CN109265304A - 一种氘代化合物的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氘代化合物的合成方法，将如式(I)所示的卤代化合物、如式(II)所示的硫化物、促进剂、碱及氘代溶剂混合反应得到如式(III)所示的还原氘代产物；所述反应的反应方程式如下；其中，R1、R2、R3、R4均选自烷基、芳香基、酰基、氢原子和氘原子中的至少一种；X选自碘，溴、氯中的至少一种。本发明利用常见重水和氘代醇类为氘源，通过一个简单的还原反应高效实现了化合物的氘代标记，与现有技术相比，不需要采用价格昂贵、有毒、易燃易爆的氘源试剂。

Description

一种氘代化合物的合成方法
技术领域
本发明属于同位素标记化学合成技术领域，更具体地，涉及一种氘代化合物的合成方法。
背景技术
氘(D)标记的化合物已经被广泛的应用于有机化学、金属有机化学、光谱学、药学等多个科学领域。具体地，在有机化学领域应用同位素标记法来研究反应的机理；在金属有机领域利用氘标记的化合物制备新型的金属材料；在光谱学方面氘标记的化合物可以作为内标物质；在药学方面可以用氘元素对药物进行修饰从而改变药物的在体代谢过程，继而获得具有更好疗效的药物。鉴于氘代化合物的广泛应用，氘代化合物的制备显得尤为重要。目前，氘代化合物主要是通过有机化合物脱氧、脱卤、氢氘交换以及不饱和键还原等方法制得，这些过程大都涉及到昂贵氘源(如氘气、氘代胺)、有毒氘源(如三丁基氘化锡)、易燃易爆氘源(如硼氘化钠、氘化铝锂)等；其中通过氢氘交换制备氘代化合物还需要苛刻的反应条件(高压、高温)或者成本较高、结构复杂的过渡金属催化剂(钯、铂、钌等)，这些方法的应用性和底物适用性都受到较大程度地限制。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种氘代化合物的合成方法，其中通过对其关键还原氘代反应的反应历程、所采用的各个原料的种类及配比、相应反应条件等进行研究和改进，与现有技术相比能够有效解决氘代化合物制备过程中反应条件严苛，所采用的氘源昂贵、有毒或易燃易爆的问题。本发明利用促进剂、硫化物及碱，在氘代溶剂环境下对有机卤代化合物进行还原氘代反应生成还原氘代产物，反应条件温和，操作简单，制备成本低，底物适用性好、产率及氘代率高；并且，通过采用相对廉价的氘代溶剂作为氘源，有效避免了氘代化合物制备过程中昂贵、有毒或易燃易爆氘源的使用，能进一步降低氘代化合物的制备成本。
为实现上述目的，按照本发明，提供了一种氘代化合物的合成方法，其特征在于：将如式(I)所示的卤代化合物、如式(II)所示的硫化物、促进剂、碱及氘代溶剂混合反应得到如式(III)所示的还原氘代产物；所述反应的反应方程式如下：
其中，R1、R2、R3、R4均选自烷基、芳香基、酰基、氢原子和氘原子中的至少一种；X选自碘，溴、氯中的至少一种。
作为本发明的进一步优选，所述反应具体的反应历程为：
即，如式(I)所示的卤代化合物在脱卤反应条件下产生如式(IV)所示的自由基，该自由基进一步获取如式(V)所示的氘代硫化物中的氘原子从而得到如式(III)所示的氘代化合物，其中如式(V)所示的氘代硫化物是由如式(II)所示的硫化物与所述氘代溶剂通过氘氢交换获得。
作为本发明的进一步优选，所述促进剂包括含铋化合物、含锑化合物、含铜化合物、含钛化合物、含锌化合物、含镉化合物、含铱化合物、以及含钌化合物中的至少一种，或者是含有上述化合物成分的物料；
优选的，所述含铋化合物包括三氧化二铋(Bi2O3)、氯氧化铋(BiOCl)、氯化铋(BiCl3)、以及碘化铋(BiI3)中的至少一种；
优选的，所述含锑化合物包括氧化锑(Sb2O3)；
优选的，所述含铜化合物包括氧化铜(CuO)、以及氯化铜(CuCl2)中的至少一种；
优选的，所述含钛化合物包括二氧化钛(TiO2)；
优选的，所述含锌化合物包括氧化锌(ZnO)、以及硫化锌(ZnS)中的至少一种；
优选的，所述含镉化合物包括硫化镉(CdS)；
优选的，所述含铱化合物包括三(2-苯基吡啶)合铱(fac-Ir(ppy)3)、以及三[2-(对甲苯基)吡啶]合铱(fac-Ir(mppy)3)中的至少一种。
作为本发明的进一步优选，所述如式(II)所示的硫化物包括烷基硫醇、硫酚、硫代羧酸、以及巯基杂环化合物中的至少一种。
作为本发明的进一步优选，所述氘代溶剂为含有活泼氘的氘代溶剂；优选的，所述氘代溶剂包括重水(D2O)、以及氘代醇中的至少一种。
作为本发明的进一步优选，所述碱为有机碱和无机碱中的至少一种；
优选的，所述有机碱包括三乙胺(Et3N)、三丁胺(Bu3N)、N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)、2,6-二甲基吡啶(2,6-Lutidne)、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)、四丁基醋酸铵(TBAOAc)、三苯基磷(Ph3P)、三乙基膦(Et3P)、三丁基膦(Bu3P)以及三乙基亚磷酸酯(P(OEt)3)中的至少一种；
优选的，所述无机碱包括碳酸钾(K2CO3)、碳酸钠(Na2CO3)、碳酸氢钾(KHCO3)以及碳酸氢钠(NaHCO3)中的至少一种。
作为本发明的进一步优选，所述反应的反应原料中还包括其他溶剂，所述其他溶剂包括极性溶剂和非极性溶剂中的至少一种；优选的，所述其他溶剂包括烷烃及卤代烷烃类溶剂、芳香类溶剂、酯类溶剂、腈类溶剂、醚类溶剂、酮类溶剂、酰胺类溶剂、以及亚砜类溶剂中的至少一种。
作为本发明的进一步优选，所述硫化物的物质的量为所述卤代化合物物质的量的两倍以上，所述碱的物质的量为所述卤代化合物物质的量的一倍以上。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1、本发明提供的氘代化合物的合成方法，条件温和、操作简单、底物适用性好、效率高。
2、本发明使用的氘代溶剂来自氘代重水和氘代醇类，成本低、易获得。
3、本发明所用促进剂大多为常见、易获得促进剂。
4、本发明提供的氘代化合物的合成方法，可以高效的实现底物的多氘代化，为多氘代化合物的制备提供了新的思路和方法。
5、本发明中的还原氘代反应可在无光照条件下进行，可见光照射或波长小于可见光波长范围的光的照射可以加速反应的进行。
6、本发明提供的还原氘代方法反应温度适用范围较广，在室温和更高温度下反应更快，为未来工业化应用提供了更灵活的选择。
综上，本发明利用常见重水和氘代醇类为氘源，通过一个简单的还原反应高效实现了化合物的氘代标记，与现有技术相比，不需要采用价格昂贵、有毒、易燃易爆的氘源试剂。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
概括来说，本发明提供的氘代化合物的合成方法，具体包括以下步骤：
(1)将式(I)所示卤代化合物、式(II)所示硫化物、促进剂、碱及氘代溶剂混合，所述硫化物(式(II))的物质的量为所述卤代化合物(式(I))的两倍以上(即，硫化物与卤代化合物两者的物质的量之比大于等于2：1)，所述碱的物质的量为所述卤代化合物(式(I))的一倍以上(即，碱与卤代化合物两者的物质的量之比大于等于1：1)，获得反应原料混合体系。
上述方法的反应历程如下所示，其中，式(I)所示卤代化合物在脱卤反应条件下产生式(IV)所示自由基(脱卤反应条件可以对应氧化还原过程的脱卤反应，也可以对应自由基过程的脱卤反应，条件多种多样，只要能产生如下述反应历程中式IV所示自由基的反应即可)，该自由基进一步获取式(V)所示氘代硫化物的氘原子从而得到式(III)所示氘代化合物，其中式(V)所示氘代硫化物由式(II)所示硫化物与氘代溶剂通过氘氢交换获得。
上述促进剂包括含铋化合物，如三氧化二铋(Bi2O3)、氯氧化铋(BiOCl)，氯化铋(BiCl3)、碘化铋(BiI3)；含锑化合物，如氧化锑(Sb2O3)；含铜化合物，如氧化铜(CuO)、氯化铜(CuCl2)；含钛化合物，如二氧化钛(TiO2)；含锌化合物，如氧化锌(ZnO)、硫化锌(ZnS)；含镉化合物，如硫化镉(CdS)；含铱化合物，如三(2-苯基吡啶)合铱(fac-Ir(ppy)3)、三[2-(对甲苯基)吡啶]合铱(fac-Ir(mppy)3)；含钌化合物以及含有上述化合物成分的各种物料等。
上述硫化物(R4S-H)包括烷基硫醇、硫酚、硫代羧酸、巯基杂环化合物；硫化物既可以是预先获取的，也可以是在反应体系中生成的。
上述氘代溶剂为各种含有活泼氘的氘代溶剂(活泼氘的定义与活泼氢的定义相当，即与氧、卤素等原子相连接的氘原子，能够进行快速氢氘交换)，如重水(D2O)，氘代醇(如CH3OD、CD3OD)等。
上述碱为各种有机碱和无机碱；有机碱包括三乙胺(Et3N)、三丁胺(Bu3N)、N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)、2,6-二甲基吡啶(2,6-Lutidne)、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)、四丁基醋酸铵(TBAOAc)、三苯基磷(Ph3P)、三乙基膦(Et3P)、三丁基膦(Bu3P)以及三乙基亚磷酸酯(P(OEt)3)等；无机碱包括碳酸钾(K2CO3)、碳酸钠(Na2CO3)、碳酸氢钾(KHCO3)以及碳酸氢钠(NaHCO3)等。
上述反应可在氘代溶剂中或者氘代溶剂和其它各类溶剂的混合溶剂中进行，所述其它溶剂包括极性溶剂和非极性溶剂，如烷烃和卤代烷烃(如二氯甲烷)、芳香类溶剂(如甲苯)、腈类溶剂(如乙腈)、醚类溶剂(如乙醚、四氢呋喃)、酯类溶剂(如乙酸乙酯)、酮类溶剂(如丙酮)、酰胺类溶剂(如N,N-二甲基甲酰胺)、亚砜类溶剂(如二甲基亚砜)或上述有机溶剂间的混合溶剂。
上述反应在光照下可以加速进行，所述光为可见光或更短波长的光，如白色、红色、橙色、黄色、绿色、蓝色等LED灯光，荧光灯光，白炽灯光及日光。
上述反应在室温、无光条件下也能有效进行，通过加热可使上述反应加速进行。
(2)将步骤(1)制得的原料混合体系，在相应条件下反应至起始原料消耗完，终止反应。经过后处理，柱层析分离纯化后得到目标产物。
反应通式为：
其中R1、R2、R3、R4选自烷基，芳香基，酰基，氢原子和氘原子中的至少一种，R1、R2、R3、R4可以相同也可以不同；X选自碘，溴、氯中的至少一种。
实施例1：化合物1a的合成
a)、将碘代化合物1(30mg)、三氧化二铋(0.4mg，1mol％)、对甲基苯硫酚(p-toluenethiol，55.2mg，5equiv)称量于10mL反应瓶中，后依次加入乙腈(1.5ml)、重水(1.5ml)和2,6-二甲基吡啶(51.3μL，5equiv)，在1W蓝色LED灯光照射下反应，待碘代化合物1消耗完后终止反应(16h)。乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩得粗产物，柱层析分离纯化得到化合物1a(18.1mg)，产率为96％，氘代率为97％。
b)、将碘代化合物1(20mg)、Pepto Bismol(含C7H5BiO4)(4.3mg，5mol％)、对甲基苯硫酚(36.8mg，5equiv)称量于10mL反应瓶中，后依次加入乙腈(1.0ml)、重水(1.0ml)和2,6-二甲基吡啶(34.2μL，5equiv)，在1W蓝色LED灯光照射下反应，待碘代化合物1消耗完后终止反应(16h)。乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩得粗产物，柱层析分离纯化得到化合物1a(11.8mg)，产率为94％，氘代率为95％。
c)、将碘代化合物1(30mg)、三氧化二铋(0.4mg，1mol％)、对甲基苯硫酚(55.2mg，5equiv)称量于10mL反应瓶中，后依次加入氘代甲醇-d(CH3OD，1.5ml)和2,6-二甲基吡啶(51.3μL，5equiv)，在1W蓝色LED灯光照射下反应，待碘代化合物1消耗完后终止反应。乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩得粗产物，柱层析分离纯化得到化合物1a(17.7mg)，产率为94％，氘代率为95％。
化合物1a为白色固体。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ7.71(d,2H,J＝8.0Hz),7.35(d,2H,J＝8.0Hz),3.73(d,4H,J＝7.6Hz),2.44(s,3H),2.05-1.98(m,1H).
13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ144.1,131.7,129.9,129.9,128.6,128.6,50.9,50.9,21.8,15.1(low-intensity multiplet).
HRMS calcd for C10H12NNaO2S[M+Na]+:235.0627,found 235.0641.
实施例2：化合物2a的合成
a)、将碘代化合物2(30mg)、三氧化二铋(0.4mg，1mol％)、对甲基苯硫酚(53.8mg，5equiv)称量于10mL反应瓶中，后依次加入乙腈(1.5ml)、重水(1.5ml)和N,N-二异丙基乙胺(75.5μL，5equiv)，在1W蓝色LED灯光照射下反应，待碘代化合物2消耗完后终止反应(9h)。乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩得粗产物，柱层析分离纯化得到化合物2a(18.0mg)，产率为94％，氘代率为97％。
b)、将碘代化合物2(30mg)、三氧化二铋(0.4mg，1mol％)、对甲基苯硫酚(53.8mg，5equiv)称量于10mL反应瓶中，后依次加入乙腈(1.5ml)、重水(1.5ml)和2,6-二甲基吡啶(50.0μL，5equiv)，在1W蓝色LED灯光照射下反应，待碘代化合物2消耗完后终止反应(3h)。乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩得粗产物，柱层析分离纯化得到化合物2a(18.4mg)，产率为96％，氘代率为97％。
c)、将碘代化合物2(30mg)、fac-Ir(ppy)3(0.6mg，1mol％)、对甲基苯硫酚(53.8mg，5equiv)称量于10mL反应瓶中，后依次加入乙腈(1.5ml)、重水(1.5ml)和N,N-二异丙基乙胺(75.5μL，5equiv)，在1W蓝色LED灯光照射下反应，待碘代化合物2消耗完后终止反应(9h)。乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩得粗产物，柱层析分离纯化得到化合物2a(9.8mg)，产率为51％，氘代率为95％。
d)、将碘代化合物2(30mg)、fac-Ir(mppy)3(0.6mg，1mol％)、对甲基苯硫酚(53.8mg，5equiv)称量于10mL反应瓶中，后依次加入乙腈(1.5ml)、重水(1.5ml)和N,N-二异丙基乙胺(75.5μL，5equiv)，在1W蓝色LED灯光照射下反应，待碘代化合物2消耗完后终止反应(9h)。乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩得粗产物，柱层析分离纯化得到化合物2a(11.2mg)，产率为59％，氘代率为95％。
化合物2a无色油状物质。
[α]D 25＝+87.9°(c＝0.2in CHCl3).
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ7.30-7.14(m,5H),4.67(d,1H,J＝12.0Hz),4.53(d,1H,J＝4.0Hz),4.46(d,1H,J＝12.0Hz),4.38(t,1H,J＝4.8Hz),3.98-3.80(m,3H),3.73(dd,1H,J＝8.8Hz,6.4Hz),3.58(dd,1H,J＝8.4Hz,8.0Hz),2.01-1.86(m,1H).
13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ138.2,128.6,128.6,128.1,128.1,128.0,83.5,81.3,79.6,72.6,70.8,69.6,34.9(low-intensity multiplet).
HRMS calcd for C13H15DNaO3[M+Na]+:244.1060found:244.1050.
实施例3：化合物3a的合成
将碘代化合物3(30mg)、三氧化二铋(0.4mg，1mol％)、对甲基苯硫酚(55.2mg，5equiv)称量于10mL反应瓶中，后依次加入乙腈(1.5ml)、重水(1.5ml)和2,6-二甲基吡啶(51.3μL，5equiv)，在1W蓝色LED灯光照射下反应，待碘代化合物3消耗完后终止反应。乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩得粗产物，柱层析分离纯化得到化合物3a(18.1mg)，为白色固体，产率为96％，氘代率为98％。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ7.70(d,2H,J＝8.2Hz),7.40(d,2H,J＝8.2Hz),3.73(s,4H),2.44(s,3H).
13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ144.1,131.8,129.9,129.9,128.6,128.6,50.8,50.8,21.8,14.9(low-intensity multiplet).
HRMS calcd for C10H11D2NNaO2S[M+Na]+:236.0690,found 236.0687.实施例4：化合物4a的合成
将碘代化合物4(30mg)、三氧化二铋(0.3mg，1mol％)、对甲基苯硫酚(38.9mg，5equiv)称量于10mL反应瓶中，后依次加入乙腈(1.1ml)、重水(1.1ml)和2,6-二甲基吡啶(36.3μL，5equiv)，在1W蓝色LED灯光照射下反应，待碘代化合物4消耗完后终止反应。乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩得粗产物，柱层析分离纯化得到化合物4a(21.0mg)，为浅黄色油状物，产率为95％，氘代率为98％。
[α]D 25＝-39.9°(c＝0.2in CHCl3).
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ7.75(dd,2H,J＝7.6Hz,3.6Hz),7.62-7.52(m,2H),7.38(dt,2H,J＝7.6Hz,2.8Hz),7.29(dt,2H,J＝7.6Hz,3.2Hz),4.47-4.14(m,4H),3.73-3.60(m,4H),3.51-3.48(m,1H),2.25-2.17(m,1H),2.01(dd,1H,J＝13.2Hz,3.6Hz).
HRMS calcd for C21H19D2NNaO4[M+Na]+:376.1494,found 376.1516.
实施例5：化合物5a的合成
将碘代化合物5(30mg)、三氧化二铋(0.4mg，1mol％)、对甲基苯硫酚(59.5mg，5equiv)称量于10mL反应瓶中，后依次加入乙腈(1.6ml)、重水(1.6ml)和2,6-二甲基吡啶(55.3μL，5equiv)，在1W蓝色LED灯光照射下反应，待碘代化合物5消耗完后终止反应。乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩得粗产物，柱层析分离纯化得到化合物5a(16.2mg)，为无色油状物，产率为90％，氘代率为98％。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ3.32(t,4H,J＝5.6Hz),1.49-1.41(m,13H).
13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ155.2,79.3,28.7,28.7,28.7,28.7,28.7,25.7,25.7.
HRMS calcd for C10H17D2NNaO2[M+Na]+:210.1439,found 210.1444.
实施例6：化合物6a的合成
将碘代化合物6(50mg)、三氧化二铋(0.4mg，1mol％)、对甲基苯硫酚(47.8mg，5equiv)称量于10mL反应瓶中，后依次加入二氯甲烷(1.3ml)、乙腈(1.3ml)、重水(1.3ml)和N,N-二异丙基乙胺(67.1μL，5equiv)，在1W蓝色LED灯光照射下反应，待碘代化合物6消耗完后终止反应(1.5h)。乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩得粗产物，柱层析分离纯化得到化合物6a(36.8mg)，为白色固体，产率为91％，氘代率为96％。
[α]D 25＝-35.3°(c＝0.2in CHCl3).
1H-NMR(400MHz,Acetone-d6):δ7.41-7.25(m,20H,-Ar-H),4.92(d,1H,J＝11.2Hz),4.87(d,1H,J＝12.0Hz,-PhCH),4.73(d,1H,J＝12.0Hz,-PhCH),4.66-4.57(m,6H),3.82(dd,1H,J＝10.8Hz,2.0Hz),3.79-3.72(m,2H),3.52-3.44(m,2H).
13C-NMR(100MHz,Acetone-d6):δ140.0,140.0,139.8,139.1,129.1,129.1,129.1,129.1,129.1,129.1,129.1,129.0,129.0,128.6,128.6,128.6,128.5,128.5,128.4,128.4,128.3,128.2,128.2,128.1,99.6,80.1,79.2,76.0,75.3,73.7,71.6,70.8,70.4.
HRMS calcd for C34H34D2NaO5[M+Na]+:549.2586,found 549.2567.
实施例7：化合物7a的合成
将碘代化合物7(30mg)、三氧化二铋(0.4mg，1mol％)、对甲基苯硫酚(50mg，5equiv)称量于10mL反应瓶中，后依次加入乙腈(1.3ml)、重水(1.3ml)和2,6-二甲基吡啶(46.4μL，5equiv)，在1W蓝色LED灯光照射下反应，待碘代化合物7消耗完后终止反应。乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩得粗产物，柱层析分离纯化得到化合物7a(17.7mg)，为糖稀状物质，产率为89％，氘代率大于83％。
[α]D 25＝-52.3°(c＝0.2in CHCl3).
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ5.49(d,1H,J＝5.2Hz,H-1),4.56(dd,1H,J＝8.0Hz,2.4Hz,H-3),4.26(dd,1H,J＝5.2Hz,2.4Hz,H-2),4.05(dd,1H,J＝8.0Hz,2.0Hz,H-4),3.87(br s,1H,H-5),1.49,1.43,1.32,1.30(4s,12H,4×-CH3).13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ109.1,108.4,96.7,73.7,71.1,70.6,63.5,26.2,26.2,25.1,24.6.
HRMS(ESI)calcd for C12H17D3NaO5[M+Na]+:270.1391,found270.1380.
实施例8：化合物8a的合成
将碘代化合物8(30mg)、三氧化二铋(0.4mg，1mol％)、对甲基苯硫酚(50mg，5equiv)称量于10mL反应瓶中，后依次加入乙腈(1.3ml)、重水(1.3ml)和2,6-二甲基吡啶(46.4μL，5equiv)，在1W蓝色LED灯光照射下反应，待碘代化合物8消耗完后终止反应。乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩得粗产物，柱层析分离纯化得到化合物8a(17.9mg)，为糖稀状物质，产率为90％，氘代率大于80％。
[α]D 25＝+50.2°(c＝0.2in CHCl3).
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ5.48(d,1H,J＝5.2Hz,H-1),4.55(dd,1H,J＝7.6Hz,2.0Hz,H-3),4.26(dd,1H,J＝4.8Hz,2.0Hz,H-2),4.04(dd,1H,J＝7.6Hz,1.6Hz,H-4),3.86(br s,1H,H-5),1.49,1.43,1.32,1.29(4s,12H,4×-CH3).13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ109.1,108.4,96.7,73.7,71.1,70.5,63.5,26.2,26.2,25.1,24.6.
HRMS(ESI)calcd for C12H17D3NaO5[M+Na]+:270.1391,found 270.1386.实施例9～19：化合物9a～19a的合成
其他氘代化合物的合成步骤按照实施例3中3a的合成步骤进行。
反应通式如下：
各实施例中的反应产物(即，化合物9a～19a的分子式)、产率、反应时间及氘代率如下表所示：
[a]CH3OD，p-toluenethiol(5equiv)，2，6-lutidine(5equiv)；
[b]D2O∶CH3CN＝1∶1，p-toluenethiol(5equiv)，2，6-lutidine(5equiv)；
[c]CH3OD∶Toluene＝1∶1，p-toluenethiol(5equiv)，2，6-lutidine(5equiv)；
[d]CD3OD，p-toluenethiol(5equiv)，DIPEA(5equiv).
实施例9～19中产物9a～19a的性质如下：
产物9a.无色糖稀状物质。[α]D 25＝-47.6°(c＝0.2in CHCl3).
1H-NMR(400MHz，CDCl3)：δ6.41(dd，1H，J＝6.0Hz，1.2Hz，H-1)，5.31(m，1H，H-3)，5.01(dd，1H，J＝8.0Hz，6.0Hz，H-4)，4.76(dd，1H，J＝6.0Hz，2.8Hz，H-2)，4.08(dd，1H，J＝14.4Hz，6.4Hz，H-5)，2.07，2.02(2s，6H，2×-COCH3)，1.28(m，2H).
13C-NMR(100MHz，CDCl3)：δ170.9，170.1，146.2，99.0，72.7，72.0，68.5，21.3，21.1，16.5(low-intensity multiplet).
HRMS calcd for C10H13DNaO5[M+Na]+：238.0802，found 238.0794.
产物10a.白色固体。[α]D 25＝+1.1°(c＝0.2in CHCl3).
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ7.69(d,2H,J＝8.0Hz),7.27(d,2H,J＝8.0Hz),3.55-3.40(m,2H),3.18-3.11(m,1H),2.40(s,3H),1.90-1.75(m,2H),1.65-1.45(m,5H),1.40-1.15(m,3H).
13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ143.2,135.6,129.8,129.8,127.5,127.5,59.7,47.4,37.5(low-intensity multiplet),30.1,27.8,26.4,23.3,21.7,21.5.
HRMS calcd for C15H21NNaO2S[M+Na]+:303.1253,found 303.1281.
产物11a.无色油状物质。[α]D 25＝-52.2°(c＝0.2in CHCl3).
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ7.75(dd,2H,J＝7.6Hz,3.6Hz),7.62-7.52(m,2H),7.38(dt,2H,J＝7.2Hz,2.8Hz),7.29(dt,2H,J＝7.2Hz,2.8Hz),4.47-4.14(m,4H),3.73-3.58(m,4H),3.53-3.48(m,1H),2.27-2.17(m,1H),2.04-1.83(m,2H).
HRMS calcd for C21H20DNNaO4[M+Na]+:375.1431,found 375.1436.
产物12a.无色油状物质。
1H-NMR(400MHz,C6D6):δ3.95-3.87(m,1H),3.36(s,3H),2.75(d,1H,J＝5.6Hz),2.00-1.83(m,2H),1.61-1.46(m,2H),1.39(m,0.5H),0.70-0.63(m,1H),0.62-0.57(m,0.5H).
13C-NMR(100MHz,C6D6):δ175.0,171.6,75.9,51.7,42.4,40.9,36.8,27.0(low-intensity multiplet),20.9.
HRMS calcd for C9H12NaO4[M+Na]+:208.0696,found 208.0691.
产物13a.无色油状物质。
1H-NMR(400MHz,C6D6):δ7.30(d,2H,J＝7.2Hz),7.15-7.02(m,3H),5.22(s,2H),4.39(s,1H),4.12(s,1H),1.90-1.71(m,1H),1.70-1.48(m,3H),1.40-1.00(m,5H).
13C-NMR(100MHz,C6D6):δ153.7,138.1,128.7,128.7,128.4,128.4,128.3,66.6,54.3,54.3,31.3,30.4,28.5,27.6,16.6(low-intensity multiplet).
HRMS calcd for C15H18DNNaO2[M+Na]+:269.1376,found:269.1373.
产物14a.无色油状物质。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ3.34-3.31(m,4H),1.54-1.44(m,5H),1.42(s,9H).
13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ155.1,79.2,79.2,44.8,28.6,28.6,28.6,25.8,25.8,24.3(low-intensity multiplet).
HRMS calcd for C10H18DNNaO2[M+Na]+:209.1376,found 209.1369.
产物15a.白色固体。[α]D 25＝-56.2°(c＝0.2in CHCl3).
1H-NMR(400MHz,CD3OD):δ7.40-7.15(m,5H,-Ar-H),5.11-5.00(m,1H),4.93(t,1H,J＝9.6Hz),4.84-4.71(m,2H),4.61(d,1H,J＝11.6Hz),4.31(dd,1H,J＝12.0Hz,8.4Hz,H-6a),4.13(dd,1H,J＝12.0Hz,2.4Hz,H-6b),3.72(m,1H,H-5),2.29(m,0.5H),2.08,2.01,2.00(3s,9H),1.67(m,0.5H).
13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ171.0,170.5,170.0,137.0,128.7,128.3,128.3,128.2,98.2,72.2,70.8,70.8,69.3,69.3,62.7,21.1,21.0,20.9.
HRMS calcd for C19H23DNaO8[M+Na]+:404.1432,found 404.1444.
产物16a.白色固体。[α]D 25＝+84.3°(c＝0.2in CHCl3).
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ5.70(s,1H,H-4),2.45-2.20(m,4H),2.02-1.97(m,1H),1.87-1.81(m,1H),1.78-1.31(m,9H),1.24-1.15(m,4H),1.14-1.06(m,1H),1.02-0.97(m,1H),0.96-0.82(m,2H),0.72(s,3H,-CH3).
13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ199.7,171.7,123.9,54.2,54.1,40.7,39.9(low-intensity multiplet),38.8,38.6,36.1,35.9,34.1,33.1,32.5,25.6,21.2,20.5,17.5,17.5.
HRMS calcd for C19H28DO[M+H]+:274.2281,found 274.2271.
产物17a.无色油状物质。[α]D 25＝+79.2°(c＝0.2in CHCl3).
1H-NMR(400MHz,C6D6):δ7.10(d,1H,J＝8.4Hz),6.49(dd,1H,J＝8.4Hz,2.8Hz),6.35(d,1H,J＝2.8Hz),3.91(s,1H),2.76-2.61(m,2H),2.17-2.06(m,2H),1.80-1.73(m,2H),1.68-1.54(m,3H),1.51-1.39(m,2H),1.29-1.10(m,4H),0.95-0.88(m,1H),0.67(s,3H).
13C-NMR(100MHz,C6D6):δ154.2,138.2,132.9,126.8,115.6,113.1,53.7,44.4,41.2,40.5(low-intensity multiplet),39.6,39.1,30.1,28.5,27.2,25.5,20.9,17.7.
HRMS calcd for C18H24DO[M+H]+:258.1968,found 258.1970.
产物18a.无色油状物质。[α]D 25＝-130.2°(c＝0.2in CHCl3).
1H-NMR(400MHz,C6D6):δ5.31(m,1H),4.59(dd,1H,J＝14.4Hz,7.6Hz),3.58(d,2H,J＝8.0Hz),2.25(m,1H),2.10-1.85(m,4H),1.85-1.62(m,7H),1.62-1.58(m,1H),1.58-1.24(m,9H),1.22(d,J＝7.2Hz,3H),1.09(m,1H),0.99(m,5H),0.85(s,3H,-CH3),0.65(d,3H,J＝6.4Hz).
13C-NMR(100MHz,C6D6):δ143.3,119.4,109.2,81.2,67.0,63.1,57.0,50.9,42.2,40.5,40.2,40.2,37.9,33.3,32.4,32.3,32.0,31.8,30.8,29.4,28.1(low-intensitymultiplet),22.9,21.0,19.6,17.4,16.5,15.2.
HRMS calcd for C27H42DO2[M+H]+:400.3326,found 400.3318.
产物19a.无色糖稀状物质。[α]D 25＝+73.1°(c＝0.2in CHCl3).
1H-NMR(400MHz,CDCl3)δ7.37-7.26(m,15H,-Ar-H),5.28-5.22(m,1H,H-3'),4.99-4.92(m,4H),4.78(d,1H,J＝12.4Hz,-PhCH),4.76(d,1H,J＝1.2Hz,H-1'),4.65(d,1H,J＝12.4Hz,-PhCH),4.59(d,1H,J＝11.6Hz,-PhCH),4.57(d,1H,J＝3.6Hz,H-1),4.11(dd,1H,J＝4.4Hz,12.4Hz),3.98(t,1H,J＝9.2Hz,H-3),3.91-3.83(m,2H),3.79-3.73(m,2H),3.56-3.55(m,1H),3.54-3.46(m,2H),3.36(s,3H,-OMe),2.23(d,0.5H,J＝5.2Hz,H-2'eq),2.00,1.98,1.98(3s,9H,3-COCH3),1.74(dd,0.5H,J＝3.6Hz,11.6Hz,H-2'ax).
13C-NMR(100MHz,CDCl3)δ170.9,170.3,170.0,138.8,138.5,138.3,128.7,128.7,128.6,128.6,128.6,128.6,128.3,128.3,128.2,128.2,128.1,127.9,127.8,127.6,127.6,98.2,97.4,82.4,80.3,77.9,76.0,75.1,73.6,69.9,69.4,69.2,68.0,66.3,62.3,55.4,21.2,20.9,20.9.
HRMS(ESI)calcd for C40H47DNaO13[M+Na]+:760.3050,found 760.3045.
上述实施例中，仅以碘代化合物为例对氘代化合物的合成进行了介绍，依据反应原理，氯代、溴代化合物同样可以制备得到氘代化合物。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种氘代化合物的合成方法，其特征在于：将如式(I)所示的卤代化合物、如式(II)所示的硫化物、促进剂、碱及氘代溶剂混合反应得到如式(III)所示的还原氘代产物；所述反应的反应方程式如下：
其中，R1、R2、R3、R4均选自烷基、芳香基、酰基、氢原子和氘原子中的至少一种；X选自碘，溴、氯中的至少一种。
2.如权利要求1所述氘代化合物的合成方法，其特征在于，所述反应具体的反应历程为：
即，如式(I)所示的卤代化合物在脱卤反应条件下产生如式(IV)所示的自由基，该自由基进一步获取如式(V)所示的氘代硫化物中的氘原子从而得到如式(III)所示的氘代化合物，其中如式(V)所示的氘代硫化物是由如式(II)所示的硫化物与所述氘代溶剂通过氘氢交换获得。
3.如权利要求1所述氘代化合物的合成方法，其特征在于，所述促进剂包括含铋化合物、含锑化合物、含铜化合物、含钛化合物、含锌化合物、含镉化合物、含铱化合物、以及含钌化合物中的至少一种，或者是含有上述化合物成分的物料；
优选的，所述含铋化合物包括三氧化二铋(Bi2O3)、氯氧化铋(BiOCl)、氯化铋(BiCl3)、以及碘化铋(BiI3)中的至少一种；
优选的，所述含锑化合物包括氧化锑(Sb2O3)；
优选的，所述含铜化合物包括氧化铜(CuO)、以及氯化铜(CuCl2)中的至少一种；
优选的，所述含钛化合物包括二氧化钛(TiO2)；
优选的，所述含锌化合物包括氧化锌(ZnO)、以及硫化锌(ZnS)中的至少一种；
优选的，所述含镉化合物包括硫化镉(CdS)；
优选的，所述含铱化合物包括三(2-苯基吡啶)合铱(fac-Ir(ppy)3)、以及三[2-(对甲苯基)吡啶]合铱(fac-Ir(mppy)3)中的至少一种。
4.如权利要求1所述氘代化合物的合成方法，其特征在于，所述如式(II)所示的硫化物包括烷基硫醇、硫酚、硫代羧酸、以及巯基杂环化合物中的至少一种。
5.如权利要求1所述氘代化合物的合成方法，其特征在于，所述氘代溶剂为含有活泼氘的氘代溶剂；优选的，所述氘代溶剂包括重水(D2O)、以及氘代醇中的至少一种。
6.如权利要求1所述氘代化合物的合成方法，其特征在于，所述碱为有机碱和无机碱中的至少一种；
优选的，所述有机碱包括三乙胺(Et3N)、三丁胺(Bu3N)、N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)、2,6-二甲基吡啶(2,6-Lutidne)、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)、四丁基醋酸铵(TBAOAc)、三苯基磷(Ph3P)、三乙基膦(Et3P)、三丁基膦(Bu3P)以及三乙基亚磷酸酯(P(OEt)3)中的至少一种；
优选的，所述无机碱包括碳酸钾(K2CO3)、碳酸钠(Na2CO3)、碳酸氢钾(KHCO3)以及碳酸氢钠(NaHCO3)中的至少一种。
7.如权利要求1所述氘代化合物的合成方法，其特征在于，所述反应的反应原料中还包括其他溶剂，所述其他溶剂包括极性溶剂和非极性溶剂中的至少一种；优选的，所述其他溶剂包括烷烃及卤代烷烃类溶剂、芳香类溶剂、酯类溶剂、腈类溶剂、醚类溶剂、酮类溶剂、酰胺类溶剂、以及亚砜类溶剂中的至少一种。
8.如权利要求1所述氘代化合物的合成方法，其特征在于，所述硫化物的物质的量为所述卤代化合物物质的量的两倍以上，所述碱的物质的量为所述卤代化合物物质的量的一倍以上。
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