CN111218696A - 一种汇聚式电化学合成方法 - Google Patents

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CN111218696A CN202010011942.5A CN202010011942A CN111218696A CN 111218696 A CN111218696 A CN 111218696A CN 202010011942 A CN202010011942 A CN 202010011942A CN 111218696 A CN111218696 A CN 111218696A
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Abstract

本发明披露了一种新的、通用的、原子利用率为100％的汇聚式电化学合成方法，该方法通过一锅法实现烯烃的烷氧基化卤化和有机卤化物的脱卤反应。本发明的电化学方法将多个反应整合到一锅进行，如烯烃双官能化，有机卤化物脱卤和脱卤氘化。实验数据表明，本发明的反应是通过从C＝C键的阳极氧化生成自由基阳离子中间体而进行的，然后与两种亲核试剂——有机卤化物(例如烷基卤和芳基卤化物)和醇反应，其中有机卤化物在电化学反应中充当卤素亲核试剂来源。

Description

一种汇聚式电化学合成方法
技术领域
本申请属于有机电合成技术领域，具体涉及一种汇聚式电化学合成方法。
背景技术
有机卤化物是重要的常见的化学化工原料，已经广泛地应用于合成化学，并且是天然产物、药物、农用化学品和材料化学中普遍存在的结构单元。因此，开发有机卤化物转化的方法已经引起了化学家们持续的关注，诸如烯烃的双官能化、交叉偶联反应和其它烷基化/芳基化反应，已经成为应用于增加分子复杂性及构建功能分子中的重要的且常用的策略。通常，这些方法通过碳-卤素键的断裂直接释放卤原子进入环境，从而导致环境污染。据发明人所知，到目前为止只有一篇论文报道了一种双功能电催化策略，该策略采用1,2-二氯乙烷 (DCE)脱氯化氢释放的HCl作为氯源，以实现阳极氧化芳族C(sp2)-H氯化反应，生产增值的(杂)芳基氯，有用的氯乙烯和氢气。在此基础上，发明人课题组设想通过设计采用卤原子受体并结合汇聚式电化学合成策略，在一锅中实现反应物之间的官能团交换，从而实现100％的原子利用率。
近年来，有机电合成已经成为有机合成中广泛使用的重要手段，与传统的过渡金属催化和自由基合成策略相比，经有机电合成实现烯烃双官能化反应的方法具有条件温和、高效和/或避免了添加剂(例如贵金属催化剂、氧化剂、还原剂)，因此构建这样的合成途径特别令有机合成化学家们心驰神往。现有技术已经报道了涉及卤化的烯烃双官能化的简便方法(方案1)，但卤原子的来源主要集中在无机卤化物和特定的N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)上。这些转变通常通过两种方式实现(方案1)：一种C＝C双键的自由基加成，然后通过卤素原子进行亲核封端；另一种是生成卤正离子。最近，现有技术报道了一种新的策略，该策略依赖于由C＝C键的阳极氧化生成自由基阳离子中间体，然后与两个亲核试剂反应以实现双官能化过程，但是，这样的例子仅限于使用醇作为首先被进攻的亲核试剂以使烯烃能够进行二烷氧基化和烷氧基酰胺化。然而，使用卤素原子作为首先被进攻的亲核试剂的反应仍然是未开发的领域。
方案1：
现有技术：用无机卤化物或NBS作为卤素源
Figure RE-GDA0002424627980000021
本发明公开了一种新的、通用的汇聚式电化学策略，可在一锅中实现烯烃双官能化和有机卤化物脱卤，其中烯烃双官能化是通过C＝C键的阳极氧化产生自由基阳离子中间体，然后与两个亲核试剂反应而实现。通过使有机卤化物的电化学脱卤生成卤素阴离子，可实现各种烯烃与醇的1，2-烷氧基化卤化。该方法具有100％的原子利用率，出色的选择性和广泛的底物范围，并且是使用有机卤化物(包括烷基和芳基卤化物)作为亲核卤原子源进行烯烃卤官能化的第一个示例。值得注意的是，这种汇聚式电化学技术还可以通过将相应的有机卤化物与氘代醇进行氘代脱卤而简单有效地获得氘代化合物。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新的、通用型的汇聚式电化学合成方法，该方法可以经“一锅法”实现烯烃的双官能化和有机卤化物脱卤反应，具有100％的原子利用率、选择性高、对于各类底物的普适性好。该方法可以应用于将相应的有机卤化物与与氘代醇进行氘代脱卤而简单有效地获得氘代化合物。
本发明提供的一种汇聚式电化学合成方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
向配备有石墨棒阳极和铂板阴极的反应器中，依次加入式I所示的烯烃类化合物、式II所示的有机卤化物、式III所示的醇类化合物、催化剂Cp2Fe和电解质，随后将反应混合物在一定温度下、通以恒定电流I＝5mA搅拌反应，经TLC和/或GC-MS监测反应原料消耗完全后，反应混合液经后处理得到式 IV和式V所示的目标产物。
反应式如下：
Figure RE-GDA0002424627980000031
上述式I～式V中，R选自C1-20烷基、C6-20芳基-C1-20烷基；
R1、R2彼此独立地选自氢、C1-20烷基、C3-20环烷基、取代或未取代的C6-20芳基、取代或未取代的C6-20芳基-C1-20烷基、取代或未取代的C1-20烷氧基-C1-20烷基、取代或未取代的C3-20杂芳基、取代或未取代的C6-20芳基乙炔基；条件是R1、R2不同时选自氢；并且其中，可选地，R1、R2彼此连接以形成取代或未取代的具有C3-20的环状结构单元。
R3选自氢、C1-20烷基、C6-20芳基；或者可选地，R1或R2之一与R3彼此连接以形成取代或未取代的具有C3-20的环状结构单元。
R4、R5、R6彼此独立地选自氢、C1-20烷基、取代或未取代的C6-20芳基、取代或未取代的C6-20芳基-C1-20烷基、C1-20酰基、C1-20烷基-OC(＝O)-；条件是 R4、R5、R6不同时选自氢。
X表示卤素，选自Cl、Br或I。
在本发明的任意部分中，取代基定义中所涉及的例如“C1-20烷基”、“取代或未取代的C1-20烷基”和“C1-20烷基-OC(＝O)-”等中的C1-20烷基部分，可以选自例如甲基、乙基、丙基、丁基、异丙基、异丁基、叔丁基、正戊基等。同样地， C1-20烷氧基，可以选自例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、异丙氧基、异丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基等；C1-20烷硫基，可以选自例如甲硫基、乙硫基等；C1-20卤代烷基，可以选自例如三氟甲基、三氯甲基、五氟乙基等；C6-20芳基，可以选自例如苯基、萘基、蒽基等；C3-20环烷基，可以选自例如环内基、环丁基、环戊基、环己基等；C3-20杂芳基，可以选自例如咪唑基、吡唑基、吡喃基、噻唑基、吡啶基、噻吩基、哒嗪基、咔唑基、呋喃基、苯并呋喃基、吲哚基等；C6-20芳基-C1-20烷基，可以选自例如苄基、苯乙基、苯丙基等；C1-20烷氧基-C1-20烷基，可以选自例如甲氧基甲基、乙氧基乙基、丙氧基乙基、丁氧基乙基、戊氧基乙基等；C1-20酰基，可以选自例如乙酰基、丙酰基、苯甲酰基、萘甲酰基等。
根据本发明前述的基团定义，所述“R1、R2彼此连接以形成取代或未取代的具有C3-20的环状结构单元”包括R1、R2彼此连接以形成取代或未取代的例如环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷、四氢化萘等。所述“R1或R2之一与R3彼此连接以形成取代或未取代的具有C3-20的环状结构单元”包括R1或R2之一与R3彼此连接以形成取代或未取代的例如环己烷、四氢化萘、环庚烷、环辛烷等。
在本发明任意部分中，对于任意一处所述的“取代或未取的”中所指代的取代基，取代基的个数可以为1个或多个，例如可以具有1,2,3,4,5,6,7,8,9,10个取代基。各个取代基彼此独立地选自卤素，例如F,Cl,Br,I等；C1-20烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、异丙基、异丁基、叔丁基、正戊基等；C1-20烷氧基，例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、异丙氧基、异丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基等；C1-20烷硫基，例如甲硫基、乙硫基等；C1-20卤代烷基，例如三氟甲基、三氯甲基、五氟乙基等；C6-20芳基，例如苯基、萘基、蒽基等；C3-20环烷基，例如环内基、环丁基、环戊基、环己基等；C3-20杂芳基，例如咪唑基、吡唑基、吡喃基、噻唑基、吡啶基、噻吩基、哒嗪基、咔唑基、呋喃基等； C1-20酰基，例如乙酰基、丙酰基、苯甲酰基、萘甲酰基等.金刚烷基酰氧基； 4-乙基环己基；烯丙基；4-异丁基苯基、6-甲基-庚-2-基等。或者，相邻的两个取代基，例如取代的苯基中相邻的两个取代基可以相互连接而形成
Figure RE-GDA0002424627980000051
Figure RE-GDA0002424627980000052
结构。
根据本发明前述的方法，其中式I化合物优选为具有如下式I-1～I-34结构所示的化合物之一：
Figure RE-GDA0002424627980000053
Figure RE-GDA0002424627980000061
根据本发明前述的方法，其中式II化合物优选为具有如下式II-1～II-12结构所示的化合物之一：
Figure RE-GDA0002424627980000062
根据本发明前述的方法，其中式III化合物优选为具有如下式III-1～III-5 结构所示的化合物之一：
Figure RE-GDA0002424627980000071
根据本发明前述的合成方法，其中，所述方法可选地使用有机溶剂，所述有机溶剂选自THF、乙腈、DMSO、二氯乙烷中的任意一种。优选地，所述有机溶剂选自THF。当使用有机溶剂时，所述有机溶剂的使用量与式III的醇类化合物的投料比为3:1(v/v)。
根据本发明前述的合成方法，向反应体系中加入碱对于同时提高式IV及式V的目标产物产率具有较为显著的促进作用。因此，本发明所述的合成方法可选地加入碱，所述碱选自Na2HPO4，NaHCO3,Na2CO3和Et3N中的任意一种。优选地，所述碱选自Na2HPO4。当使用碱时，所述碱的投料量与式II 所示的烯烃类化合物的投料摩尔比为(1～3):1，优选为2:1。
根据本发明前述的合成方法，所述的电解质的性质对反应的选择性具有重要的影响，使用强碱性的nBu4NOH作为电解质时，可以选择性地获得式IV的目标产物，而使用弱碱性的nBu4NHSO4作为电解质时，则显示出对于式V的目标产物选择性，可使用的其它电解质还包括nBu4NPF6,Et4NPF6和LiClO4等。电解质的投料量为使其在反应体系中浓度为0.1M。
根据本发明前述的合成方法，所述一定温度选自为室温～70℃，优选为室温。
根据本发明前述的合成方法，所述搅拌反应的反应时间为4小时。
根据本发明前述的合成方法，式I所示的烯烃类化合物、式II所示的有机卤化物与催化剂Cp2Fe的投料摩尔比为1:(1～3):(0.01～0.05)，优选地，式I所示的烯烃类化合物、式II所示的有机卤化物与催化剂Cp2Fe的投料摩尔比为 1:2:0.03。式III所示的醇类化合物的用量可以不作特别地限定，一般而言，可以由本领域的技术人员按溶剂的常规使用量来确定，或者根据本发明前述使用有机溶剂的方法，与有机溶剂按所述体积比来确定，两者总的用量可以由本领域的技术人员按溶剂的常规使用量来确定。
根据本发明前述的合成方法，所述的后处理操作如下：反应完全后，将反应混合液加水洗涤、乙酸乙酯萃取，干燥，过滤，真空浓缩得到残余物，再将残余物经硅胶柱层析分离得到式IV及式V的目标产物。
本发明的方法反应机理如图1：
首先，2-溴丙二酸二乙酯(2a)经阳极氧化单电子转移生成Br+和丙二酸二乙酯阳离子，然后阴极还原Br+生成Br2中间体。同时，烯烃(1a)经阳极氧化提供自由基阳离子中间体A，其归因于烯烃(1a)的氧化电位最低(1.73V vs SCE)，而2-溴丙二酸二乙酯(2a)和甲醇在0–2.5V范围内没有明显的氧化峰。使用 Cp2Fe可以促进反应，因为它可以降低烯烃(1a)或2-溴丙二酸二乙酯(2a) 的氧化电位。中间体A与Br2中间体加成以形成烷基自由基中间体B。中间体 B的第二次阳极氧化产生烷基阳离子中间体C。中间体C与MeOH(3a)的亲核反应得到所需的甲氧基化溴化产物(4)，以及丙二酸二乙酯阳离子和H+之间的阴极还原反应将生成丙二酸二乙酯(5)。在强碱性nBu4NOH电解质存在下，丙二酸阳离子和MeOH(3a)之间的直接亲核偶联很容易发生，得到(6)。
本发明的方法取得了如下有益效果：
1)本发明首次报道了一种新的、通用型的汇聚式电化学合成方法，该方法可以经“一锅法”实现烯烃的双官能化和有机卤化物脱卤反应，具有100％的原子利用率、选择性高、对于各类底物的普适性好。
2)本发明的方法还可以应用于将相应的有机卤化物与与氘代醇进行氘代脱卤而简单有效地获得氘代化合物。
附图说明
图1为本发明方法反应机理示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明作进一步详述。在下文中，如无特殊说明，所述方法均为本领域的常规方法，所使用的试剂均可以通过商业途径购买获得。
实施例1-21反应条件优化典型试验
以对甲氧基苯乙烯I-1、2-溴丙二酸二乙酯II-1和甲醇III-1为模板，探讨了不同制备条件对目标产物IV-1和V-1产率的影响，选择了其中具有代表性的实施例1-21，结果如表1所示。
Figure RE-GDA0002424627980000091
其中实施例1的典型试验操作如下：
向三颈瓶(10mL)中依次加入式I-1所示的对甲氧基苯乙烯(0.2mmol),式II-1 所示的2-溴丙二酸二乙酯(0.4mmol，2equiv)，MeOH(III-1,1mL), Cp2Fe(3mol％),nBu4NBF4(0.1M),Na2HPO4(2equiv),THF(3mL)。反应瓶配备铂板阴极(1.0×1.0cm2)和石墨棒阳极，将反应混合物在室温、空气气氛下通以恒定电流5mA搅拌反应4小时，经TLC和/或GC-MS监测反应原料消耗完全后，反应混合液用EtOAc(3×10mL)萃取，合并有机相并用Na2SO4干燥，过滤，真空浓缩得到残余物，将残余物用硅胶柱层析分离(正己烷/乙酸乙酯)得到式IV-1(产率57％，基于I-1计算)和V-1(产率52％，基于II-1计算)的目标产物。IV-1表征:浅黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.24(d,J＝ 8.0Hz,2H),6.91(d,J＝8.0Hz,2H),4.36-4.33(m,1H),3.81(s,3H),3.54-3.51(m, 1H),3.45-3.43m,1H),3.28(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ159.7,130.9, 127.9,114.0,82.9,57.0,55.2,36.4；LRMS(EI,70eV)m/z(％):246((M+2)+,1), 244(M+,1),151(100),135(15),91(10)。
表1：
Figure RE-GDA0002424627980000101
[b]经GC-MS检测显示有副产物生成,包括2-甲氧基丙二酸二乙酯和原 I-1的分解副产物。[c]不加入Na2HPO4。[d]I-1(投料量放大为5mmol)和反应时间替换为36h。
本发明的反应气氛无论是空气气氛还是氩气气氛对于该反应均不会产生影响。由表1可以看出，恒定电流对于该反应而言是必需的，在不通恒定电流的情况下反应是不能进行，而恒定电流的增强或变弱均会导致目标产物的产率降低(实施例2-4)。Cp2Fe作为催化剂以及Na2HPO4作为碱对于反应而言具有显著的促进作用，当两者之一不存在的情况下目标产物IV-1及V-1的产率均下降(实施例1、5-6)。碱的投料量优化试验结果显示2当量的Na2HPO4是最佳选择(实施例1、6-8)。其它种类的碱，包括NaHCO3,Na2CO3和Et3N都显示出较高的反应活性，但是均不如Na2HPO4(实施例9-11)。对于溶剂还探索了包括THF,MeCN,DMSO,和二氯乙烷等，溶剂的替换并不能获得更高的目标产物产率(实施例12-14)。电解质的性质对反应的选择性具有重要的影响，当使用nBu4NOH作为电解质时，在Na2HPO4存在的条件下烷基化溴化产物IV-1 的产率提高至82％，在Na2HPO4不存在的条件下烷基化溴化产物IV-1的产率提高至88％，这归因于nBu4NOH的强碱性(实施例16)；使用弱碱性的nBu4NHSO4电解质导致目标产物IV-1产率降低和V-1产率提高(实施例17)；其它电解质，包括nBu4NPF6,Et4NPF6和LiClO4具有相对较差的反应效果。反应温度升高至40℃时降低了产率，这是由于较多的副反应发生(实施例20)。将反应在优化的条件下以5mmol规模进行时仍然可以获得令人满意的目标产物产率(实施例21)。
反应底物拓展实验
在获得最佳反应条件(实施例16[c])的基础上，发明人进一步对该最佳催化反应条件下(即实施例16[c]的反应条件及操作)，对不同结构的反底物适应性进行了研究，其中，所述I-2～I-34,II-2～II-12,III-2～III-5具有如本文前述相同的结构。
实施例22-55烯烃类底物(包括生物活性分子)的适应性研究
Figure RE-GDA0002424627980000121
其中，实施例22-55中，[b]表示反应条件为加入甲醇4mL,不加入有机溶剂THF，其它为优化的最佳反应条件；[c]表示该实施例中经GC-MS检测到有副产物4-溴甲基-1,2-二氢萘生成。
产物表征：
化合物IV-2:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.27-7.23(m, 4H),4.36-4.33(m,1H),3.53-3.50(m,1H),3.45-3.42(m,1H),3.30(s,3H),2.49(s, 3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ139.0,135.7,127.2,126.5,83.0,57.2,36.1, 15.6；LRMS(EI,70eV)m/z(％):262((M+2)+,10),260(M+,10),229(1),167 (100),152(25)；HRMS m/z(ESI)calcd forC10H14BrOS[M+H]+260.9943,found 260,9924。
化合物IV-3:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.15-7.11(m, 4H),4.29-4.27(m,1H),3.47-3.44(m,1H),3.39-3.36(m,1H),3.23(s,3H),2.29(s, 3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ138.4,136.0,129.4,126.7,83.2,57.1,36.4, 21.2；LRMS(EI,70eV)m/z(％):230((M+2)+,1),228(M+,1),197(1),149(1), 135(100)。
化合物IV-4:浅黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.61-7.58(m, 4H),7.44(t,J＝7.5Hz,2H),7.39(d,J＝8.0Hz,2H),7.36(t,J＝7.5Hz,1H) 4.45-4.42(m,1H),3.59-3.55(m,1H),3.52-4.49(m,1H),3.35(s,3H)；13C NMR (125MHz,CDCl3)δ141.5,140.5,137.9,128.8,127.5,127.4,127.2,127.1,83.1, 57.3,36.3；LRMS(EI,70eV)m/z(％):292((M+2)+,5),290(M+,5),197(100), 181(13),152(12)；HRMS m/z(ESI)calcd for C15H16BrO[M+H]+291.0379,found 291.0391。
化合物IV-5:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.32-7.26(m, 2H),7.09-7.06(m,2H),4.38-4.36(m,1H),3.54-3.50(m,1H),3.45-3.42(m,1H), 3.30(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ162.7(d,J＝245.4Hz),134.8(d,J＝ 3.1Hz),128.5(d,J＝8.1Hz),115.6(d,J＝21.5Hz),82.7,57.2,36.1；19F NMR(471 MHz,CDCl3)δ-113.36；LRMS(EI,70eV)m/z(％):234((M+2)+,1),232(M+,1), 201(2),139(100),109(25)；HRMS m/z(ESI)calcd forC9H11BrFO[M+H]+ 232.9972,found 232.9995。
化合物IV-6:浅黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.36(d,J＝8.5 Hz,2H),7.27(d,J＝8.5Hz,2H),4.38-4.35(m,1H),3.53-3.49(m,1H), 3.45-3.42(m,1H),3.31(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ137.5,134.3,128.9, 128.2,82.7,57.3,35.9；LRMS(EI,70eV)m/z(％):250((M+2)+,2),248(M+,1), 217(1),155(100),91(25)。
化合物IV-7:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.51(d,J＝8.0 Hz,2H),7.21(d,J＝8.0Hz,2H),4.36-4.34(m,1H),3.52-3.49(m,1H),3.45-3.41 (m,1H),3.31(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ138.1,131.8,128.5,122.5, 82.7,57.3,35.8；LRMS(EI,70eV)m/z(％):296((M+2)+,2),294(M+,3),292(2), 199(100),91(28)。
化合物IV-8:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.66(d,J＝8.0 Hz,2H),7.47(d,J＝8.0Hz,2H),4.67-4.44(m,1H),3.55-3.52(m,1H),3.49-3.46 (m,1H),3.34(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ143.1,130.7(q,J＝32.4Hz), 127.2,125.7(q,J＝3.8Hz),125.0,82.7,57.5,35.6；19F NMR(471MHz,CDCl3)δ -62.59；LRMS(EI,70eV)m/z(％):283((M+2)+,1),281(M+,1),263(2),189 (100),141(30)；HRMS m/z(ESI)calcd for C10H11BrF3O[M+H]+282.9940, found282.9953。
化合物IV-9:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.31-7.26(m, 1H),6.91-6.87(m,3H),4.44-4.35(m,1H),3.82(s,3H),3.54-3.50(m,1H), 3.48-3.45(m,1H),3.32(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ159.9,140.7,129.7, 119.1,114.0,112.0,83.4,57.3,55.2,36.3；LRMS(EI,70eV)m/z(％):246 ((M+2)+,1),244(M+,1),151(100),135(15),91(10)；HRMS m/z(ESI)calcd for C10H14BrO2[M+H]+245.0172,found 245.0158。
化合物IV-10:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.40-7.38(m, 1H),7.32-7.26(m,1H),7.02-7.99(m,1H),6.90-6.88(m,1H),4.84-4.82(m,1H), 3.85(s,3H),3.62-3.59(m,1H),3.45-3.41(m,1H),3.36(s,3H)；13C NMR(125 MHz,CDCl3)δ156.9,129.2,126.7,120.7,110.3,77.4,57.6,55.3,36.0；LRMS (EI,70eV)m/z(％):246((M+2)+,1),244(M+,1),151(100),135(15),91(10)；HRMS m/z(ESI)calcd for C10H14BrO2[M+H]+245.0172,found 245.0195。
化合物IV-11:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.27(d,J＝8.5 Hz,1H),6.53-6.51(m,1H),6.46(d,J＝2.0Hz,1H),4.76-4.74(m,1H),3.82(s, 6H),3.58-3.55(m,1H),3.44-3.40(m,1H),3.34(s,3H)；13C NMR(125MHz, CDCl3)δ160.7,158.0,127.5,119.2104.2,98.4,77.2,57.4,55.3(2),36.2；LRMS (EI,70eV)m/z(％):275((M+2)+,10),273(M+,30),198(15),155(40),118(100)； HRMS m/z(ESI)calcd for C11H16BrO3[M+H]+275.0277,found 275.0256。
化合物IV-12：黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ6.87-6.84(m, 2H),6.78(d,J＝8.0Hz,1H),4.27-4.24(m,5H),3.51-3.47(m,1H),3.44-3.40(m, 1H),3.29(s,3H)；13CNMR(125MHz,CDCl3)δ143.7,143.6,132.2,119.8,117.4, 115.5,82.9,64.3,57.1,36.3；LRMS(EI,70eV)m/z(％):274((M+2)+,8),272(M+, 8),240(4),179(100),164(13),162(18)；HRMS m/z(ESI)calcd for C11H14BrO3 [M+H]+273.0121,found 273.0147。
化合物IV-13:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.00(s,1H), 6.95(s,1H),6.01-5.99(m,2H),4.74-4.72(m,1H),3.56-3.53(m,1H),3.39-3.35 (m,1H),3.34(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ148.4,147.9,131.4,113.6, 112.8,107.3,101.9,81.6,57.5,35.0；LRMS(EI,70eV)m/z(％):340((M+4)+,3), 338((M+2)+,8),336(M+,3),270(5),268(5),243(25),233(100)；HRMS m/z (ESI)calcd for C10H11Br2O3[M+H]+336.9069,found336.9096。
化合物IV-14:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.88-7.85(m, 3H),7.80(s,1H),7.53-7.49(m,2H),7.45-7.43(m,1H),4.57-4.54(m,1H), 3.65-3.61(m,1H),3.56-3.53(m,1H),3.36(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ 136.4,133.5,133.2,128.7,128.0,127.8,126.4(2C),126.3,124.0,83.6,57.4,36.1；LRMS(EI,70eV)m/z(％):266((M+2)+,10),264(M+,10),233(1),177(100), 155(15)；HRMS m/z(ESI)calcd for C13H14BrO[M+H]+265.0223,found 265.0247。
化合物IV-15:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.22(d,J＝5.0 Hz,1H),6.82(d,J＝5.0Hz,1H),4.71-4.68(m,1H),3.64-3.60(m,1H),3.48-3.45 (m,1H),3.34(s,3H),2.25(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ135.9,135.9, 130.1,124.3,77.47,57.2,35.5,13.9；LRMS(EI,70eV)m/z(％):234((M+2)+,25), 232(M+,25),210(100),165(50),152(60)；HRMS m/z(ESI)calcd for C8H12BrOS [M+H]+234.9787,found 234.9900。
化合物IV-16:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.58(d,J＝7.5 Hz,2H),7.54(d,J＝7.5Hz,2H),7.44(t,J＝8.0Hz,2H),7.35-7.31(m,3H), 3.63-3.58(m,1H),3.49-3.46(m,1H),3.43(s,3H),3.40-3.37(m,1H),2.98(d,J＝ 6.5Hz,2H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ140.8,139.5,136.5,129.9,128.7, 127.2,127.0,81.0,57.5,38.3,34.0；LRMS(EI,70eV)m/z(％):306((M+2)+,20), 304(M+,20),224(10),193(25),167(100),139(8)；HRMS m/z(ESI)calcd for C16H18BrO[M+H]+305.0636,found 305.0618。
化合物IV-17:浅黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)1H NMR(500 MHz,CDCl3)δ3.46-3.42(m,2H),3.41(s,3H),3.38-3.42(m,1H),1.6-1.58(m, 2H),1.40-1.27(m,12H),0.88(t,J＝7.0Hz,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ 80.3,57.3,34.6,32.8,31.8,29.6,29.5,29.2,25.2,22.6,14.1；LRMS(EI,70eV) m/z(％):250((M+2)+,2),248(M+,1),155(100),138(10),91(25)。
化合物IV-18:浅黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.37-7.35(m, 4H),7.32-7.29(m,4H),7.26-7.23(m,2H),4.24(s,2H),3.16(s,3H)；13C NMR (125MHz,CDCl3)δ142.7,128.1,127.4,127.0,81.2,50.6,38.6；LRMS(EI,70 eV)m/z(％):292((M+2)+,1),290(M+,1),261(1),197(100),165(8),105(30)。
化合物IV-19:浅黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.33-7.30(m, 4H),7.02-7.99(m,4H),4.17(s,2H),3.13(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ 161.9(d,J＝245.5Hz),138.3(d,J＝3.3Hz),128.8(d,J＝8.0Hz),115.0(d,J＝ 21.3Hz),80.5,50.5,38.3；19F NMR(471MHz,CDCl3)δ-114.54；LRMS(EI,70 eV)m/z(％):328((M+2)+,1),326(M+,1),243(30),233(100),123(35)；HRMS m/z(ESI)calcd for C15H14BrF2O[M+H]+327.0191,found327.0185。
化合物IV-20:浅黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.30-7.25(m, 8H),4.15(s,2H),3.14(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ140.9,133.6, 128.4(2C),80.6,50.6,37.6；LRMS(EI,70eV)m/z(％):360((M+2)+,1),358(M+, 1),265(100),178(10),139(40)；HRMS m/z(ESI)calcd for C15H14BrCl2O [M+H]+358.9600,found 358.9618。
化合物IV-21:浅黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.56(d,J＝ 8.5Hz,2H),7.49(d,J＝8.5Hz,2H),7.34(d,J＝4.0Hz,4H),7.30-7.28(m 1H), 4.28(d,J＝11.5Hz,1H),4.20(d,J＝11.5Hz,1H),3.18(s,3H)；13C NMR(125 MHz,CDCl3)δ147.3,141.5,129.4(q,J＝32.0Hz),128.4,128.0,127.2,127.1, 125.0(q,J＝3.8Hz),123.0,81.0,50.6,37.7；19F NMR(471MHz,CDCl3)δ-62.48；LRMS(EI,70eV)m/z(％):360((M+2)+,1),358(M+,1),339(1),265 (100),215(7),213(6)；HRMS m/z(ESI)calcd for C16H15BrF3O[M+H]+359.0253, found 359.0231。
化合物IV-22:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.35(t,J＝7.5 Hz,2H),7.30-7.27(m,1H),7.26-7.23(m,2H),4.19(d,J＝12.0Hz,1H),3.82(d,J ＝12.0Hz,1H),3.24(s,3H),2.05-2.00(m,2H),1.69-1.65(m,3H),1.55-1.53(m, 1H),1.31-1.18(m,2H),0.89-0.81(m,1H),0.70-0.63(m,1H),0.52-0.43(m,1H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ138.1,127.7,127.5,127.2,81.9,50.2,44.4,35.8, 27.8,26.5(2C),26.2,26.1；LRMS(EI,70eV)m/z(％):298((M+2)+,1),296(M+, 1),213(100),134(80),91(30)；HRMS m/z(ESI)calcdfor C15H22BrO[M+H]+ 297.0849,found 297.0862。
化合物IV-23:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.38-7.34(m, 4H),7.31-7.21(m,1H),3.81-3.73(m,2H),3.15(s,3H),2.05-1.99(m,1H), 1.93-1.87(m,1H),1.30-1.25(m,2H),1.16-1.08(m,2H),0.86(t,J＝7.5Hz,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ141.4,128.2,127.4,126.5,79.7,50.2,38.0,35.6, 25.2,22.8,13.9；LRMS(EI,70eV)m/z(％):288((M+2)+,25),286(M+,25),196 (75),167(80),91(100)；HRMS m/z(ESI)calcd forC13H20BrO[M+H]+271.0692, found 271.0682。
化合物IV-24:浅黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.31-7.26(m, 4H),7.23-7.20(m,1H),3.93(d,J＝11.0Hz,1H),3.70(d,J＝11.0Hz,1H),3.17 (s,3H),1.38-1.32(m,1H),0.48-0.44(m,1H),0.37-0.30(m,2H),0.17-0.13(m, 1H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ139.4,128.0,127.5,127.2,79.1,50.8,38.2, 19.1,2.1,1.2；LRMS(EI,70eV)m/z(％):256((M+2)+,18),254(M+,18),161(50), 129(100),91(65)；HRMS m/z(ESI)calcd forC12H16BrO[M+H]+255.0379,found 255.0354。
化合物IV-25:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.39(d,J＝8.5 Hz,2H),6.85(d,J＝8.5Hz,2H),3.82(s,3H),3.71(d,J＝11.0Hz,1H),3.57(d,J ＝11.0Hz,1H),3.45(s,3H),1.63(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ159.9, 133.3,129.5,113.9,86.9,85.3,72.4,55.3,52.0,39.3,25.3；LRMS(EI,70eV)m/z (％):284((M+2)+,5),282(M+,6),251(3),189(100),159(15)；HRMS m/z(ESI) calcd for C13H16BrO2[M+H]+283.0328,found283.0308。
化合物IV-26:浅黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.43-7.42(m, 1H),7.24-7.20(m,2H),7.13-7.11(m,1H),3.68-3.65(m,1H),3.61-3.59(m,1H), 3.09(s,3H),2.84-2.71(m,2H),2.29-2.24(m,1H),2.11-2.06(m,]1H),1.96-1.92 (m,1H),1.82-1.77(m,1H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ139.1,136.0,129.1, 128.0,126.8,126.3,76.9,50.8,42.6,29.5,28.3,20.4；HRMS m/z(ESI)calcd for C12H16BrO[M+H]+255.0379,found 255.0400。
化合物IV-27:浅黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ3.59(s,2H), 3.24(s,3H),1.96-1.93(m,2H),1.78-1.72(m,6H),1.55-1.50(m,2H),1.22-1.16 (m,2H),1.08-1.04(m,4H),0.97-0.90(m,2H),0.90-0.82(m,6H)；13C NMR(125 MHz,CDCl3)δ74.5,48.6,42.1,41.9,39.5,36.7,33.0,32.6,30.3,30.0,26.2,11.5； LRMS(EI,70eV)m/z(％):318((M+2)+,10),316(M+,8),267(13),189(100), 153(60),151(60)；HRMS m/z(ESI)calcd forC16H30BrO[M+H]+317.1475,found 317.1451。
化合物IV-28:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.36-7.34(m, 2H),7.32-7.31(m,3H),7.29-7.26(m,3H),7.25-7.22(m,2H),5.04(d,J＝7.0Hz, 1H),4.64(d,J＝7.0Hz,1H),3.19(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ138.7, 138.3,128.8,128.4,128.3,128.1,128.1,127.9,87.1,57.6,57.0；LRMS(EI,70eV) m/z(％):290((M+2)+,30),288(M+,30),245(8),121(100)。
化合物IV-29:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.25(d,J＝9.0 Hz,2H),6.90(d,J＝9.0Hz,2H),4.27(d,J＝5.0Hz,1H),4.25-4.20(m,1H),3.82 (s,3H),3.29(s,3H),1.64(d,J＝6.5Hz,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ159.4, 130.3,128.7,113.6,86.7,57.4,55.2,52.8,20.6；LRMS(EI,70eV)m/z(％):260 ((M+2)+,3),258(M+,3),242(18),257(100),185(60),104(60)；HRMS m/z(ESI) calcd for C11H16BrO2[M+H]+258.0328,found259.0340。
化合物IV-30:浅黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)1H NMR(500 MHz,CDCl3)δ4.22-4.18(m,1H),3.55-3.51(m,1H),3.38(s,3H),2.29-2.23(m, 1H),2.05-1.99(m,1H),1.91-1.87(m,2H),1.82-1.79(m,1H),1.73-1.65(m,3H), 1.54-1.51(m,1H),1.43-1.32(m,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ87.2,60.7, 57.1,31.8,29.8,26.5,25.6,25.4,25.2；LRMS(EI,70eV)m/z(％):222((M+2)+,1), 220(M+,1),188(3),141(40),109(100)。
化合物IV-31:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.33(d,J＝8.5 Hz,2H),7.07(d,J＝8.5Hz,2H),4.40-4.37(m,1H),3.53-3.49(m,1H),3.46-3.43 (m,1H),3.31(s,3H),2.09(s,3H),2.05(s,6H),1.77(s,6H)；13C NMR(125MHz, CDCl3)δ176.1,151.2,136.2,127.7,121.8,82.9,57.3,41.0,38.7,36.4,36.2,27.9； LRMS(EI,70eV)m/z(％):394((M+2)+,1),392(M+,1),299(10),163(13),135 (100),93(10)；HRMS m/z(ESI)calcd forC20H26BrO3[M+H]+393.1060,found 393.1033。
化合物IV-32:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.30(d,J＝8.0 Hz,1H),7.10(d,J＝8.0Hz,1H),7.04(s,1H),4.34-4.32(m,1H),3.54-3.50(m, 1H),3.47-3.44(m,1H),3.32(s,3H),2.94-2.92(m,2H),2.54-2.48(m,1H), 2.45-2.41(m,1H),2.34-2.29(m,1H),2.18-2.13(m,1H),2.13-2.09(m,1H), 2.09-2.02(m,2H),1.99-1.96(m,1H),1.68-1.60(m,2H),1.57-1.48(m 3H),0.92(s, 3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ220.7,140.1,136.9,136.4,127.3,127.2,125.6, 124.1(2C),83.3,83.2,57.3,50.5,47.9,44.4,38.0,36.4,35.8,31.5,29.4(2C),26.4, 25.6(2C),21.5,13.8；LRMS(EI,70eV)m/z(％):390((M+2)+,9),388(M+,10), 295(100),267(4),141(8)；HRMS m/z(ESI)calcd for C21H28BrO2[M+H]+ 391.1267,found 391.1288。
化合物IV-33:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.12(d,J＝8.0 Hz,2H),7.07(d,J＝8.0Hz,2H),4.13-4.09(m,1H),3.74-3.67(m,2H),3.66-3.63 (m,1H),3.60-3.57(m,2H),3.51(t,J＝8.5Hz,1H),3.35(s,3H),3.02-2.98(m, 1H),2.44(d,J＝7.5Hz,2H),1.87-1.81(m,1H),1.28(d,J＝7.0Hz,3H),0.89(d, J＝6.5Hz,6H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ141.3,141.2,139.7,129.9,127.0, 77.3(2C),73.6(2C),71.8(2),59.0,49.3,49.2,45.0,39.4,30.2,22.4,18.1；LRMS (EI,70eV)m/z(％):344((M+2)+,2),342(M+,2),174(100),119(19),117(22)；HRMS m/z(ESI)calcd for C17H28BrO2[M+H]+343.1267,found343.1256。
化合物IV-34:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ5.98-5.90(m, 1H),5.31-5.27(m,1H),5.18-5.16(m,1H),4.11-4.03(m,3H),3.60(t,J＝2.5Hz, 1H),3.32(s,3H),2.47-2.42(m,1H),2.22-2.18(m,1H),2.01-1.94(m,3H), 1.86-1.75(m,3H),1.67-1.60(m,3H),1.55-1.49(m,3H),1.40-1.24(m,8H),1.21 (s,3H),1.17-1.08(m,6H),0.90(d,J＝6.5Hz,3H),0.87-0.85(m,6H),0.66(s, 3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ135.4,116.7,89.0,85.7,75.9,69.4,58.7,56.1, 55.9,47.7,42.7,40.9,39.7,39.7,39.5,36.1,35.8,34.9,30.9,29.9,28.2,28.0,27.3, 24.1,23.8,22.8,22.6,21.3,18.7,17.5,12.2；HRMS m/z(ESI)calcd for C31H54BrO2[M+H]+537.3302,found 537.3321。
实施例56-59醇类底物的适应性研究
Figure RE-GDA0002424627980000231
产物表征：
IV-35:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.25(t,J＝8.5Hz,2H), 6.90(d,J＝8.5Hz,2H),4.42-4.40(m,1H),3.81(s,3H),3.54-3.50(m,1H), 3.43-3.31(m,3H),1.59-1.54(m,2H),1.41-1.36(m,2H),0.89(t,J＝7.5Hz,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ159.6,131.8,127.9,113.9,81.3,69.2,55.3,36.8, 31.8,19.3,13.9；LRMS(EI,70eV)m/z(％):288((M+2)+,25),286(M+,25),196 (75),167(80),91(100)；HRMS m/z(ESI)calcd forC12H20BrO2[M+H]+287.0641, found 287.0621。
IV-36:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.36-7.32(m,4H), 7.30-7.28(m,3H),6.92(d,J＝8.5Hz,2H),4.54-4.52(m,2H),4.37-4.32(m,1H), 3.83(s,3H),3.62-3.58(m,1H),3.47-3.44(m,1H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ 159.8,137.8,131.1,128.4,128.2,127.9,127.7,114.1,80.4,70.8,55.3,36.5； LRMS(EI,70eV)m/z(％):322((M+2)+,2),320(M+,2),227(50),199(8),91 (100)；HRMS m/z(ESI)calcd for C16H28BrO2[M+H]+321.0485,found 321.0473。
IV-37:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.27(d,J＝8.5Hz,2H), 6.89(d,J＝8.5Hz,2H),4.52(m,1H),3.81(s,3H),3.58-3.53(m,1H),3.49-3.45 (m,1H),3.41-3.38(m,1H),1.20(d,J＝6.0Hz,3H),1.10(d,J＝6.0Hz,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ159.5,132.6,127.9,113.9,78.9,70.1,55.2,37.2,23.2, 21.2；LRMS(EI,70eV)m/z(％):274((M+2)+,3),272(M+,3),213(5),179(70), 137(100)。
IV-38:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.28(d,J＝8.5Hz,2H), 6.86(d,J＝8.5Hz,2H),4.65-4.63(m,1H),3.80(s,3H),3.42-3.34(m,2H),1.16(s, 9H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ159.1,135.1,127.5,113.7,74.9,74.1,55.2, 38.2,28.6；LRMS(EI,70eV)m/z(％):288((M+2)+,2),286(M+,2),217(10),137 (60),83(100)。
实施例60-63有机卤化物类反应底物的适应性研究(一)：
Figure RE-GDA0002424627980000251
实施例64-68有机卤化物类反应底物的适应性研究(二)：
Figure RE-GDA0002424627980000252
产物表征：
V-2:白色固体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.57(d,J＝8.0Hz,2H),7.49 (d,J＝8.0Hz,2H),7.42(t,J＝7.5Hz,2H),7.32(t,J＝7.5Hz,1H),7.25(d,J＝8.0 Hz,2H),2.39(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ141.1 138.3 137.0,129.5, 128.7,127.0(2),21.1；LRMS(EI,70eV)m/z(％):168(M+,100),152(25),115 (100),88(50)。
V-3:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.79(d,J＝8.0Hz,1H), 7.76-7.73(m,2H),7.61(s,1H),7.45-7.39(m,2H),7.32(d,J＝8.5Hz,1H),2.51(s, 3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ135.4,133.6,131.6,128.1,127.7,127.6,127.2, 126.8,125.8,124.9,21.7；LRMS(EI,70eV)m/z(％):142(M+,100),126(2),115 (42),89(7)。
V-4:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.48(s,1H),8.05-8.03(m, 1H),7.98(d,J＝8.5Hz,1H),7.89(t,J＝8.5Hz,2H),7.63-7.56(m,2H),2.74(s, 3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ135.6,134.4,132.5,130.2,129.5,128.5,128.4, 127.8,126.8,123.9,26.7；LRMS(EI,70eV)m/z(％):170(M+,60),155(100),91 (15)。
V-5:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.98-7.96(m,2H),7.57(t, J＝7.5Hz,1H),7.49-7.76(m,2H),2.62(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ 198.2,137.0,133.1,128.5,128.3,26.6；LRMS(EI,70eV)m/z(％):120(M+,50), 105(100),91(2)。
V-6:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ6.09(s,3H),3.77(s,9H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ161.5,92.8,55.3；LRMS(EI,70eV)m/z(％):168 (M+,100),125(20),109(25),80(10)。
实施例69-71有机卤化物类反应底物的适应性研究(三)：
Figure RE-GDA0002424627980000261
产物表征：
IV-39:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.24(d,J＝10.0Hz,2H), 6.92(d,J＝10.0Hz,2H),4.33-4.30(m,1H),3.82(s,3H),3.69-3.65(m,1H), 3.58-3.55(m,1H),3.29(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ159.7,130.5,128.1, 114.0,83.2,57.0,55.3,48.2；LRMS(EI,70eV)m/z(％):202(M+,1),200(4),151 (100),135(20),91(10)。
IV-40:黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.23(d,J＝8.5Hz,2H), 6.90(d,J＝8.5Hz,2H),4.26-4.24(m,1H),3.81(s,3H),3.36-3.27(m,1H), 3.31-3.29(m,1H),3.27(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ159.6,131.7,127.7, 114.0,83.1,57.8,55.3,10.7；LRMS(EI,70eV)m/z(％):292(M+,5),151(100), 134(20),91(10)；HRMS m/z(ESI)calcd forC10H14IO2[M+H]+293.0033,found 293.0058.。
实施例72本发明方法应用于制备氘代产物
Figure RE-GDA0002424627980000271
具体操作如下：
向三颈瓶(10mL)中依次加入式I-1所示的对甲氧基苯乙烯(0.2mmol),式 II-12所示的4-苯基苄溴(0.4mmol，2equiv)，CD3OD(III-1-d1,1mL), Cp2Fe(3mol％),nBu4NBF4(0.1M),Na2HPO4(2equiv),THF(3mL)。反应瓶配备铂板阴极(1.0×1.0cm2)和石墨棒阳极，将反应混合物在室温、空气气氛下通以恒定电流5mA搅拌反应4小时，经TLC和/或GC-MS监测反应原料消耗完全后，反应混合液用EtOAc(3×10mL)萃取，合并有机相并用Na2SO4干燥，过滤，真空浓缩得到残余物，将残余物用硅胶柱层析分离(正己烷/乙酸乙酯)得到式IV-41(产率78％，基于I-1计算)和V-9-d1(产率80％，基于II-12计算) 的目标产物。IV-41表征数据：浅黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ 7.25(d,J＝9.0Hz,2H),6.91(d,J＝9.0Hz,2H),4.35-4.33(m,1H),3.82(s,3H), 3.55-3.51(m,1H),3.45-3.42(m,1H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ159.7,131.0, 128.0,114.0,82.8,64.72,55.26,36.49；LRMS(EI,70eV)m/z(％):249((M+2)+,1), 247(M+,1),154(100),135(20),91(10)；HRMS m/z(ESI)calcd forC10H10D3BrO2[M+H]+248.0360,found 248.0351.。V-9-d1表征数据：黄色油状液体；1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.58-7.56(m,2H),7.50-7.48(m,2H), 7.43-7.40(m,2H),7.33-7.30(m,1H),7.24(d,J＝8.0Hz,2H),2.37(s,2H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ141.1,138.3,137.0,129.5,128.7,127.0(2C),21.0,20.8, 20.6；LRMS(EI,70eV)m/z(％):169(M+,100),153(20),116(8),83(10)；HRMS m/z(ESI)calcd for C13H12D[M+H]+170.1075,found170.1055.。
以上所述实施例仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下，对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种汇聚式电化学合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
向配备有石墨棒阳极和铂板阴极的反应器中，依次加入式I所示的烯烃类化合物、式II所示的有机卤化物、式III所示的醇类化合物、催化剂Cp2Fe和电解质，随后将反应混合物在一定温度下、通以恒定电流I＝5mA搅拌反应，经TLC和/或GC-MS监测反应原料消耗完全后，反应混合液经后处理得到式IV和式V所示的目标产物；
反应式如下：
Figure FDA0002358110840000011
上述式I～式V中，R选自C1-20烷基、C6-20芳基-C1-20烷基；
R1、R2彼此独立地选自氢、C1-20烷基、C3-20环烷基、取代或未取代的C6-20芳基、取代或未取代的C6-20芳基-C1-20烷基、取代或未取代的C1-20烷氧基-C1-20烷基、取代或未取代的C3-20杂芳基、取代或未取代的C6-20芳基乙炔基；条件是R1、R2不同时选自氢；并且其中，可选地，R1、R2彼此连接以形成取代或未取代的C3-20的环状结构单元；
R3选自氢、C1-20烷基、C6-20芳基；或者可选地，R1或R2之一与R3彼此连接以形成取代或未取代的C3-20的环状结构单元；
R4、R5、R6彼此独立地选自氢、C1-20烷基、取代或未取代的C6-20芳基、取代或未取代的C6-20芳基-C1-20烷基、C1-20酰基、C1-20烷基-OC(＝O)-；条件是R4、R5、R6不同时选自氢；
X表示卤素，选自Cl，Br或I。
2.根据权利要求1所述的汇聚式电化学合成方法，其特征在于，式I化合物选自具有如下式I-1～I-34结构所示的化合物之一：
Figure FDA0002358110840000021
式II化合物选自如下式II-1～II-12结构所示的化合物之一：
Figure FDA0002358110840000031
式III化合物选自如下式III-1～III-5结构所示的化合物之一：
Figure FDA0002358110840000032
3.根据权利要求1或2所述的汇聚式电化学合成方法，其特征在于，所述方法可选地使用有机溶剂，所述有机溶剂选自THF、乙腈、DMSO、二氯乙烷中的任意一种当使用有机溶剂时，所述有机溶剂的使用量与式III的醇类化合物的投料比为3∶1(v/v)；优选地，所述有机溶剂选自THF。
4.根据权利要求1或2所述的汇聚式电化学合成方法，其特征在于，所述方法可选地加入碱，所述碱选自Na2HPO4，NaHCO3，Na2CO3和Et3N中的任意一种，当使用碱时，所述碱的投料量与式II所示的烯烃类化合物的投料摩尔比为(1～3)∶1；优选地，所述碱选自Na2HPO4，Na2HPO4与式II所示的烯烃类化合物的投料摩尔比为2∶1。
5.根据权利要求1或2所述的汇聚式电化学合成方法，其特征在于，当使用强碱性的nBu4NOH作为电解质时，可以选择性地获得式IV的目标产物，而使用弱碱性的nBu4NHSO4作为电解质时，则显示出对于式V的目标产物选择性，可使用的其它电解质还包括nBu4NPF6，Et4NPF6和LiClO4电解质的投料量为使其在反应体系中浓度为0.1M。
6.根据权利要求1或2所述的汇聚式电化学合成方法，其特征在于，所述一定温度选自为室温～70℃，优选为室温；所述搅拌反应的反应时间为4小时。
7.根据权利要求1或2所述的汇聚式电化学合成方法，其特征在于，式I所示的烯烃类化合物、式II所示的有机卤化物与催化剂Cp2Fe的投料摩尔比为1∶(1～3)∶(0.01～0.05)，优选地，式I所示的烯烃类化合物、式II所示的有机卤化物与催化剂Cp2Fe的投料摩尔比为1∶2∶0.03。
8.根据权利要求1或2所述的汇聚式电化学合成方法，其特征在于，所述的后处理操作如下：反应完全后，将反应混合液加水洗涤、乙酸乙酯萃取，干燥，过滤，真空浓缩得到残余物，再将残余物经硅胶柱层析分离得到式IV及式V的目标产物。
9.根据权利要求1所述的汇聚式电化学合成方法在制备氘代试剂中的应用，其特征在于，使用氘代甲醇为反应原料，制备获得式IV-d和式V-d所示的氘代试剂；反应式如下：
Figure FDA0002358110840000041
反应式中，R1～R6，X具有与权利要求1相同的定义。
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CN112281182A (zh) * 2020-10-29 2021-01-29 武汉大学 一种电化学条件下制备氘代芳烃的方法

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