限制。
在一个具体的实施方式中，本发明提供了一种制备如下式(I)的硝基苯类化合物的方法：
其中，R表示连接在苯环上的1、2、3、4或5个取代基，所述R各自独立地表示选自H、C1-C20烷基(优选C1-C10烷基，更优选C1-C6烷基)、C2-C20烯基(优选C2-C10烯基，更优选C2-C6烯基)、C2-C20炔基(优选C2-C10炔基，更优选C2-C6炔基)、C6-C20芳基(优选C6-C10芳基)、卤原子、-OH、-NO2、-NH2、-NHR’、-C(＝O)OR’、-NHC(＝O)R’、-OR’或-C(＝O)R’的取代基，其中R’为H、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、苯基或苄基；或者R一起与苯环形成稠合环系；
合成式(I)所示的硝基苯类化合物的方法包括如下步骤：在亚铜催化剂和氨水的存在下，式(II)所示的芳基硼酸化合物和MNO2进行取代反应即得式(I)所示硝基苯类化合物，M表示选自Li、Na、K、Rb或Cs的碱金属；
式(II)中的取代基R的定义同式(I)。
本领域技术人员理解：上面提到的取代基R的定义是广义的，其本身可以是未被取代的或者是被选自诸如C1-C10烷基(优选C1-C6烷基)、C2-C10烯基(优选C2-C6烯基)、C2-C10炔基(优选C2-C6炔基)、C6-C10芳基、卤原子、-OH、-NO2、-NH2、-NHR’、-C(＝O)OR’、-NHC(＝O)R’、-OR’或-C(＝O)R’的至少一个取代基取代(R’的定义同上)；本说明书在有机基团前用碳原子数加以限定时表示：该基团的碳原子数可以是在其上限、下限范围内的任意整数。例如“C1-C20”表示碳原子数可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20；“C2-C20”表示碳原子数可以为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20；“C6-C20”表示碳原子数可以为6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20。其它C1-C10、C1-C6、C2-C6等具有类似的含义。
上面提到的取代基R的个数可以为1、2、3、4、5个，优选为1、2或3个，更优选为1个或2个。
在含有2个以上(含2个)取代基的情况下，两个取代基可以连接在一起成环从而与苯环稠合。
显然，上面列举的取代基R并非是限制性的，本发明也涵盖了其它未明确示出的取代基R的情况。
适用于本发明的亚铜催化剂包括各种亚铜盐、亚铜氧化物、亚铜碱、亚铜有机金属化合物，优选亚铜盐或氧化亚铜，例如碘化亚铜、溴化亚铜或者氯化亚铜，最优选氧化亚铜。
本领域技术人员理解，MNO2中的金属M也可以用Be、Mg、Ca、Sr、Ba等碱土金属代替。
氨水(NH3-H2O)在本发明的方法中作为配体(L)，辅助亚铜催化剂发挥催化作用，从而有效提高产率。
本发明的方法的反应温度可以由技术人员按照实际需要自行确定，但一般为10-30℃之间，优选约15-25℃之间，更优选约18-22℃之间。
本发明的方法的压强并不关键，通常在常压下即可。
本发明的方法的反应时间可以根据反应物性质由技术人员按照需要自行确定，通常数小时至数天，例如约3小时-48小时。
本发明的合成方法，所述亚铜催化剂、氨水、芳基硼酸化合物和MNO2的摩尔比可为0.1∶1.8∶1∶7。
显然，本发明的方法还可以包括必要的前处理、后处理等额外步骤。
各种物料的添加顺序以及具体反应步骤可以由本领域技术人员按照实际需要进行调整。例如，在实验室中小规模进行反应时，可以按如下步骤进行：
(1)在装有磁搅拌子的Schlenk(施兰克)试管中加入亚铜催化剂(氧化亚铜、碘化亚铜、溴化亚铜或者氯化亚铜)、配体氨水、式(II)的芳基硼酸化合物、MNO2，常温，在空气存在的条件下反应适当的时间，几个小时或几天，如(3-48h)；
(2)反应完成以后，按常规方法进行后处理和提纯。例如，先将反应混合物使用乙酸乙酯溶液萃取，然后将萃取液根据不同的产物进行碱洗，酸洗或进行层析柱分离，就可以得到纯净的产物。
本发明的方法不仅适用于实验室小规模制备，也适合于化工厂的工业化大规模生产。在工业化大规模生产时的具体反应参数可以由本领域技术人员通过常规实验来确定。
由此可见，本发明的方法从易得的芳基硼酸化合物出发，以最便宜的水作为溶剂，采用廉价的亚铜化合物作为催化剂，在温和的反应条件下，以高产率生成硝基苯类化合物。与常规的硝基苯类化合物的合成方法相比，本发明的方法具有反应原料易得、以水作为溶剂对环境污染最小、对芳环上的多种官能团具有高的容忍性、产率高、产物分离纯化简单方便等明显优势
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
还应注意到前面提到的本发明方法的各个优选的技术特征以及下面具体描述的实施例中的各个具体技术特征可以组合在一起，所有这些技术特征的各种组合、由本发明具体公开的数值作为上下限的所有数值范围等等都落在本发明的范围内。
以下具体实施例中所用的原料，CuI和CuBr购自Alfa Aesar公司，Cu2O购自上海勤工无机盐有限公司，其它化学试剂购买于北京偶合科技有限公司。除了特别指明之外，均购自Sigma-Aldrich Inc.，必要时采用本领域公知的手段进行纯化后使用。
1H NMR和13C NMR均采用日本电子ECA600仪器进行测定。测试温度为室温，内标为TMS，溶剂为氘代氯仿时，选取参考：1H NMR:TMS为0.00ppm，CHCl3为7.24ppm；13C NMR:CDCl3为77.0ppm；溶剂为氘代DMSO时：1H NMR:TMS at 0.00ppm，DMSO at 2.50ppm；13C NMR:DMSO at 40.0ppm。ESI-MS采用BrukerESQYIRE-LC质谱仪进行测定。
以下实验除特别声明外，均在空气中进行。
实施例1、硝基苯的制备
在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH3-H2O0.152mL(1.8mmol)，苯硼酸0.122g(1mmol)，亚硝酸钠0.48g(7mmol)和2mL的水。在10℃下，开放体系，反应36小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到硝基苯74mg，产率为60％。
产物硝基苯：1H NMR(CDCl3，600MHz)δ8.16(d，2H，J＝7.6)，7.68(t，1H，J＝7.6Hz)，7.52(t，2H，J＝7.6Hz).13C NMR(CDCl3，150MHz)147.7，134.3，128.9，122.9.EI-MS[M]+ m/z 123.0.
实施例2、对甲基硝基苯
在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH3-H2O0.152mL(1.8mmol)，对甲基苯硼酸0.136g(1mmol)，亚硝酸钠0.48g(7mmol)和2mL的水。在30℃下，开放体系，反应36小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到对甲基硝基苯89mg，产率为65％。
产物对甲基硝基苯：1H NMR(CDCl3，600MHz)δ8.11(d，2H，J＝8.9Hz)，7.32(d，2H，J＝8.3Hz)，2.47(s，3H).13C NMR(CDCl3，150MHz)：δ146.1，145.9，129.8，123.5，21.6.EI-MS[M]+m/z 137.0.
实施例3、对氟硝基苯的制备
在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH3-H2O0.152mL(1.8mmol)，对氟苯硼酸0.141g(1mmol)，亚硝酸钠0.48g(7mmol)和2mL的水。在15℃下，开放体系，反应36小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到对氟硝基苯73mg，产率为52％。
产物对氟硝基苯：1H NMR(CDCl3，600MHz)δ8.28(m，2H)，7.22(m，2H).13CNMR(CDCl3，150MHz)δ167.1，165.4，144.4，126.3，126.2，116.5，116.3.EI-MS[M]+m/z141.0.
实施例4、对甲醇基硝基苯的制备
在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH3-H2O0.152mL(1.8mmol)，对甲醇基苯硼酸0.152g(1mmol)，亚硝酸钠0.48g(7mmol)和2mL的水。在25℃下，开放体系，反应36小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到对甲醇基硝基苯107mg，产率为70％。
产物对甲醇基硝基苯：1H NMR(CDCl3，600MHz)δ8.21(d，2H，J＝8.3Hz)，7.53(d，2H，J＝8.3Hz)，4.84(d，2H，J＝4.8Hz)，2.20(t，1H，J＝4.8Hz).13C NMR(CDCl3，150MHz)δ148.2，147.2，127.0，123.7，63.9.EI-MS[M]+ m/z 153.0.
实施例5、对硝基苯甲醛的制备
在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH3-H2O0.152mL(1.8mmol)，对醛基苯硼酸0.150g(1mmol)，亚硝酸钠0.48g(7mmol)和2mL的水。在18℃下，开放体系，反应48小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到对硝基苯甲醛76mg，产率为50％。
产物对硝基苯甲醛：1H NMR(CDCl3，600MHz)δ10.17(s，1H)，8.40(d，2H，J＝8.3Hz)，8.08(d，2H，J＝8.3Hz).13C NMR(CDCl3，150MHz)δ190.3，151.1，140.0，130.5，124.3.EI-MS[M]+m/z 151.0.
实施例6、对硝基苯甲酸的制备
在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH3-H2O0.152mL(1.8mmol)，对羧基苯硼酸0.166g(1mmol)，亚硝酸钠0.48g(7mmol)和2mL的水。在22℃下，开放体系，反应48小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到对硝基苯甲酸90mg，产率为54％。
产物对硝基苯甲酸：1H NMR(CDCl3，600MHz)δ13.7(s，1H)，8.33(d，2H，J＝8.2Hz)，8.18(d，2H，J＝8.2Hz).13C NMR(CDCl3，150MHz)δ166.3，150.6，136.9，131.2，124.3.ESI-MS[M-H]-m/z 166.1.
实施例7、3-甲氧基硝基苯的制备
在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH3-H2O0.152mL，3-甲氧基苯硼酸0.152g(1mmol)，亚硝酸钠0.48g(7mmol)和2mL的水。在室温下，开放体系，反应36小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到3-甲氧基硝基苯83mg，产率为54％。
产物3-甲氧基硝基苯：1H NMR(CDCl3，600MHz)δ7.83(dd，1H，J＝2.1，8.3Hz)，7.74(dd，1H，J＝2.1，2.8Hz)，7.43(t，1H，J＝8.3Hz)，7.23(dd，1H，J＝2.8，8.3Hz).13CNMR(CDCl3，150MHz)δ160.1，149.2，129.9，121.3，115.8，108.1，55.8.EI-MS[M]+m/z153.0
实施例8、3-氯硝基苯的制备
在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH3-H2O0.152mL(1.8mmol)，3-氯苯硼酸0.157g(1mmol)，亚硝酸钠0.48g(7mmol)和2mL的水。在室温下，开放体系，反应36小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到3-氯硝基苯94mg，产率为60％。
产物3-氯硝基苯：1H NMR(CDCl3，600MHz)δ8.24(s，1H)，8.14(d，1H，J＝8.3Hz)，7.69(d，1H，J＝8.3Hz)，7.51(t，1H，J＝8.3Hz).13C NMR(CDCl3，150MHz)δ148.8，135.4，134.7，130.3，123.8，121.6.EI-MS[M]+ m/z 157.0.
实施例8、3-硝基苯甲醇的制备
在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH3-H2O0.152mL(1.8mmol)，3-甲醇基苯硼酸0.152g(1mmol)，亚硝酸钠0.48g(7mmol)和2mL的水。在室温下，开放体系，反应36小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到3-硝基苯甲醇77mg，产率为50％。
产物3-硝基苯甲醇：1H NMR(CDCl3，300MHz)δ8.25(s，1H)，8.15(d，1H，J＝8.3Hz)，7.70(d，1H，J＝8.3Hz)，7.54(t，1H，J＝8.3Hz)，4.83(s，2H).13C NMR(CDCl3，75MHz)δ148.3，142.8，132.6，129.4，122.5，121.5，64.0.EI-MS[M]+ m/z 153.0.
实施例10、3-硝基苯胺的制备
在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH3-H2O0.152mL(1.8mmol)，3-胺基苯硼酸0.152g(1mmol)，亚硝酸钠0.48g(7mmol)和2mL的水。在室温下，开放体系，反应36小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到3-硝基苯胺88mg，产率为64％。
产物3-硝基苯胺：1H NMR(CDCl3，600MHz)δ7.57(d，1H，J＝8.2Hz)，7.49(s，1H)，7.27(t，1H，J＝8.2Hz)，6.95(d，2H，J＝8.2Hz).13C NMR(CDCl3，150MHz)δ149.3，147.4，129.9，120.6，113.1，109.0.EI-MS[M]+m/z 138.1.
实施例11、2-溴硝基苯的制备
在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH3-H2O0.152mL(1.8mmol)，2-溴苯硼酸0.20g(1mmol)，亚硝酸钠0.48g(7mmol)和2mL的水。在室温下，开放体系，反应36小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩洗涤分离，得到2-溴硝基苯88mg，产率为64％。
产物2-溴硝基苯：1H NMR(CDCl3，600MHz)δ7.84(d，1H，J＝7.6Hz)，7.75(d，1H，J＝8.3Hz)，7.46(m，2H).13C NMR(CDCl3，150MHz)δ149.9，135.0，133.2，128.2，125.5，114.4.EI-MS[M]+m/z 201.0，203.0.
为了更清楚起见，将上面实施例1-11制备的硝基苯类化合物的结果简要总结在下式(III)中。
下面的实施例使用其它的亚铜催化剂进行。
实施例1-1、硝基苯的制备
按实施例1所述步骤进行，将氧化亚铜改为碘化亚铜，反应24小时后，硝基苯的产率为36％。
实施例1-2、硝基苯的制备
按实施例1所述步骤进行，将氧化亚铜改为溴化亚铜，反应24小时后，硝基苯的产率为30％。
实施例1-3、硝基苯的制备
按实施例1所述步骤进行，将氧化亚铜改为氯化亚铜，反应24小时后，硝基苯的产率为30％。
下面的实施例使用其它的亚硝酸盐。
实施例1-4、硝基苯的制备(使用其它的亚硝酸盐)
按实施例1所述步骤进行，将亚硝酸钠改为亚硝酸钾，反应24小时后，硝基苯的产率为60％。
下面的实施例改变氨水的用量。
实施例1-5、硝基苯的制备按实施例1所述步骤进行，将氨水的量改为0.1mL，反应24小时后，硝基苯的产率为48％。
实施例1-6、硝基苯的制备
按实施例1所述步骤进行，将氨水的量改为0.2mL，反应24小时后，硝基苯的产率为33％。
实施例1-7、硝基苯的制备
按实施例1所述步骤进行，将氨水的量改为0.3mL，反应24小时后，硝基苯的产率为29％，低于本发明的方法。
下面的实施例用于检验本发明的催化体系在循环反应中的效能(即催化剂的反复使用的效能)。
实施例1-8、硝基苯的制备
按实施例1所述步骤进行，用乙酸乙酯萃取后，母液中继续加入苯硼酸0.122g，0.07g亚硝酸钠和99mg碳酸钾，反应24小时后产率为55％。
实施例1-9、硝基苯的制备
按实施例1-8所述步骤进行，用乙酸乙酯萃取后，母液中继续加入苯硼酸0.122g，0.07g亚硝酸钠和99mg碳酸钾，反应24小时后产率为54％。
实施例1-10、硝基苯的制备
按实施例1-9所述步骤进行，用乙酸乙酯萃取后，母液中继续加入苯硼酸0.122g，0.07g亚硝酸钠和99mg碳酸钾，反应24小时后产率为54％。
对比例1、硝基苯的制备
按实施例1所述步骤进行，将亚硝酸钠改为硝酸钠，反应24小时后，硝基苯的产率为0。
从以上实施例可知：本发明的方法从易得的芳基硼酸化合物出发，以最便宜的水作为溶剂，采用廉价的亚铜化合物作为催化剂，在温和的反应条件下，以高产率生成了酚类化合物，并且对芳环上的各种类型的官能团都具有高的容忍性，是一种新型的通用合成方法。
上面描述了本发明的优选实施方式。在阅读本发明说明书的基础上，对这些优选实施方式中进行改动、变化和替换对于本领域普通技术人员来说将是明显的。本发明可以用本文具体描述的方式之外的方式被实现。因此，本发明涵盖了所有此类等效的实施方式。例如，本领域普通技术人员可以预期本发明的方法同样会适用于磺基、硝基、氨基、叠氮基取代的芳杂环化合物(如4-羟基吡啶)。
Claims (8)
1.一种硝基苯类化合物的合成方法，包括如下步骤：在亚铜催化剂和氨水的存在下，芳基硼酸化合物和MNO2进行取代反应即得所述硝基苯化合物，M表示选自Li、Na、K、Rb或Cs的碱金属；所述取代反应的溶剂为水。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述硝基苯类化合物的结构通式如式（I）所示：
其中，R表示连接在苯环上的1、2、3、4或5个取代基，所述R各自独立地表示选自H、C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C6-C20芳基、卤原子、-OH、-NO2、-NH2、-NHR’、-C(=O)OR’、-NHC(=O)R’、-OR’或-C(=O)R’的取代基，其中R’为H、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、苯基或苄基；或者R一起与苯环形成稠合环系；
且其中所述芳基硼酸化合物的结构通式如式（II）所示：
式（II）中的取代基R的定义同式（I）。
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：所述取代基R选自C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、C6-C10芳基、卤原子、-OH、-NO2、-NH2、-NHR’、-C(=O)OR’、-NHC(=O)R’、-OR’或-C(=O)R’的取代基，其中R’为H、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、苯基或苄基。
4.根据权利要求2或3所述的合成方法，其特征在于：所述取代基R表示F、Cl、Br、I、-OH、-NO2、-COOH、-CHO、-OR’’或-NHC(=O)R’’，其中R’’为H、C1-C6烷基或苯基。
5.根据权利要求2或3所述的合成方法，其特征在于：所述取代基R的个数为2、3、4或5个，并且其中两个取代基连接在一起成环从而与苯环稠合。
6.根据权利要求1-3中任一所述的合成方法，其特征在于：所述取代反应的温度为10℃-30℃；所述取代反应的时间为3小时-48小时。
7.根据权利要求1-3中任一所述的合成方法，其特征在于：所述亚铜催化剂为氧化亚铜、碘化亚铜、溴化亚铜和氯化亚铜中至少一种。
8.根据权利要求1-3中任一所述的合成方法，其特征在于：所述亚铜催化剂、氨水、芳基硼酸化合物和MNO2的摩尔比为0.1：1.8：1：7。
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