CN111909031B - 一种偕二氟烯基取代的烷基羧酸类化合物及其合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种偕二氟烯基取代的烷基羧酸类化合物以及(Z)式α‑氟代丙烯酸及其衍生物及其合成方法，以α‑三氟甲基取代的烯烃或者1,1‑偕二氟烯烃、二氧化碳为原料，在电化学条件下，即可发生脱氟羧化反应，分别得到偕二氟烯基取代的烷基羧酸类化合物以及(Z)式α‑氟代丙烯酸及其衍生物。本发明避免传统方法中贵金属催化剂和当量还原剂的使用，具有与现有金属催化的脱氟羧化反应不同的区域选择性，且反应条件温和、操作简单、具有良好的官能团兼容性和底物普适性。

Description

一种偕二氟烯基取代的烷基羧酸类化合物及其合成方法
技术领域
本发明属于有机化合物工艺应用技术领域，尤其是涉及一种偕二氟烯基取代的烷基羧酸类化合物以及α-氟代丙烯酸化合物及其合成方法。
背景技术
含氟有机羧酸已经被广泛应用于合成化学、材料、聚合物、医药、农药、特性溶剂、表面活性剂等各个领域。从多氟有机化合物与二氧化碳等简单原料出发，通过脱氟羧化反应是合成含氟有机羧酸最为直接的方法之一。但由于氟原子的原子半径小
Figure BDA0002633015730000012
电负性强(χ＝4.0)，导致碳氟键具有键能强、极化度高等特点，是最强的碳杂原子键(H.Amii,K.Uneyama,Chem.Rev.2009,109,2119)。此外，由于二氧化碳具有很好的热力学稳定性和动力学惰性(Q.Liu,L.Wu,R.Jackstell,M.Beller,Nat.Commun.2015,6,5933)，因此对于含氟化合物的脱氟羧化反应具有很高挑战。
另一方面，偕二氟烯基取代的烷基羧酸类化合物中同时含有偕二氟烯基及羧基等重要官能团，而这些官能团广泛地存在于很多天然产物及药物活性分子中(Y.Pan,J.Qiu,R.B.Silverman,J.Med.Chem.2003,46,5292–5293；C.Leriche,X.He,C.-w.T.Chang,H.-w.Liu,J.Am.Chem.Soc.2003,125,6348-6349)，如下式所示。通过查阅文献，该类化合物到目前为止尚未有高效、高原子经济性的合成方法。
Figure BDA0002633015730000011
同时，α-氟代丙烯酸作为一种重要的含氟结构单元同样存在于一些生物活性分子中(W.Liu,J.Zuo,A.Li,C.Bi,J.Beij.Med.Coll 1984,16,62-65；K.Rousee,J.-P.Bouillon,S.Couve-Bonnaire,X.Pannecoucke,Org.Lett.2016,18,540-543andreferences therein)，上式所示。目前已有很多高效的合成方法，例如南京工业大学冯超等发展了光催化的脱氟羧化反应(C.Zhu,Y.-F.Zhang,Z.-Y.Liu,L.Zhou,H.Liu,C.Feng,Chem.Sci.2019,10,6721–6726)；四川大学余达刚等(S.-S.Yan,D.-S.Wu,J.-H.Ye,L.Gong,X.Zeng,C.-K.Ran,Y.-Y.Gui,J.Li,D.-G.Yu,ACS Catal.2019,9,6987–6992)以及本发明课题组分别实现了铜催化的脱氟羧化反应(S.-L.Xie,X.-Y.Cui,X.-T.Gao,F.Zhou,H.-H.Wuand J.Zhou,Org.Chem.Front.,2019,6,3678-3682)来合成上述α-氟代丙烯酸化合物。但上述方法需要使用当量的硼酸酯等还原剂，且反应温度较高。因此，发展直接高效的方法来合成偕二氟烯基取代的烷基羧酸以及α-氟代丙烯酸类化合物具有重要意义。
发明内容
为克服现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种未曾报道过的偕二氟烯基取代的烷基羧酸类化合物及其高效合成方法。
本发明可以通过以下技术方案来实现：
本发明提出了一种偕二氟烯基取代的烷基羧酸类化合物，其结构如式(2)所示：
Figure BDA0002633015730000021
其中，
R1是不为氢以外的其它基团，如芳基、烷基取代的芳基、氰基取代的芳基、酯基取代的芳基、卤素取代的芳基、三氟甲氧基取代的芳基、三氟甲基取代的芳基、芳基取代的芳基、杂芳基取代的芳基、烷氧基取代的芳基、烷基、烯基、炔基等；
R2为氢、烷基、芳基、烷基取代的芳基；
R3为氢、烷基、芳基、烷基取代的芳基；
优选地，
R1是不为氢以外的其它基团，如苯基、C1-C10烷基取代的苯基、氰基取代的苯基、甲酸甲酯基取代的苯基、氟取代的苯基、氯取代的苯基、三氟甲基取代的苯基、三氟甲氧基取代的苯基、苯基取代的苯基、萘基取代的苯基、噻吩取代的苯基、苯并呋喃取代的苯基、C1-C10烷氧基取代的苯基、C1-C10烷基、炔基、烯基等；
R2为氢、C1-C10烷基、苯基、C1-C10烷基取代的苯基；
R3为氢、C1-C10烷基、苯基、C1-C10烷基取代的苯基；
进一步优选地，
R1是不为氢以外的其它基团，如苯基、甲基取代的苯基、乙基取代的苯基、丙基取代的苯基、氰基取代的苯基、甲酸甲酯基取代的苯基、氟取代的苯基、氯取代的苯基、三氟甲氧基取代的苯基、三氟甲基取代的苯基、苯基取代的苯基、萘基取代的苯基、噻吩基取代的苯基、苯并呋喃基取代的苯基、甲氧基取代的芳基、壬基、烯基、炔基等；
R2为氢、甲基、乙基、丙基、丁基、乙基取代的苯基、苯基；
R3为氢、甲基、乙基、丙基、丁基、乙基取代的苯基、苯基。
式(2)可以是环状或链状结构。
本发明还提出了偕二氟烯基取代的烷基羧酸类化合物的合成方法，以α-三氟甲基取代的烯烃和二氧化碳为原料，在电化学条件下，加入支持电解质与溶剂，发生脱氟羧化反应，得到目标产物偕二氟烯基取代的烷基羧酸类化合物，反应路线如反应式(I)所示：
Figure BDA0002633015730000031
其中，
R1是不为氢以外的其它基团，如芳基、烷基取代的芳基、氰基取代的芳基、酯基取代的芳基、卤素取代的芳基、三氟甲氧基取代的芳基、三氟甲基取代的芳基、芳基取代的芳基、杂芳基取代的芳基、烷氧基取代的芳基、烷基、烯基、炔基等；
R2为氢、烷基、芳基、烷基取代的芳基；
R3为氢、烷基、芳基、烷基取代的芳基；
优选地，
R1是不为氢以外的其它基团，如苯基、C1-C10烷基取代的苯基、氰基取代的苯基、甲酸甲酯基取代的苯基、氟取代的苯基、氯取代的苯基、三氟甲基取代的苯基、三氟甲氧基取代的苯基、苯基取代的苯基、萘基取代的苯基、噻吩基取代的苯基、苯并呋喃基取代的苯基、C1-C10烷氧基取代的苯基、C1-C10烷基、炔基、烯基等；
R2为氢、C1-C10烷基、苯基、C1-C10烷基取代的苯基；
R3为氢、C1-C10烷基、苯基、C1-C10烷基取代的苯基；
进一步优选地，
R1是不为氢以外的其它基团，如苯基、甲基取代的苯基、乙基取代的苯基、丙基取代的苯基、氰基取代的苯基、甲酸甲酯基取代的苯基、氟取代的苯基、氯取代的苯基、三氟甲氧基取代的苯基、三氟甲基取代的苯基、苯基取代的苯基、萘基取代的苯基、噻吩基取代的苯基、苯并呋喃基取代的苯基、甲氧基取代的芳基、壬基、烯基、炔基等；
R2为氢、甲基、乙基、丙基、丁基、乙基取代的苯基、苯基；
R3为氢、甲基、乙基、丙基、丁基、乙基取代的苯基、苯基。
式(2)可以是环状或链状结构。
所述反应还包括后处理步骤：反应完毕后，经酸洗、萃取、分离、纯化，得到目标产物偕二氟烯基取代的烷基羧酸类化合物。
其中，所述脱氟羧化反应在一室型或两室型电解槽中进行，通过恒电流或恒电压电解的方式进行，在低温、常温或加热状态，二氧化碳为常压或加压条件下，搅拌至反应完全。
所述恒电流为3-11mA；优选地，为8mA。
所述恒电压为1.0-3.0V；优选地，为2.0V。
所述低温为-20～25℃；优选地，为25℃。
所述加热的温度为25-40℃；优选地，为25℃。
所述加压的压强为1-40atm；优选地，为1atm。
其中，所述脱氟羧化反应所用的溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、六甲基磷酰三胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺类溶剂；四氢呋喃等醚类溶剂；二氯甲烷、1，2-二氯乙烷等卤代烷类溶剂；甲苯等芳烃；正己烷、环己烷等烷烃等中的一种或多种；优选地，为N,N-二甲基甲酰胺。
其中，所述脱氟羧化反应所用的电极，其中，阴极为铂、镍等金属电极或石墨、石墨毡、网状玻璃碳等非金属电极；优选地，为铂片电极；
其中，阳极可以为网状玻璃碳、石墨、石墨毡等非金属电极或铂、镍、镁等金属电极；优选地，为铂片电极。
其中，所述脱氟羧化反应所用的电解质为nBu4NClO4、Et4NClO4、nBu4NOTs、nBu4NPF6、nBu4NBF4等季铵盐，醋酸钠、醋酸钾等有机盐，高氯酸锂、氯化锂等无机盐等；优选地，为nBu4NClO4。
本发明还提出了一种(Z)式α-氟代丙烯酸及其衍生物，其结构如式(4)所示：
Figure BDA0002633015730000041
其中，
R1是芳基、芳基取代的芳基、杂芳基取代的芳基、烷基取代的芳基、氰基取代的芳基、酯基取代的芳基、酰胺基取代的芳基、磺酰基取代的芳基、三氟甲基取代的芳基、三氟甲氧基取代的芳基、卤素取代的芳基、烷基、烯基、芳基取代的炔基、烷基取代的炔基等；
R2为氢、非杂原子取代基(非杂原子取代基指芳基)。
优选地，
R1是苯基、萘基取代的苯基、苯基取代的苯基、苯并噻吩基取代的苯基、C1-C10烷基取代的苯基、氰基取代的苯基、甲酯基取代的苯基、N,N-二乙基甲酰胺基取代的苯基、甲磺酰基取代的苯基、三氟甲基取代的苯基、三氟甲氧基取代的苯基、氟取代的苯基、C1-C10烷基、烯基、苯基取代的炔基、C1-C10烷基取代的炔基等；
R2为氢、苯基。
进一步优选地，
R1是苯基、萘基取代的苯基、苯基取代的苯基、苯并噻吩基取代的苯基、甲基取代的苯基、氰基取代的苯基、甲酯基取代的苯基、N,N-二乙基甲酰胺基取代的苯基、甲磺酰基取代的苯基、三氟甲基取代的苯基、三氟甲氧基取代的苯基、3,5-二氟取代的苯基、苯丙基、烯基、苯基取代的炔基、苯丙基取代的炔基等；
R2为氢或苯基。
本发明还提出了一种(Z)式α-氟代丙烯酸及其衍生物的合成方法，以1,1-偕二氟烯烃、二氧化碳为原料，在电化学条件下，加入支持电解质与溶剂，发生脱氟羧化反应，得到目标产物(Z)式α-氟代丙烯酸及其衍生物，反应路线如反应式(II)所示：
Figure BDA0002633015730000051
其中，
R1是芳基、芳基取代的芳基、杂芳基取代的芳基、烷基取代的芳基、氰基取代的芳基、酯基取代的芳基、酰胺基取代的芳基、磺酰基取代的芳基、三氟甲基取代的芳基、三氟甲氧基取代的芳基、卤素取代的芳基、烷基、烯基、芳基取代的炔基、烷基取代的炔基等；
R2为氢、非杂原子取代基(非杂原子取代基指芳基，所述芳基为苯基)。
优选地，
R1是苯基、萘基取代的苯基、苯基取代的苯基、苯并噻吩基取代的苯基、C1-C10烷基取代的苯基、氰基取代的苯基、甲酯基取代的苯基、N,N-二乙基甲酰胺基取代的苯基、甲磺酰基取代的苯基、三氟甲基取代的苯基、三氟甲氧基取代的苯基、氟取代的苯基、C1-C10烷基、烯基、苯基取代的炔基、C1-C10烷基取代的炔基等；
R2为氢、苯基。
进一步优选地，
R1是苯基、萘基取代的苯基、苯基取代的苯基、苯并噻吩基取代的苯基、甲基取代的苯基、氰基取代的苯基、甲酯基取代的苯基、N,N-二乙基甲酰胺基取代的苯基、甲磺酰基取代的苯基、三氟甲基取代的苯基、三氟甲氧基取代的苯基、3,5-二氟取代的苯基、苯丙基、烯基、苯基取代的炔基、苯丙基取代的炔基等；
R2为氢或苯基。
所述反应还包括后处理步骤：反应完毕后经酸洗、萃取、纯化，得到目标产物α-氟代丙烯酸。
其中，所述脱氟羧化反应在一室型或两室型电解槽中进行，通过恒电流或恒电压电解的方式，在低温、室温或加热条件下，二氧化碳为常压或加压，搅拌至反应完全。
所述恒电流为4-10mA；优选地，为8mA。
所述恒电压为2-4V；优选地，为3V。
所述低温为-20～25℃；优选地，为25℃。
所述加热的温度为25-40℃；优选地，为25℃。
所述加压的压强为0.1-1.0MPa；优选地，为0.1MPa。
其中，所述脱氟羧化反应所用的溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、六甲基磷酰三胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺类溶剂；甲苯等芳烃；环己烷、正己烷等烷烃；四氢呋喃等醚类溶剂；二氯甲烷、1,2-二氯乙烷等卤代烷类溶剂以及其他常见溶剂；优选地，为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙腈、二甲基亚砜等。
其中，所述脱氟羧化反应所用的电极，其中，阴极可以为铂、镍、泡沫镍等金属电极或石墨、石墨毡、网状玻璃碳、玻碳等非金属电极；优选地，为铂、镍、泡沫镍、玻碳等；
其中，阳极可以为网状玻璃碳、石墨、石墨毡、玻碳等非金属电极或铂、镍、泡沫镍、镁、铝、锌等金属电极；优选地，为镍、镁、铝、石墨等。
其中，所述脱氟羧化反应所用电解质为Et4NClO4、nBu4NClO4、nBu4NPF6、nBu4NOTs、nBu4NBF4、nBu4NBr、nBu4NI、Et4NI等季铵盐，醋酸钾、醋酸钠等有机盐，氯化锂、高氯酸锂等无机盐；优选地，为nBu4NI、Et4NI、nBu4NBr、nBu4NBF4。
本发明提供了一种利用电化学的脱氟羧化反应来制备偕二氟烯基取代的烷基羧酸以及(Z)式α-氟代丙烯酸及其衍生物的方法。本发明方法反应条件温和、操作简单、具有良好的底物普适性和官能团兼容性，合成效率高。
在一个具体实施方案中，本发明电化学脱氟羧化的方法，包括以下具体步骤：(1)在磨口试管中依次加入电解质、溶剂、原料，用提前装好双电极的橡胶塞塞好试管，在二氧化碳缓慢鼓泡或加压情况下，恒电流或恒电压电解，搅拌至反应完成。(2)通过萃取、干燥、柱层析分离得到化合物。
具体地合成偕二氟烯基取代的烷基羧酸的步骤为：在合适的磨口试管中，依次加入电解质(浓度为溶剂用量的0.05-0.1M)、溶剂、α-三氟甲基乙烯底物，添加剂水(55eq,也可不加)，随后塞好已装好双电极的橡皮塞，通过针筒向体系中均匀鼓入二氧化碳(或用反应釜加压)，室温或加热条件下，恒电流或恒电压电解，搅拌至反应完成。加入2M HCl溶液与EtOAc萃取一次，有机相再用饱和NH4Cl溶液洗两次，干燥、旋干、柱层析得到目标产物。
具体地，其反应路线如下所示：
Figure BDA0002633015730000071
其中，R1、R2、R3的定义同式(I)。
本发明中，所述α-三氟甲基取代的乙烯底物，如式(1)所示：
Figure BDA0002633015730000072
其中，R1是不为氢以外的其它基团；R2、R3为氢或烷基。本发明中所使用的α-三氟甲基取代的乙烯底物可以按照参考文献(B.M.Trost,L.Debien,J.Am.Chem.Soc.2015,137,11606-11609；X.Lu,X.-X.Wang,T.-J.Gong,J.-J.Pi,S.-J.He,Y.Fu,Chem.Sci.2019,10,809-814)的方法制备。
具体地合成(Z)式α-氟代丙烯酸及其衍生物的步骤为：在合适的玻璃瓶或反应釜中，依次加入电解质(浓度为溶剂用量的0.03-1.0M)、溶剂、1,1-偕二氟烯烃底物，随后装好双电极，向体系中均匀鼓入二氧化碳(或加压)，以恒电流或恒电压电解，搅拌至反应完成。加入2M HCl溶液与EtOAc萃取一次，有机相再用水洗两次，干燥、旋干、柱层析得到目标产物。
具体地，其反应路线如下所示：
Figure BDA0002633015730000073
其中，R1、R2的定义同式(II)。
本发明中，所述1,1-偕二氟烯烃底物，如式(3)所示：
Figure BDA0002633015730000081
其中，R1是芳基、烷基、烯基或炔基；R2为氢或非杂原子取代基。本发明中所使用的1,1-偕二氟烯烃底物可以按照参考文献(H.Sakaguchi,Y.Uetake,M.Ohashi,T.Niwa,S.Ogoshi,T.Hosoya,J.Am.Chem.Soc.2017,139,12855-12862；T.Fujino,T.Hinoue,Y.Usuki,T.Satoh,Org.Lett.2016,18,5688-5691；H.Tian,Q.Xia,Q.Wang,J.Dong,Y Liu,Q.Wang,Org.Lett.2019,21,4585-4589)的方法制备。
本发明利用电化学方法二氧化碳为原料发生脱氟羧化反应来高效合成偕二氟烯基取代的烷基羧酸、(Z)式α-氟代丙烯酸及其衍生物，其显著优点包括：本发明方法避免传统方法中贵金属催化剂和当量还原剂的使用，具有与现有金属催化的脱氟羧化反应不同的区域选择性，且反应条件温和、操作简单、具有良好的底物普适性和官能团兼容性，合成效率高。
具体实施方式
结合以下实施例进一步详细地说明本发明，以下实施例显示了本发明的不同方面，但本发明的保护内容不仅局限于以下实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。实施本发明的过程、条件、试剂、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。
实施例1
Figure BDA0002633015730000082
在15mL的磨口试管中加入电解质nBu4NClO4(167.5mg,0.49mmol)、溶剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)(7mL)、底物1a(34.3mg,0.2mmol)，塞好以安装好双铂电极的橡皮塞，通过长针头缓慢鼓入二氧化碳，接着以I＝8mA的电流恒电流电解7小时。待反应结束后，添加加入HCl溶液(2M,10mL)与乙酸乙酯(20mL)萃取，有机相再用饱和NH4Cl溶液(2×15mL)萃取，有机相合并，无水硫酸钠干燥。柱层析，淋洗剂(石油醚/乙酸乙酯＝3：1)。得到无色油状化合物2a，32.9mg，产率83％。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.39-7.33(m,4H),7.31-7.27(m,1H),3.45(t,J＝2.0Hz,2H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ176.38,155.00(dd,J＝291.3Hz,287.7Hz,1C),132.72(t,J＝3.8Hz,1C),128.60,127.80(t,J＝3.5Hz,1C),127.69,86.62(dd,J＝21.5Hz,18.0Hz,1C),33.60(d,J＝2.8Hz,1C)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-87.13(d,J＝33.5Hz,1F),-88.55(d,J＝33.8Hz,1F)；IR(ATR)ν2972.3,2887.4,1728.2,1712.8,1498.7,1413.8,1247.9,1176.6,1128.4,1006.8cm-1；HRMS(ESI):Exact mass calcd for C10H8F2NaO2[M+Na]+:221.0385,found:221.0383.
实施例2
Figure BDA0002633015730000091
在15mL的磨口试管中加入电解质nBu4NClO4(167.5mg,0.49mmol)、溶剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)(7mL)、底物1b(44.4mg,0.2mmol)、添加剂H2O(200μL)，塞好以安装好双铂电极的橡皮塞，通过长针头缓慢鼓入二氧化碳，接着以I＝8mA的电流恒电流电解7小时。待反应结束后，添加加入HCl溶液(2M,10mL)与乙酸乙酯(20mL)萃取，有机相再用饱和NH4Cl溶液(2×15mL)萃取，有机相合并，无水硫酸钠干燥。柱层析，淋洗剂(石油醚/乙酸乙酯＝3：1)。得到浅黄色固体化合物2b，30.8mg，产率62％。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.84-7.81(m,3H),7.79(s,1H),7.51-7.46(m,3H),3.55(t,J＝2.0Hz,2H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ176.76(dd,J＝4.3Hz,2.7Hz,1C),155.16(dd,J＝291.6Hz,288.2Hz,1C),133.14,132.53,130.04(t,J＝3.8Hz,1C),128.27,128.00,127.55,126.93(t,J＝3.7Hz,1C),126.38,126.35,125.44(dd,J＝4.5Hz,2.6Hz,1C),86.74(dd,J＝21.3Hz,17.9Hz,1C),33.66(d,J＝2.8Hz,1C)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-86.54(d,J＝33.1Hz,1F),-88.15(d,J＝32.7Hz,1F)；IR(ATR)ν3412.1,2976.2,1708.9,1523.7,1415.7,1259.5,1230.5,1118.7,935.4,815.8cm-1；HRMS(ESI):Exact mass calcd for C14H10F2NaO2[M+Na]+:271.0541,found:271.0538.
实施例3
Figure BDA0002633015730000092
在15mL的磨口试管中加入电解质nBu4NClO4(167.5mg,0.49mmol)、溶剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)(7mL)、底物1c(37.2mg,0.2mmol)，塞好以安装好双铂电极的橡皮塞，通过长针头缓慢鼓入二氧化碳，接着以I＝8mA的电流恒电流电解7小时。待反应结束后，添加加入HCl溶液(2M,10mL)与乙酸乙酯(20mL)萃取，有机相再用饱和NH4Cl溶液(2×15mL)萃取，有机相合并，无水硫酸钠干燥。柱层析，淋洗剂(石油醚/乙酸乙酯＝3：1)。得到浅黄色固体化合物2c，35.6mg，产率84％。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.24-7.22(m,2H),7.18-7.16(m,2H),3.43(t,J＝2.0Hz,2H),2.35(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3):δ176.34,154.85(dd,J＝290.8Hz,287.4Hz,1C),137.52,129.63(t,J＝3.8Hz,1C),129.30,127.60(t,J＝3.5Hz,1C),86.39(dd,J＝21.1Hz,18.0Hz,1C),33.56,21.12；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-87.67(d,J＝35.0Hz,1F),-88.91(d,J＝35.0Hz,1F)；IR(ATR)ν2970.3,1716.6,1516.0,1415.7,1382.9,1238.3,1107.1,1004.9,879.5cm-1；HRMS(ESI):Exact mass calcd for C11H10F2NaO2[M+Na]+:235.0541,found:235.0542.
实施例4
Figure BDA0002633015730000101
在15mL的磨口试管中加入电解质nBu4NClO4(167.5mg,0.49mmol)、溶剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)(7mL)、底物1d(46.0mg,0.2mmol)、添加剂H2O(200μL)，塞好以安装好双铂电极的橡皮塞，通过长针头缓慢鼓入二氧化碳，接着以I＝8mA的电流恒电流电解7小时。待反应结束后，添加加入HCl溶液(2M,10mL)与乙酸乙酯(20mL)萃取，有机相再用饱和NH4Cl溶液(2×15mL)萃取，有机相合并，无水硫酸钠干燥。柱层析，淋洗剂(石油醚/乙酸乙酯＝3：1)。得到白色固体化合物2d，27.6mg，产率54％。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.03-8.01(m,2H),7.42-7.40(m,2H),3.91(s,3H),3.47(t,J＝2.0Hz,2H)；13C NMR(125MHz,CDCl3):δ175.77(t,J＝3.2Hz,1C),166.64,155.22(dd,J＝293.5Hz,289.5Hz,1C),137.41(t,J＝4.2Hz,1C),129.83,129.22,127.65(t,J＝3.8Hz,1C),86.39(dd,J＝21.8Hz,17.1Hz,1C),52.21,33.16(d,J＝2.6Hz,1C)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-84.63(d,J＝28.6Hz,1F),-86.15(d,J＝28.6Hz,1F)；IR(ATR)ν2980.0,2576.9,1724.3,1699.2,1608.6,1435.0,1284.5,1249.8,1105.2,945.1cm-1；HRMS(ESI):Exact mass calcd for C12H10F2NaO4[M+Na]+:279.0439,found:279.0440.
实施例5
Figure BDA0002633015730000102
在15mL的磨口试管中加入电解质nBu4NClO4(167.5mg,0.49mmol)、溶剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)(7mL)、底物1e(51.2mg,0.2mmol)，塞好以安装好双铂电极的橡皮塞，通过长针头缓慢鼓入二氧化碳，接着以I＝8mA的电流恒电流电解7小时。待反应结束后，添加加入HCl溶液(2M,10mL)与乙酸乙酯(20mL)萃取，有机相再用饱和NH4Cl溶液(2×15mL)萃取，有机相合并，无水硫酸钠干燥旋干，加入Et2O(2mL)及MeOH(0.5mL),0℃下，再缓慢滴加TMSCHN2(2mol/L in hexane,0.3mL)，反应30min后，柱层析，淋洗剂(石油醚)。得到无色油状化合物2e，26.6mg，产率45％。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.26-7.23(m,2H),6.89-6.86(m,2H),5.90-5.80(m,1H),5.09-5.03(m,1H),5.02-4.98(m,1H),3.96(t,J＝6.4Hz,2H),3.67(s,3H),3.37(t,J＝2.4Hz,2H),2.26-2.21(m,2H),1.91-1.84(m,2H)；13C NMR(125MHz,CDCl3):δ170.77,158.37,154.64(t,J＝286.4Hz,1C),137.73,128.95(t,J＝3.5Hz,1C),124.93,115.22,114.53,86.72-86.40(m,1C),67.13,52.17,33.76,30.08,28.37；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-89.00(d,J＝38.0Hz,1F),-90.00(d,J＝38.0Hz,1F)；IR(ATR)ν2978.0,1743.6,1610.5,1516.0,1436.9,1346.3,1246.0,1174.6,914.2,831.3cm-1；HRMS(ESI):Exact masscalcd for C16H18F2NaO3[M+Na]+:319.1116,found:319.1119.
实施例6
Figure BDA0002633015730000111
在15mL的磨口试管中加入电解质nBu4NClO4(167.5mg,0.49mmol)、溶剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)(7mL)、底物1f(38.0mg,0.2mmol)，塞好以安装好双铂电极的橡皮塞，通过长针头缓慢鼓入二氧化碳，接着以I＝8mA的电流恒电流电解7小时。待反应结束后，添加加入HCl溶液(2M,10mL)与乙酸乙酯(20mL)萃取，有机相再用饱和NH4Cl溶液(2×15mL)萃取，有机相合并，无水硫酸钠干燥。柱层析，淋洗剂(石油醚/乙酸乙酯＝3：1)。得到无色油状化合物2f，31.9mg，产率74％。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.32-7.29(m,2H),7.08-7.02(m,2H),3.42(t,J＝2.4Hz,2H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ176.17,162.10(d,J＝246.2Hz,1C),154.94(t,J＝289.7Hz,1C),129.73-129.58(m,1C),128.62(dd,J＝7.3Hz,3.6Hz,1C),115.63(d,J＝21.6Hz,1C),85.90(dd,J＝21.9Hz,18.6Hz,1C),33.71(d,J＝2.6Hz,1C)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-87.39(dd,J＝34.2Hz,2.2Hz,1F),-88.70(d,J＝34.2Hz,1F),-113.81(d,J＝1.9Hz,1F)；IR(ATR)ν2999.3,2563.4,1747.5,1722.4,1604.7,1510.2,1417.6,1313.5,1247.9,1006.8cm-1；HRMS(ESI):Exact mass calcd for C10H7F3NaO2[M+Na]+:239.0290,found:239.0282.
实施例7
Figure BDA0002633015730000121
在15mL的磨口试管中加入电解质nBu4NClO4(167.5mg,0.49mmol)、溶剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)(7mL)、底物1g(38.0mg,0.2mmol)，塞好以安装好双铂电极的橡皮塞，通过长针头缓慢鼓入二氧化碳，接着以I＝8mA的电流恒电流电解7小时。待反应结束后，添加加入HCl溶液(2M,10mL)与乙酸乙酯(20mL)萃取，有机相再用饱和NH4Cl溶液(2×15mL)萃取，有机相合并，无水硫酸钠干燥。柱层析，淋洗剂(石油醚/乙酸乙酯＝3：1)。得到无色油状化合物2g，34.1mg，产率79％。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.36-7.30(m,1H),7.13-7.06(m,2H),6.99(td,J＝8.4Hz,2.4Hz,1H),3.44(t,J＝2.0Hz,2H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ176.43(t,J＝3.2Hz,1C),162.74(d,J＝244.5Hz,1C),155.16(dd,J＝292.5Hz,288.5Hz,1C),134.89-134.72(m,1C),130.11(d,J＝8.4Hz,1C),123.38(dd,J＝6.9Hz,3.4Hz,1C),115.08-114.59(m,2C),86.27-85.85(m,1C),33.37(d,J＝2.6Hz,1C)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-85.74(d,J＝30.8Hz,1F),-86.93(d,J＝30.5Hz,1F),-112.48(s,1F)；IR(ATR)ν3560.5,1724.3,1614.4,1585.4,1490.9,1411.8,1253.7,1120.6,1022.2,921.9cm-1；HRMS(ESI):Exactmass calcd for C10H7F3NaO2[M+Na]+:239.0290,found:239.0290.
实施例8
Figure BDA0002633015730000122
在15mL的磨口试管中加入电解质nBu4NClO4(167.5mg,0.49mmol)、溶剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)(7mL)、底物1h(42.4mg,0.2mmol)、添加剂H2O(200μL)，塞好以安装好双铂电极的橡皮塞，通过长针头缓慢鼓入二氧化碳，接着以I＝8mA的电流恒电流电解7小时。待反应结束后，添加加入HCl溶液(2M,10mL)与乙酸乙酯(20mL)萃取，有机相再用饱和NH4Cl溶液(2×15mL)萃取，有机相合并，无水硫酸钠干燥。柱层析，淋洗剂(石油醚/乙酸乙酯＝3：1)。得到黄色固体化合物2h，20.0mg，产率42％。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.53-7.51(m,1H),7.42(d,J＝8.0Hz,1H),7.25-7.18(m,2H),6.74(s,1H),3.54(t,J＝2.0Hz,2H)；13C NMR(125MHz,CDCl3):δ175.98(dd,J＝3.9Hz,3.0Hz,1C),155.60(dd,J＝298.2Hz,289.4Hz,1C),154.27,148.32-148.22(m,1C),128.57,124.34,123.11,120.85,111.08,104.53(dd,J＝9.4Hz,5.5Hz,1C),81.19(dd,J＝27.5Hz,16.9Hz,1C),30.28(d,J＝2.8Hz,1C)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-78.30(d,J＝18.4Hz,1F),-84.86(d,J＝18.4Hz,1F)；IR(ATR)ν2974.2,1755.2,1612.4,1516.0,1352.1,1253.7,1172.7,1018.4,935.4,750.3cm-1；HRMS(ESI):Exact masscalcd for C12H8F2NaO3[M+Na]+:261.0334,found:261.0337.
实施例9
Figure BDA0002633015730000131
在15mL的磨口试管中加入电解质nBu4NClO4(167.5mg,0.49mmol)、溶剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)(7mL)、底物1i(142.0mg,0.2mmol)，塞好以安装好双铂电极的橡皮塞，通过长针头缓慢鼓入二氧化碳，接着以I＝8mA的电流恒电流电解7小时。待反应结束后，添加加入HCl溶液(2M,10mL)与乙酸乙酯(20mL)萃取，有机相再用饱和NH4Cl溶液(2×15mL)萃取，有机相合并，无水硫酸钠干燥。柱层析，淋洗剂(石油醚/乙酸乙酯＝3：1)。得到浅黄色固体2i，73.6mg，产率50％。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.34-7.22(m,20H),7.19-7.16(m,2H),7.06-7.04(m,2H),5.02-4.98(m,2H),4.96-4.93(m,1H),4.85-4.80(m,3H),4.59-4.54(m,2H),4.52-4.49(m,1H),3.80-3.71(m,3H),3.69-3.65(m,2H),3.62-3.58(m,1H),3.39(t,J＝2.0Hz,2H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ175.92-175.85(m,1C),156.63,154.81(dd,J＝290.7Hz,287.4Hz,1C),138.40,138.08,137.97,137.90,129.02(t,J＝3.7Hz,1C),128.38,128.36,128.29,128.19,127.94,127.84,127.80,127.76,127.70,127.64,127.58,126.88(t,J＝3.9Hz,1C),116.90,101.42,86.08(dd,J＝21.5Hz,18.0Hz,1C),84.59,81.87,77.60,75.74,75.09,75.03,75.02,73.44,68.72,33.59；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-87.66(d,J＝35.3Hz,1F),-89.05(d,J＝35.3Hz,1F)；IR(ATR)ν3030.1,2362.8,1720.5,1516.0,1423.4,1359.8,1240.2,1066.6,1002.9,831.3cm-1；HRMS(ESI):Exact mass calcd forC44H42F2NaO8[M+Na]+:759.2740,found:759.2748.
实施例10
Figure BDA0002633015730000132
在15mL的磨口试管中加入电解质nBu4NClO4(167.5mg,0.49mmol)、溶剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)(7mL)、底物1j(40.0mg,0.2mmol)，塞好以安装好铂电极、石墨电极的橡皮塞，通过长针头缓慢鼓入二氧化碳，接着以I＝8mA的电流恒电流电解7小时。待反应结束后，添加加入HCl溶液(2M,10mL)与乙酸乙酯(20mL)萃取，有机相再用饱和NH4Cl溶液(2×15mL)萃取，有机相合并，无水硫酸钠干燥旋干，加入Et2O(2mL)及MeOH(0.5mL),0℃下，再缓慢滴加TMSCHN2(2mol/L in hexane,0.3mL)，反应30min后，柱层析，淋洗剂(石油醚)。得到无色油状化合物2j，26.0mg，产率54％。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.23-7.19(m,2H),7.14-7.09(m,3H),3.62(s,3H),2.91(t,J＝2.0Hz,2H),2.65-2.61(m,2H),2.33-2.28(m,2H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ170.85(dd,J＝4.1Hz,3.0Hz,1C),154.54(dd,J＝284.7Hz,283.7Hz,1C),140.78,128.42,128.27,126.16,83.59(dd,J＝22.3Hz,16.5Hz,1C),52.04,33.52(dd,J＝2.7Hz,2.5Hz,1C),31.94(dd,J＝3.2Hz,0.6Hz,1C),28.52(d,J＝1.8Hz,1C)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-92.50(d,J＝47.0Hz,1F),-92.90(d,J＝47.0Hz,1F)；IR(ATR)ν3736.1,3066.8,2958.8,1753.2,1604.7,1436.9,1350.1,1257.5,1172.7,1064.7cm-1；HRMS(ESI):Exact mass calcd for C13H14F2NaO2[M+Na]+:263.0854,found:263.0858.
实施例11
Figure BDA0002633015730000141
在15mL的磨口试管中加入电解质nBu4NClO4(167.5mg,0.49mmol)、溶剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)(7mL)、底物1k(39.2mg,0.2mmol)、添加剂H2O(200μL)，塞好以安装好双铂电极的橡皮塞，通过长针头缓慢鼓入二氧化碳，接着以I＝8mA的电流恒电流电解7小时。待反应结束后，添加加入HCl溶液(2M,10mL)与乙酸乙酯(20mL)萃取，有机相再用饱和NH4Cl溶液(2×15mL)萃取，有机相合并，无水硫酸钠干燥。柱层析，淋洗剂(石油醚/乙酸乙酯＝3：1)。得到浅黄色油状液体2k，28.9mg，产率65％。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.46-7.42(m,2H),7.33-7.29(m,3H),3.26(t,J＝2.0Hz,2H)；13C NMR(125MHz,CDCl3):δ174.74,159.86(dd,J＝296.0Hz,294.5Hz,1C),131.50,128.64,128.29,122.39,93.99(t,J＝5.9Hz,1C),79.71(dd,J＝7.2Hz,4.6Hz,1C),73.09(dd,J＝34.1Hz,21.0Hz,1C),33.08；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-77.46(d,J＝8.6Hz,1F),-81.96(d,J＝8.6Hz,1F)；IR(ATR)ν2968.4,1720.5,1490.9,1411.8,1286.5,1159.2,1087.8,914.2cm-1；HRMS(ESI):Exact mass calcd forC12H8F2NaO2[M+Na]+:245.0385,found:245.0383.
实施例12
Figure BDA0002633015730000151
在15mL的磨口试管中加入电解质nBu4NClO4(167.5mg,0.49mmol)、溶剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)(7mL)、底物1l(37.2mg,0.2mmol)，塞好以安装好双铂电极的橡皮塞，通过长针头缓慢鼓入二氧化碳，接着以I＝8mA的电流恒电流电解7小时。待反应结束后，添加加入HCl溶液(2M,10mL)与乙酸乙酯(20mL)萃取，有机相再用饱和NH4Cl溶液(2×15mL)萃取，有机相合并，无水硫酸钠干燥。柱层析，淋洗剂(石油醚/乙酸乙酯＝3：1)。得到浅黄色油状化合物2l，23.7mg，产率56％。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.39-7.36(m,1H),7.35-7.30(m,2H),7.29-7.27(m,2H),3.67(q,J＝7.2Hz,1H),1.32(d,J＝7.2Hz,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ179.15,154.34(t,J＝288.7Hz,1C),131.87(d,J＝1.9Hz,1C),129.22(t,J＝2.6Hz,1C),128.46,127.96,92.68(t,J＝19.0Hz,1C),39.09,14.94；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-88.74(s,2F)；IR(ATR)ν2987.7,2607.7,1728.2,1714.7,1498.6,1409.9,1323.1,1238.3,1186.2,1049.2cm-1；HRMS(ESI):Exact mass calcd for C11H10F2NaO2[M+Na]+:235.0541,found:235.0541.
实施例13
Figure BDA0002633015730000152
在15mL的磨口试管中加入电解质nBu4NClO4(167.5mg,0.49mmol)、溶剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)(7mL)、底物1m(39.6mg,0.2mmol)，塞好以安装好双铂电极的橡皮塞，通过长针头缓慢鼓入二氧化碳，接着以I＝8mA的电流恒电流电解7小时。待反应结束后，添加加入HCl溶液(2M,10mL)与乙酸乙酯(20mL)萃取，有机相再用饱和NH4Cl溶液(2×15mL)萃取，有机相合并，无水硫酸钠干燥。柱层析，淋洗剂(石油醚/乙酸乙酯＝3：1)。得到白色固体2m，23.3mg，产率52％。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.61-7.58(m,1H),7.23-7.11(m,3H),3.80-3.77(m,1H),2.93-2.85(m,1H),2.77-2.71(m,1H),2.31-2.24(m,1H),2.12-2.04(m,1H)；13CNMR(100MHz,CDCl3):δ178.75,154.25(dd,J＝297.2Hz,285.4Hz,1C),136.48(dd,J＝6.1Hz,1.0Hz,1C),128.78,127.36,127.22(d,J＝1.0Hz,1C),127.01(t,J＝1.8Hz,1C),126.54,87.33(dd,J＝22.4Hz,11.5Hz,1C),39.30,27.08,25.02；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-84.31(d,J＝33.5Hz,1F),-86.07(d,J＝33.8Hz,1F)；IR(ATR)ν3026.3,2802.5,2601.9,1707.0,1489.0,1417.6,1317.3,1165.0,991.4cm-1；HRMS(ESI):Exact mass calcd forC12H10F2NaO2[M+Na]+:247.0541,found:247.0541.
本发明下述实施例均先反应得到(Z)式α-氟代丙烯酸，为方便分离纯化，再加入三甲基硅基重氮甲烷现场进行甲酯化，最终得到(Z)式α-氟代丙烯酸酯，属于羧酸衍生物。
实施例14
Figure BDA0002633015730000161
在15mL的磨口试管中加入电解质nBu4NI(181.0mg,0.49mmol)、溶剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)(7mL)、底物1a(38.0mg,0.2mmol)，塞好已安装好电极的橡皮塞，通过长针头缓慢鼓入二氧化碳，接着以I＝8mA的电流恒电流电解4.5小时。待反应结束后，添加加入HCl溶液(2M,10mL)与乙酸乙酯(20mL)萃取，有机相再用水(2×10mL)萃取，有机相合并，无水硫酸钠干燥并旋干，加入Et2O(2mL)及MeOH(0.5mL),0℃下，再缓慢滴加TMSCHN2(2mol/L inhexane,0.3mL)，反应30min后，柱层析，淋洗剂(石油醚/乙酸乙酯＝20:1)，得到白色固体化合物2a，32.6mg，产率71％，Z/E＝17:1。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.10(s,1H),7.88-7.83(m,3H),7.79-7.77(m,1H),7.55-7.49(m,2H),7.10(d,J＝35.2Hz,1H),3.93(s,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ161.93(d,J＝34.2Hz,1C),146.97(d,J＝266.1Hz,1C),133.64(d,J＝2.0Hz,1C),133.17,130.82(d,J＝8.1Hz,1C),128.66,128.60,128.52,127.67,127.33,126.80(d,J＝8.3Hz,1C),126.61,117.96(d,J＝4.5Hz,1C),52.68；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-125.58.The spectroscopic data correspond to those previouslyreported in the literature(C.Zhu,Y.-F.Zhang,Z.-Y.Liu,L.Zhou,H.Liu,C.Feng,Chem.Sci.2019,10,6721-6726).
实施例15
Figure BDA0002633015730000162
在15mL的磨口试管中加入电解质nBu4NI(181.0mg,0.49mmol)、溶剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)(7mL)、底物1b(39.6mg,0.2mmol)，塞好已安装好电极的橡皮塞，通过长针头缓慢鼓入二氧化碳，接着以I＝8mA的电流恒电流电解4.0小时。待反应结束后，添加加入HCl溶液(2M,10mL)与乙酸乙酯(20mL)萃取，有机相再用水(2×10mL)萃取，有机相合并，无水硫酸钠干燥并旋干，加入Et2O(2mL)及MeOH(0.5mL),0℃下，再缓慢滴加TMSCHN2(2mol/L inhexane,0.3mL)，反应30min后，柱层析，淋洗剂(石油醚/乙酸乙酯＝7:1)，得到白色固体化合物2b，36.1mg，产率76％yield,Z/E>20:1。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.06(dd,J＝6.6Hz,1.8Hz,1H),7.70(dd,J＝6.4Hz,2.0Hz,1H),6.96(d,J＝34.4Hz,1H),3.94(s,3H),3.92(s,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ166.38,161.45(d,J＝34.4Hz,1C),147.87(d,J＝269.9Hz,1C),135.28(d,J＝4.5Hz,1C),130.81(d,J＝2.8Hz,1C),130.13(d,J＝8.3Hz,1C),129.93,116.53(d,J＝4.4Hz,1C),52.81,52.26；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-122.24.Thespectroscopic data correspond to those previously reported in the literature(S.-S.Yan,D.-S.Wu,J.-H.Ye,L.Gong,X.Zeng,C.-K.Ran,Y.-Y.Gui,J.Li,D.-G.Yu,ACSCatal.2019,9,6987–6992).
实施例16
Figure BDA0002633015730000171
在15mL的磨口试管中加入电解质nBu4NI(181.0mg,0.49mmol)、溶剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)(7mL)、底物1c(33.0mg,0.2mmol)，塞好已安装好电极的橡皮塞，通过长针头缓慢鼓入二氧化碳，接着以I＝8mA的电流恒电流电解4.5小时。待反应结束后，添加加入HCl溶液(2M,10mL)与乙酸乙酯(20mL)萃取，有机相再用水(2×10mL)萃取，有机相合并，无水硫酸钠干燥并旋干，加入Et2O(2mL)及MeOH(0.5mL),0℃下，再缓慢滴加TMSCHN2(2mol/L inhexane,0.3mL)，反应30min后，柱层析，淋洗剂(石油醚/乙酸乙酯＝3:1)，得到白色固体化合物2c，34.1mg，产率83％yield,Z/E＝18:1。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.93(s,1H),7.85(d,J＝8.0Hz,1H),7.67-7.64(m,1H),7.53(t,J＝7.8Hz,1H),6.91(d,J＝33.6Hz,1H),3.92(s,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ161.14(d,J＝34.1Hz,1C),148.15(d,J＝270.4Hz,1C),134.07(d,J＝8.0Hz,1C),133.37(d,J＝8.4Hz,1C),132.72(d,J＝2.5Hz,1C),132.27(d,J＝4.1Hz,1C),129.74,118.12,115.26(d,J＝4.4Hz,1C),113.34,52.94；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-121.85.The spectroscopic data correspond to those previouslyreported in the literature(S.-S.Yan,D.-S.Wu,J.-H.Ye,L.Gong,X.Zeng,C.-K.Ran,Y.-Y.Gui,J.Li,D.-G.Yu,ACS Catal.2019,9,6987–6992).
实施例17
Figure BDA0002633015730000181
在15mL的磨口试管中加入电解质nBu4NI(181.0mg,0.49mmol)、溶剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)(7mL)、底物1d(41.6mg,0.2mmol)，塞好已安装好电极的橡皮塞，通过长针头缓慢鼓入二氧化碳，接着以I＝8mA的电流恒电流电解3.5小时。待反应结束后，添加加入HCl溶液(2M,10mL)与乙酸乙酯(20mL)萃取，有机相再用水(2×10mL)萃取，有机相合并，无水硫酸钠干燥并旋干，加入Et2O(2mL)及MeOH(0.5mL),0℃下，再缓慢滴加TMSCHN2(2mol/L inhexane,0.3mL)，反应30min后，柱层析，淋洗剂(石油醚/乙酸乙酯＝10:1)，得到白色固体化合物2d，23.8mg，产率48％yield,Z/E＝10:1。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.93(d,J＝7.6Hz,1H),7.73(d,J＝8.0Hz,1H),7.60(t,J＝7.6Hz,1H),7.47(t,J＝7.6Hz,1H),7.27(dd,J＝32.2Hz,1.8Hz,1H),3.92(s,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ161.24(d,J＝35.0Hz,1C),147.76(d,J＝268.1Hz,1C),131.98,131.55,131.43,129.14(d,J＝1.7Hz,1C),128.96-128.36(m,1C),126.12(q,J＝5.6Hz,1C),123.83(q,J＝272.2Hz,1C),112.81(d,J＝2.1Hz,1C),52.90(s,1C)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-59.56(d,J＝2.3Hz,3F),-124.08(d,J＝2.3Hz,1F).The spectroscopic data correspond to those previously reported inthe literature(C.Zhu,Y.-F.Zhang,Z.-Y.Liu,L.Zhou,H.Liu,C.Feng,Chem.Sci.2019,10,6721-6726).
实施例18
Figure BDA0002633015730000182
在15mL的磨口试管中加入电解质nBu4NI(181.0mg,0.49mmol)、溶剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)(7mL)、底物1e(36.6mg,0.2mmol)，塞好已安装好电极的橡皮塞，通过长针头缓慢鼓入二氧化碳，接着以I＝8mA的电流恒电流电解4.5小时。待反应结束后，添加加入HCl溶液(2M,10mL)与乙酸乙酯(20mL)萃取，有机相再用水(2×10mL)萃取，有机相合并，无水硫酸钠干燥并旋干，加入Et2O(2mL)及MeOH(0.5mL),0℃下，再缓慢滴加TMSCHN2(2mol/L inhexane,0.3mL)，反应30min后，柱层析，淋洗剂(石油醚/乙酸乙酯＝6:1)，得到黄色固体化合物2e，24.0mg，产率54％yield,Z/E＝5.5:1。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.92-7.90(m,1H),7.89-7.85(m,1H),7.28(t,J＝8.6Hz,1H),6.87(d,J＝33.6Hz,1H),3.92(s,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ163.04(dd,J＝262.1Hz,3.6Hz,1C),161.02(d,J＝34.1Hz,1C),147.91(dd,J＝269.8Hz,2.5Hz,1C),136.48(t,J＝8.4Hz,1C),134.96(d,J＝9.1Hz,1C),128.43(t,J＝4.1Hz,1C),117.20(d,J＝19.8Hz,1C),114.24(dd,J＝4.5Hz,1.2Hz,1C),113.19,102.49(d,J＝16.0Hz,1C),52.97(s,1C)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-103.86(d,J＝2.6Hz,1F),-122.98(s,1F)；IR(ATR)ν1734.0,1504.5,1437.0,1352.1,1217.1,1101.4,966.3,912.3,833.3,761.9cm-1；HRMS(ESI):Exact mass calcd for C11H7F2NNaO2[M+Na]+:246.0337,found:246.0334.
实施例19
Figure BDA0002633015730000191
在15mL的磨口试管中加入电解质nBu4NI(181.0mg,0.49mmol)、溶剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)(7mL)、底物1f(32.8mg,0.2mmol)，塞好已安装好电极的橡皮塞，通过长针头缓慢鼓入二氧化碳，接着以I＝8mA的电流恒电流电解5.3小时。待反应结束后，添加加入HCl溶液(2M,10mL)与乙酸乙酯(20mL)萃取，有机相再用水(2×10mL)萃取，有机相合并，无水硫酸钠干燥并旋干，加入Et2O(2mL)及MeOH(0.5mL),0℃下，再缓慢滴加TMSCHN2(2mol/L inhexane,0.3mL)，反应30min后，柱层析，淋洗剂(石油醚/乙酸乙酯＝20:1)，得到黄色固体化合物2f，23.6mg，产率58％yield,Z/E＝12:1。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.52-7.50(m,2H),7.39-7.33(m,3H),3.88(s,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ160.57(d,J＝33.1Hz,1C),153.77(d,J＝272.1Hz,1C),131.94,129.44,128.46,122.11(d,J＝1.5Hz,1C),102.37(d,J＝6.8Hz,1C),100.61(d,J＝11.1Hz,1C),80.24,52.81；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-114.51；IR(ATR)ν1732.1,1504.5,1300.0,1240.2,1118.7,968.3,920.1,860.3,756.1,688.6cm-1；HRMS(ESI):Exact mass calcd for C12H9FNaO2[M+Na]+:227.0479,found:227.0481.
实施例20
Figure BDA0002633015730000192
在15mL的磨口试管中加入电解质nBu4NI(181.0mg,0.49mmol)、溶剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)(7mL)、底物1g(41.2mg,0.2mmol)，塞好已安装好电极的橡皮塞，通过长针头缓慢鼓入二氧化碳，接着以I＝8mA的电流恒电流电解6.5小时。待反应结束后，添加加入HCl溶液(2M,10mL)与乙酸乙酯(20mL)萃取，有机相再用水(2×10mL)萃取，有机相合并，无水硫酸钠干燥并旋干，加入Et2O(2mL)及MeOH(0.5mL),0℃下，再缓慢滴加TMSCHN2(2mol/L inhexane,0.3mL)，反应30min后，柱层析，淋洗剂(石油醚/乙酸乙酯＝20:1)，得到浅黄色液体化合物2g，24.5mg，产率50％yield,Z/E＝8.5:1。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.31-7.27(m,2H),7.21-7.18(m,3H),6.18(dt,J＝28.8Hz,2.4Hz,1H),3.85(s,3H),2.74(t,J＝7.6Hz,2H),2.44-2.40(m,2H),1.90(h,J＝7.2Hz,2H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ160.75(d,J＝33.2Hz,1C),153.97(d,J＝269.2Hz,1C),141.24,128.54,128.42,126.03,104.51(d,J＝6.7Hz,1C),101.18(d,J＝10.9Hz,1C),72.28,52.69,34.69,29.81,19.34；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-116.97；IR(ATR)ν2974.2,1762.9,1703.1,1319.3,1265.3,1242.2,1203.6,1047.4,879.5,740.7cm-1；HRMS(ESI):Exact mass calcd for C15H15FNaO2[M+Na]+:269.0948,found:269.0936.
实施例21
Figure BDA0002633015730000201
在15mL的磨口试管中加入电解质nBu4NI(181.0mg,0.49mmol)、溶剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)(7mL)、底物1h(43.2mg,0.2mmol)，塞好已安装好电极的橡皮塞，通过长针头缓慢鼓入二氧化碳，接着以I＝8mA的电流恒电流电解6.5小时。待反应结束后，添加加入HCl溶液(2M,10mL)与乙酸乙酯(20mL)萃取，有机相再用水(2×10mL)萃取，有机相合并，无水硫酸钠干燥并旋干，加入Et2O(2mL)及MeOH(0.5mL),0℃下，再缓慢滴加TMSCHN2(2mol/L inhexane,0.3mL)，反应30min后，柱层析，淋洗剂(石油醚/乙酸乙酯＝20:1)，得到浅黄色液体化合物2h，28.1mg，产率55％yield。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.38-7.36(m,3H),7.35-7.30(m,5H),7.21-7.18(m,2H),3.66(s,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ161.85(d,J＝35.1Hz,1C),143.86(d,J＝261.6Hz,1C),136.97(d,J＝4.6Hz,1C),136.20(d,J＝1.7Hz,1C),133.66(d,J＝11.9Hz,1C),130.02(d,J＝5.4Hz,1C),129.51(d,J＝3.2Hz,1C),128.95,128.29,128.21,128.18,52.20；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-122.81；IR(ATR)ν2358.9,1728.2,1325.1,1269.2,1197.8,1132.2,1051.2,881.5,742.6,698.2cm-1；HRMS(ESI):Exact mass calcd for C16H13FNaO2[M+Na]+:279.0792,found:279.0790.
实施例22
Figure BDA0002633015730000211
在15mL的磨口试管中加入电解质nBu4NI(181.0mg,0.49mmol)、溶剂DMF(N,N-二甲基甲酰胺)(7mL)、底物1i(39.2mg,0.2mmol)，塞好已安装好电极的橡皮塞，通过长针头缓慢鼓入二氧化碳，接着以I＝8mA的电流恒电流电解5.5小时。待反应结束后，添加加入HCl溶液(2M,10mL)与乙酸乙酯(20mL)萃取，有机相再用水(2×10mL)萃取，有机相合并，无水硫酸钠干燥并旋干，加入Et2O(2mL)及MeOH(0.5mL),0℃下，再缓慢滴加TMSCHN2(2mol/L inhexane,0.3mL)，反应30min后，柱层析，淋洗剂(石油醚/乙酸乙酯＝20:1)，得到黄色固体化合物2i，28.2mg，产率60％yield,Z/E>20:1。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.86-7.80(m,2H),7.57(s,1H),7.41-7.36(m,2H),7.28(dd,J＝33.6Hz,0.4Hz,1H),3.92(s,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ161.27(d,J＝33.0Hz,1C),146.34(d,J＝267.3Hz,1C),141.83(d,J＝7.8Hz,1C),138.80,133.47(d,J＝6.1Hz,1C),128.32(d,J＝5.4Hz,1C),125.89,124.80,124.33(d,J＝2.0Hz,1C),122.29,112.63(d,J＝8.1Hz,1C),52.73；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-122.59.The spectroscopic data correspond to those previouslyreported in the literature(C.Zhu,Y.-F.Zhang,Z.-Y.Liu,L.Zhou,H.Liu,C.Feng,Chem.Sci.2019,10,6721-6726).
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 (3)

1.一种偕二氟烯基取代的烷基羧酸化合物的合成方法，其特征在于，以
Figure DEST_PATH_IMAGE002
-三氟甲基取代的烯烃与二氧化碳为原料，在电化学条件下，加入支持电解质与溶剂，即可发生脱氟羧化反应，一步得到式（2）所示的偕二氟烯基取代的烷基羧酸类化合物；
所述脱氟羧化反应在一室型或两室型电解槽中进行，搅拌至反应完成；
所述脱氟羧化反应通过恒电流或恒电压电解的方式，搅拌至反应完成；所述恒电流为3-11 mA；所述恒电压为1.0-3.0 V；
所述脱氟羧化反应在室温下进行，二氧化碳为常压或加压，搅拌至反应完成；
所述脱氟羧化反应所用的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；
所述脱氟羧化反应所用的电解质为 n Bu4NClO4；
所述电解质的浓度为溶剂用量的0.05-0.1 M；
所述脱氟羧化反应所用的电极为铂片电极；
所述反应路线如式（I）所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
式（I）；
其中，R1为芳基、烷基取代的芳基、氰基取代的芳基、酯基取代的芳基、卤素取代的芳基、三氟甲氧基取代的芳基、三氟甲基取代的芳基、芳基取代的芳基、杂芳基取代的芳基、烷氧基取代的芳基、烷基、烯基、炔基；R2为氢、烷基、芳基、烷基取代的芳基；R3为氢、烷基、芳基、烷基取代的芳基。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应还包括后处理步骤：反应完毕后，经酸洗、萃取、分离、纯化，得到目标产物偕二氟烯基取代的烷基羧酸类化合物。
3.一种合成(Z)式
Figure 130963DEST_PATH_IMAGE002
-氟代丙烯酸及其衍生物的方法，其特征在于，以1,1-偕二氟烯烃与二氧化碳为原料，在电化学条件下，加入支持电解质与溶剂，即可发生脱氟羧化反应，一步得到(Z)式
Figure 844841DEST_PATH_IMAGE002
-氟代丙烯酸及其衍生物；
所述脱氟羧化反应在一室型或两室型电解槽中进行，搅拌至反应完成；
所述脱氟羧化反应通过恒电流或恒电压电解的方式，搅拌至反应完成；所述恒电流为4-10 mA；所述恒电压为2-4 V；
所述脱氟羧化反应在室温下进行，二氧化碳为常压或加压，搅拌至反应完成；
所述脱氟羧化反应所用的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；
所述脱氟羧化反应所用的电解质为 n Bu4NI；
所述电解质的浓度为溶剂用量的0.03-1.0 M；
所述脱氟羧化反应所用的电极为铂、镍电极；
所述反应路线如式（II）所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
式（II）；
其中，R1是芳基、芳基取代的芳基、杂芳基取代的芳基、烷基取代的芳基、氰基取代的芳基、酯基取代的芳基、酰胺基取代的芳基、磺酰基取代的芳基、三氟甲基取代的芳基、三氟甲氧基取代的芳基、卤素取代的芳基、烷基、烯基、芳基取代的炔基、烷基取代的炔基；R2为氢或芳基。
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