CN110054541B - 一种氘代芳香族化合物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氘代芳香族化合物的制备方法，具体涉及一种“一锅法”制备复杂氘代芳香族化合物方法，通过将氘负离子参与的钯催化碳卤键还原反应，以及溴代物参与钯催化的偶联反应相结合，以卤代芳烃和溴代烷烃为起始原料，氘代甲酸钠为氘代试剂，N,N‑二甲基甲酰胺为溶剂，金属钯络合物为催化剂，有机膦为配体，在惰性气体保护下，30‑100摄氏度下充分反应，合成目标化合物。该方法相比于传统氘代方法具有以下优势：条件温和，以简单易得的原料出发，一步直接获得复杂的氘代化合物，避免了传统的多步合成方法；在反应过程中避免使用昂贵的氘代试剂做溶剂，降低了生产成本；目标产物氘代芳香族化合物的氘代率均达到98%以上。

Description

一种氘代芳香族化合物的制备方法
技术领域
本发明涉及化学合成技术领域，尤其涉及一种氘代芳香族化合物的制备方法。
背景技术
氘是氢同位素的一种，由一个中子及一个质子组成。由于质量效应的影响，碳氘键比碳氢键具有更短的键长，更高的键能。因此，氘代化合物被广泛应用于医药，环境分析检测及开发新材料等领域。在医药领域，通过将药物分子特定代谢部位的一个或多个碳氢键(C-H)用碳氘键(C-D)替代，可以延长药物代谢循环、减少有毒代谢物的产生，从而降低给药剂量、提高安全性以及获得更佳的疗效。2017年，全球首例氘代药物AUSTEDO获得美国食品药品管理局(FDA)的批准上市，同时还有多个氘代药物处于临床Ⅲ期硏究，这标志着FDA承认了氘在药物设计中有别于普通氢元素的作用。在新材料开发领域，以“deuterium andOLED”为关键词在Scifinder上搜索文献，可以查到90篇相关专利，这说明氘代材料在有机发光领域具有重要应用。通过向光电材料中引入氘原子，可以调节光电材料的结晶形态，从而改变光电材料的光电性质。更重要的是，通过引入氘原子，可以提高光电材料自身的稳定性，从而得到更稳定的光电器件。综上所述，氘代化合物有别于非氘代化合物的特殊性质决定了其特殊的应用价值，目前，对具有特殊结构的氘代化合物的需求越来越高，开发新的方法合成氘代化合物势在必行。
目前，主要有两种方法向芳香族化合物中引入氘原子。第一种是氢氘交换法：这种方法的优点是直接将原料中的氢交换成氘原子，其原料简单，合成路线短。是一种符合原子经济性的绿色化学方法。但通过这种方法所得到的氘代产物一般氘代率较低，并且在原料中需要有定位基团的存在，所以大大限制了底物的适用范围(Angew.Chem.Int.Ed.2018,57,3022-3047)。第二种方法是脱卤素氘代法，这种方法的优点是产物氘代率高并且氘代位置选择性好，适用于定点引入氘原子。但这种方法需要在反应前引入卤素原子作为预离去基团，从而难以应用于复杂氘代化合物的制备中(Org.Chem.Front.2015,2,1071)。因此，开发一种新颖的具有以上两种方法优点的氘代方法是十分必要的。申请人创造性的将钯催化的碳卤键还原反应和溴代烷烃的偶联反应相结合，通过一步反应由简单的卤代芳烃直接合成复杂的多取代氘代芳烃类化合物。该方法相比于传统氘代方法具有明显优势：①条件温和，以简单易得的原料出发，一步直接获得复杂的氘代化合物，底物适用范围广。②在反应过程中避免使用昂贵的氘代试剂做溶剂，降低了生产成本。③目标产物氘代芳香族化合物的氘代率均达到98％以上。本方法所制备的氘代芳香化合物在有机光电材料、医药农药等领域具有广泛的应用前景，具有很强的实用价值。
发明内容
本发明所解决的技术问题是：通过“一锅法”以卤代芳香族化合物和溴代烷烃为起始原料，在惰性气体保护下，通过将氘负离子参与的钯催化碳卤键还原反应，以及溴代物参与钯催化的偶联反应相结合，为官能化的氘代芳香族化合物提供一种高效的合成方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种氘代芳香族化合物的制备方法，该方法以卤代芳烃和溴代烷烃为原料，钯络合物为催化剂，有机膦为配体，氘代甲酸钠为氘代试剂，N，N-二甲基甲酰胺为溶剂，反应温度30-100摄氏度，惰性气体保护下，充分反应，合成目标氘代芳香族化合物，其中，目标化合物的合成反应方程式为：
Figure GDA0003526956500000031
X＝Br，I，OTf，OMs
R＝Me，F，Cl，OMe，CF3，H，COOEt，NMe2，etc
R′＝H，Me，F，Cl，OMe，CF3，COOEt，NMe2，COONMe2，etc.
R″＝CH3，CH2CH3，CH2C6H5，CH2COOMe.etc.
优选地，本方案中，所述卤代芳烃与氘代甲酸钠投料摩尔比为1∶1-1∶5，所述反应以钯与有机膦配体的配合物为催化剂，催化剂用量为卤代芳烃2％-5％。
优选地，本方案中，所述钯催化剂为醋酸钯、双(二亚苄基丙酮)钯、氯化钯、四(三苯基膦)钯、四(三苯基膦)钯、二(三叔丁基膦)钯、二(三氟甲磺酸)钯和钯/炭。
优选地，本方案中，所述有机膦配体为三苯基膦、三环己基膦、三(4-甲基苯基)膦、三(4-甲氧基苯基)膦、三(2-甲基苯基)膦、三(邻甲基苯)膦、三(呋喃基)膦、2-双环己基膦-2'、6'-二甲氧基-1、1'-二联苯。
优选地，本方案中，所述氘源为氘水、氘代甲酸钠、氘代硼氢化钠、氘代甲醇和氘代二苯甲醇，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、醋酸钠、醋酸钾、醋酸钙、醋酸镁、碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、碳酸镁、磷酸钠、磷酸钾和磷酸钙。
优选地，本方案中，所述降冰片烯为降冰片烯、二环庚二烯和5-降冰片烯-2-甲腈，所述溶剂为N、N二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲苯、四氢呋喃、二氧六环。
优选地，本方案中，所述卤代芳烃在反应中作为离去基团的X为Br、I、OTf和OMs。
本发明所述的一种制备氘代芳香族化合物的方法在含有氘代芳环的药物制备和生产方面的应用。
本发明所述的一种氘代芳香族化合物的制备方法在含有氘代芳环的光电功能材料制备方面的应用。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的优点如下：①条件温和，以简单易得的原料出发，一步直接获得复杂的氘代化合物，避免了传统的多步合成方法；②在反应过程中避免使用昂贵的氘代试剂做溶剂，降低了生产成本，适合大规模生产；③目标产物氘代芳香族化合物的氘代率均达到98％以上。
附图说明
图1为本发明提出的一种氘代芳香族化合物的制备方法的实施例1的HNMR结构示意图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明
本发明所述方法涉及氘负离子参与的钯催化碳卤键还原反应，以卤代芳烃和溴代烷烃为起始原料，氘代甲酸钠为氘代试剂，N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，金属钯为催化剂，有机膦为配体，在氮气保护下，30-100摄氏度下反应10-36小时，合成目标化合物。
所述钯催化剂为醋酸钯，双(二亚苄基丙酮)钯，氯化钯，四(三苯基膦)钯，四(三苯基膦)钯，二(三叔丁基膦)钯，二(三氟甲磺酸)钯，钯/炭，用量为卤代芳烃摩尔量的2％-5％。
所述有机膦配体为三苯基膦，三环己基膦，三(4-甲基苯基)膦，三(4-甲氧基苯基)膦，三(2-甲基苯基)膦，三(邻甲基苯)膦，三(呋喃基)膦，2-双环己基膦-2'，6'-二甲氧基-1，1'-二联苯，用量与钯催化剂等摩尔量。
所述氘代甲酸钠的用量是卤代芳烃摩尔量的2倍当量。
上述氘代芳香族化合物的通用合成反应式为：
Figure GDA0003526956500000061
X＝Br，I，OTf，OMs
R＝Me，F，Cl，OMe，CF3，H，COOEt，NMe2，etc
R′＝H，Me，F，Cl，OMe，CF3，COOEt，NMe2，COONMe2，etc.
R″＝CH3，CH2CH3，CH2C6H5，CH2COOMe.etc.
其中，离去基团X为卤素或类卤素，包括Br，I，OTf，OMs等。在反应过程中仅使用2当量的氘代甲酸钠作为氘代试剂，非氘代的N，N-二甲基甲酰胺做为溶剂，所得氘代芳香族化合物氘代纯度极高，氘代率均保持在98％以上。在反应过程中避免了使用昂贵的氘代溶剂，降低了生产成本，适合大规模生产。
具体的氘代芳香族化合物产物结构如下：
Figure GDA0003526956500000071
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1：2-氘代-4-己基甲苯的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),2-碘甲苯(436mg,2mmol),溴己烷(1.32g,8mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-4-己基甲苯，收率58％。氘代率>98％。1HNMR:δ7.21(t,J＝6.0Hz,1H),7.03(d,J＝9.0Hz,2H),2.61(t,J＝6.0Hz,2H),2.98(s,3H),1.67～1.63(m,2H),1.43～1.28(s,6H),0.94(t,J＝9.0Hz,3H).13C NMR:δ142.80,137.58,128.11,126.29,125.40,35.90,31.77,31.52,29.09,22.62,21.30,14.06.
实施例2：2-氘代-4-(2-乙基-1,3-二氧戊环)甲苯的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),2-碘甲苯(436mg,2mmol),2-(2-溴乙基)-1,3-二恶烷(1.448g,8mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-4-(2-乙基-1,3-二氧戊环)甲苯，收率74％。氘代率>98％。1H NMR:δ7.18(t,J＝7.5Hz,1H),7.01(dd,J＝7.4,3.0Hz,2H),4.91(t,J＝4.7Hz,1H),3.94(m,4H),2.73(dd,J＝9.5,6.9Hz,2H),2.33(s,3H),1.99(m,2H).13C NMR:δ141.88,138.24,128.68,127.01,125.78,104.34,77.00,65.35,35.95,30.43,21.70.
实施例3：2-氘代-3-甲基苯丁酸乙酯的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),2-碘甲苯(436mg,2mmol),溴丁酸乙酯(1.56g,8mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-3-甲基苯丁酸乙酯，收率65％。氘代率>98％。1H NMR:δ7.17(t,J＝7.5Hz,1H),6.99(t,J＝7.7Hz,2H),4.13(q,J＝7.1Hz,2H),2.61(t,J＝7.6Hz,2H),2.32(m,5H),1.96(dd,J＝15.0,7.6Hz,3H),1.26(s,4H).13C NMR:δ173.75,141.55,138.05,130.11,128.48,126.92,125.71,77.00,60.44,35.26,33.98,26.78,21.52,14.47.
实施例4：2-氘代-3-己基-5-硝基甲苯的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),2-碘-5-硝基甲苯(526mg,2mmol),溴己烷(1.32g,8mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-3-己基-5-硝基甲苯，收率75％。氘代率>98％。1H NMR:δ7.84(s,2H),2.65(t,J＝7.5Hz,2H),2.42(s,3H),1.53～1.69(m,2H),1.22～1.36(m,6H),0.89(t,J＝6.8Hz,3H).13C NMR:δ148.6,144.6,139.5,135.1,121.4,120.6,35.7,31.8,31.2,29.0,22.7,21.3,14.2.
实施例5：2-氘代-3-葵基-5-硝基甲苯的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),2-碘-5-硝基甲苯(526mg,2mmol),溴己烷(1.32g,8mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-3-葵基-5-硝基甲苯，收率71％。氘代率>98％。1H NMR:δ7.84(s,1H),2.66(t,J＝4.5,2H),2.42(s,3H),1.68～1.59(m,2H),1.36～1.20(m,14H),0.88(t,J＝4.2Hz,3H).13C NMR:δ148.26,144.47,139.65,121.51,120.68,35.70,32.09,31.32,29.78,29.72,29.60,29.50,29.37,22.87,21.34,14.28.
实施例6：2-氘代-3-丁腈基-5-硝基甲苯的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),2-碘-5-硝基甲苯(526mg,2mmol),溴丁腈(1.184g,8mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-3-葵基-5-硝基甲苯，收率81％。氘代率>98％。1H NMR:δ7.87(d,J＝13.5Hz,2H),2.85(t,J＝7.2Hz,2H),2.44(s,3H),2.37(t,J＝7.2Hz,2H),2.07～1.97(m,2H).13C NMR:δ148.65,141.26,139.95,129.87,122.06,120.23,118.82,33.79,26.40,20.99,16.38.
实施例7：2-氘代-3-丁酸乙酯-5-硝基甲苯的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),2-碘-5-硝基甲苯(526mg,2mmol),溴丁酸乙酯(1.56g,8mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-3-丁酸乙酯-5-硝基甲苯，收率73％。氘代率>98％。1H NMR:δ7.84(d,J＝4.1Hz,2H),4.12(q,J＝7.1Hz,2H),2.66～2.74(m,2H),2.41(s,3H),2.32(t,J＝7.3Hz,2H),1.90～2.03(m,2H),1.25(t,J＝7.1Hz,3H).13CNMR:δ172.85,148.30,142.94,139.47,138.22,135.02,121.50,120.36,60.23,34.45,33.27,25.99,20.93,14.05.
实例8：2-氘代-3-(2-乙基-1,3-二氧戊环)-5-硝基甲苯的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),2-碘-5-硝基甲苯(526mg,2mmol),2-(2-溴乙基)-1,3-二恶烷(1.448g,8mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-3-(2-乙基-1,3-二氧戊环)-5-硝基甲苯，收率69％。氘代率>98％。1H NMR:δ7.87(d,J＝8.2Hz,1H),4.90(t,J＝4.5Hz,1H),4.01～3.85(m,2H),2.81(dd,J＝9.3,7.0Hz,1H),2.42(s,2H),2.03～1.97(m,1H).13C NMR:δ148.4,143.3,139.5,121.5,120.5,103.3,65.2,34.9,29.5,27.0,21.1.
实施例9：2-氘代-3-(3-苯基丙烷)-5-硝基甲苯的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),2-碘-5-硝基甲苯(526mg,2mmol),1-溴-3-苯基丙烷(1.592g,8mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-3-(3-苯基丙烷)-5-硝基甲苯，收率71％。氘代率>98％。1H NMR:δ7.89(s,2H),7.36～7.21(m,5H),2.73(dd,J1＝8.7Hz,J2＝16.5Hz,4H),2.46(s,3H),1.98～2.08(m,2H).13C NMR:δ148.88,144.30,142.02,139.88,130.34,128.84,128.82,126.40,121.90,120.92,77.00,35.72,35.32,32.96,30.11,29.74,21.54.
实施例10：2-氘代-3-(2-乙基-1,3-二氧戊环)-5-氟甲苯的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),2-碘-5-氟甲苯(472mg,2mmol),2-(2-溴乙基)-1,3-二恶烷(1.448g,8mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-3-(2-乙基-1,3-二氧戊环)-5-氟甲苯，收率71％。氘代率>98％。1H NMR:δ6.70(dd,J＝9.7,2.6Hz,2H),4.89(t,J＝4.6Hz,1H),3.83～4.04(m,4H),2.70(dd,J＝9.4,6.9Hz,2H),2.31(s,3H),1.90～2.02(m,2H).13C NMR:δ163.3,161.4,142.9,139.5,112.7,111.5,102.9,64.4,34.4,29.1,20.6.
实施例11：2-氘代-3-(丁酸乙酯)-5-氟甲苯的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),2-碘-5-氟甲苯(472mg,2mmol),溴丁酸乙酯(1.56g,8mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-3-(丁酸乙酯)-5-氟甲苯，收率70％。氘代率>98％。1H NMR:δ6.69(m,2H),4.13(q,J＝7.1Hz,2H),2.60(t,J＝7.6Hz,2H),2.37～2.34(m,5H),1.86～1.96(m,2H),1.26(t,J＝7.1Hz,3H).13C NMR:δ173.1,164.4,161.1,143.4,143.3,139.9,113.4,113.2,112.2,111.9,77.0,60.1,34.6,33.4,29.5,26.1,14.0.
实施例12：1-氘代-2-(2-乙基-1,3-二氧戊环)萘的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),1-碘萘(508mg,2mmol),2-(2-溴乙基)-1,3-二恶烷(1.448g,8mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到1-氘代-2-(2-乙基-1,3-二氧戊环)萘，收率72％。氘代率>98％。1H NMR:δ7.82～7.77(m,3H),7.48～7.35(m,3H),4.95(t,J＝4.5Hz,1H),4.02～3.89(m,4H),2.93(t,J＝8.1Hz,2H),2.12～2.05(m,2H).13CNMR:δ139.4,134.0,132.4,128.3,128.0,127.7,127.6,126.3,125.5,104.2,77.0,65.4,35.8,30.6,25.2
实施例13：1-氘代-2-(丁酸乙酯)萘的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),1-碘萘(508mg,2mmol),溴丁酸乙酯(1.56g,8mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到1-氘代-2-(丁酸乙酯)萘，收率73％。氘代率>98％。1H NMR:δ7.79(t,J＝8.3Hz,1H),7.48～7.40(m,2H),7.33(d,J＝8.4Hz,1H),4.13(q,J＝7.1Hz,2H),2.83(t,J＝7.5Hz,2H),2.36(t,J＝7.4Hz,2H),2.10～2.06(m,2H),1.29～1.29(m,3H).13C NMR:δ173.0,138.4,133.1,131.6,127.5,127.1,126.9,126.8,125.3,124.7,59.8,34.7,33.2,25.9,13.8.
实施例14：2-氘代-3-(丁酸乙酯)-5-甲基甲苯的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),2,4-二甲基-1-碘苯(464mg,2mmol),溴丁酸乙酯(1.56g,8mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-3-(丁酸乙酯)-5-甲基甲苯，收率80％。氘代率>98％。1H NMR:δ6.66(d,J＝9.4Hz,2H),3.97(q,J＝7.1Hz,2H),2.51(t,J＝8.4Hz,2H),2.24(t,J＝7.5Hz,2H),2.22(s,6H),1.91～1.81(m,2H),1.18(t,J＝7.1Hz,3H).13C NMR:δ173.3,140.8,137.5,127.5,125.8,59.8,34.8,33.6,26.4,20.9,13.9.
实施例15：2-氘代-3-(丁酸乙酯)-6-氯甲苯的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),2-氯-6-磺甲苯(504mg,2mmol),溴丁酸乙酯(1.56g,8mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-3-(丁酸乙酯)-6-氯甲苯，收率78％。氘代率>98％。1H NMR:δ7.23(d,J＝4.8Hz,1H),6.93(d,J＝4.8Hz,1H),4.13(dd,J1＝4.2Hz,J2＝8.4Hz,2H),2.59(t,J＝8.4Hz,2H),2.34(s,3H),2.30(t,J＝4.5Hz,2H),1.95～1.89(m,2H),1.25(t,J＝7.1Hz,3H).13C NMR:δ172.8,139.4,135.1,128.4,126.7,59.8,33.9,32.9,29.2,26.0,19.4,13.8.
实施例16：2-氘代-3-(丁酸乙酯)-异丙基苯的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),2-碘异丙基苯(492mg,2mmol),溴丁酸乙酯(1.56g,8mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-3-(丁酸乙酯)-异丙基苯，收率77％。氘代率>98％。1H NMR:δ7.21(t,J＝3.9Hz,1H),7.06(d,J＝4.5Hz,1H),7.00(d,J＝1.8Hz,1H),4.13(q,J＝4.2Hz,2H),2.90～2.84(m,1H),2.64(t,J＝4.8Hz,2H),2.33(t,J＝4.5Hz,2H),1.99～1.90(m,2H),1.29～1.24(m,9H).13C NMR:δ173.6,149.2,141.3,128.4,126.0,124.1,60.4,35.3,33.9,29.7,26.6,23.9,14.5.
实施例17：2-氘代-3-(丁酸乙酯)-三氟甲基苯的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),2-碘三氟甲基苯(544mg,2mmol),溴丁酸乙酯(1.56g,8mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-3-(丁酸乙酯)-三氟甲基苯，收率77％。氘代率>98％。1H NMR:δ7.46～7.35(m,3H),4.13(dd,J1＝4.2Hz,J2＝8.4Hz,2H),2.71(t,J＝8.4Hz,2H),2.32(t,J＝4.5Hz,2H),2.01～1.92(m,2H),1.26(t,J＝7.1Hz,3H).13CNMR:δ173.14,142.24,131.84,128.77,125.29,122.89,122.86,60.34,34.84,33.50,26.28,14.19.
实施例18：2-氘代-3-(丁酸乙酯)-氯苯的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),1-氯-2-碘苯(476mg,2mmol),溴丁酸乙酯(1.56g,8mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-3-(丁酸乙酯)-氯苯，收率41％。氘代率>98％。1H NMR:δ7.24～7.15(m,2H),7.06(d,J＝7.2Hz,1H),4.13(q,J＝4.2Hz,1H),2.63(t,J＝4.8Hz,2H),2.31(t,J＝4.5Hz,1H),1.99～1.90(m,2H),1.26(t,J＝7.2Hz,3H).13C NMR:δ173.28,159.50,142.83,129.14,120.72,111.17,77.00,60.06,34.96,33.50,26.25,14.07.
实施例19：2-氘代-3-(丁酸乙酯)-苯甲醚的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),2-碘苯甲醚(468mg,2mmol),溴丁酸乙酯(1.56g,8mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-3-(丁酸乙酯)-苯甲醚，收率25％。氘代率>98％。1H NMR:δ7.20(t,J＝7.8Hz,1H),6.76(t,J＝8.7Hz,2H),4.17(q,J＝4.2Hz,2H),3.84(s,3H),2.67(t,J＝4.8Hz,2H),2.36(t,J＝4.5Hz,2H),1.99～1.90(m,2H),1.29(t,J＝7.2Hz,3H).13C NMR:δ173.6,159.9,143.2,129.8,121.5,111.8,60.9,55.6,35.6,34.1,29.9,26.5,14.7.
实施例20：2-氘代-1,3-二(2-乙基-1,3-二氧戊环)苯的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),碘苯(408mg,2mmol),2-(2-溴乙基)-1,3-二恶烷(2.896g,16mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-1,3-二(2-乙基-1,3-二氧戊环)苯，收率73％。1H NMR:δ7.19(t,J＝7.5Hz,1H),7.04(d,J＝7.6Hz,2H),4.90(t,J＝4.7Hz,2H),3.93(m,8H),2.73(m,4H),1.97(m,4H).13C NMR:δ129.75,128.24,125.76,103.75,64.78,35.37,29.53.
实施例21：2-氘代-1,3-二(丁酸乙酯)苯的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),碘苯(408mg,2mmol),溴丁酸乙酯(3.12g,16mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-1,3-二(丁酸乙酯)苯，收率76％。1HNMR:δ7.20(t,J＝7.2Hz,1H),7.01(d,J＝7.5Hz,2H),4.05(q,J＝4.2Hz,4H),2.62(t,J＝4.5Hz,4H),2.32(t,J＝4.5Hz,4H),1.99～1.89(m,4H),1.25(t,J＝7.2Hz,6H).13C NMR:δ173.5,141.4,128.8,128.7,126.2,60.3,35.2,33.8,29.9,26.6,14.4.
实施例22：2-氘代-1,3-二(3-苯基丙烷)苯的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),碘苯(408mg,2mmol),1-溴-3-苯基丙烷(3.184g,16mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-1,3-二(3-苯基丙烷)苯，收率63％。1H NMR:δ7.34～7.29(m,4H),7.24～7.18(m,7H),7.04(d,J＝7.5Hz,2H),2.67(dd,J1＝7.2Hz,J2＝15.0Hz 8H),2.04～1.94(m,4H).13C NMR:δ160.0,144.0,142.7,128.8,126.1,111.8,55.5,35.8,33.2,29.8,27.7,25.9.
实施例23：2-氘代-1,3-二(丁腈基)-5-苯甲醚的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),4-碘苯甲醚(468mg,2mmol),溴丁腈(2.368g,16mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-1,3-二(丁腈基)-5-苯甲醚，收率62％。1HNMR:δ6.60(s,2H),3.80(s,3H),2.73(t,J＝7.4Hz,4H),2.32(t,J＝7.0Hz,4H),1.99(m,4H).13C NMR:δ160.38,141.74,130.10,112.38,55.41,34.55,26.95,16.63.
实施例24：2-氘代-1,3-二(3-苯基丙烷)-5-苯甲醚的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),4-碘苯甲醚(468mg,2mmol),1-溴-3-苯基丙烷(3.184g,16mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-1,3-二(3-苯基丙烷)-5-苯甲醚，收率61％。1H NMR:δ7.35～7.30(m,5H),7.26～7.22(m,5H),6.62(s,2H),3.85(s,3H),2.6d(dt,J1＝4.5Hz,J2＝15.0Hz,8H),2.04～1.98(m,4H).13C NMR:δ160.13,144.05,142.73,128.86,128.71,126.14,111.86,55.55,35.91,33.22.
实施例25：2-氘代-1,3-二(3-苯基丙烷)-5-甲苯的制备方法
向25mL茄形瓶中依次加入醋酸钯钯(44.9mg，0.2mmol)，三苯基膦(52.4mg，0.2mmol)，氘代甲酸钠(276mg，4mmol)，降冰片烯(188mg，2mmol),磷酸钾(2.544g,12mmol),醋酸钾(392mg,4mmol),4-碘甲苯(436mg,2mmol),1-溴-3-苯基丙烷(3.184g,16mmol)及二甲基甲酰胺(10ml)。高纯氮气置换三次，50℃反应16小时后，二氯甲烷和水萃取混合液，合并有机相，浓缩有机溶剂，柱层析进一步纯化产品，得到2-氘代-1,3-二(3-苯基丙烷)-5-甲苯，收率69％。1H NMR:δ7.34～7.18(m,10H),6.86(s,2H),2.65(dt,J1＝4.8Hz,J2＝15.0Hz,8H),2.33(s,3H),2.04～1.93(m,4H).13C NMR:δ141.96,128.01,127.84,126.27,125.26,35.15,34.90,32.53,20.90.
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种氘代芳香族化合物的制备方法，其特征在于，该方法以卤代芳烃和溴代烷烃为原料，醋酸钯为催化剂，三苯基膦为配体，氘代甲酸钠为氘代试剂，N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，反应温度30-100摄氏度，惰性气体保护下，充分反应，合成目标氘代芳香族化合物，目标化合物的合成反应方程式为：
Figure FDA0003526956490000011
其中，碱为醋酸钾和磷酸钾。
2.根据权利要求1所述的一种氘代芳香族化合物的制备方法，其特征在于，所述卤代芳烃与氘代甲酸钠投料摩尔比为1:1-1:5。
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