(一)
技术领域：
本发明涉及一种二氯苯类化合物的单芳基化方法，具体涉及通过suzuki-miyaura偶联反应对二氯苯类化合物进行单芳基化的方法，属于有机化学合成领域。(二)
背景技术：
：钯催化卤代芳烃的芳基化反应在有机合成中具有很重要的作用。在众多的亲电试剂中，多卤代芳基化合物由于可以发生选择性的单官能团化并进行后续的设计可以得到很多有机合成中间体和产物。通常，选择性的单芳基化反应使用的亲电试剂为二溴苯类化合物，碘和溴取代的苯类化合物以及溴和氯取代的苯类化合物。而二氯苯类化合物虽然价廉易得，但由于c-cl键的键能较大，所受到的关注很少。就我们所知，到目前为止，只有mcnulty课题组报道了一例钯催化的二氯苯类化合物的单芳基化反应，使用pd(dba)2为催化剂，1,3,5,7-四甲基-8-苯基-2,4,6-三氧杂-8-磷杂三环[3.3.1.13.7]癸烷为配体，在甲苯溶剂中70℃下反应。该膦配体不易合成，价格昂贵。同时该膦配体对空气敏感，对环境污染严重。基于以上原因，探索稳定、易得的催化剂，以廉价易得的二氯苯类化合物为底物，选择性地进行单芳基化反应，得到相应的氯代联苯类化合物，具有很大的研究价值，这也正是本发明得以完成的基础和动力所在。(三)技术实现要素：为了克服现有技术中的诸多缺陷，本发明提供了一种新的二氯苯类化合物的单芳基化方法。本发明采用如下技术方案：一种二氯苯类化合物的单芳基化方法，所述方法为：氮气保护下，将式(1)所示二氯苯类化合物、式(2)所示芳基硼酸、氮杂环卡宾-钯络合物催化剂、碱性物质、反应溶剂混合，于0～100℃(优选20～70℃)反应1～24h(优选3～12h)，之后反应液经后处理，得到式(3)所示单芳基化产物。所述式(1)所示二氯苯类化合物为间二氯苯、对二氯苯或邻二氯苯。式(2)或式(3)中，rn表示苯环上具有n个取代基，n＝1或2，所述取代基各自独立选自氢、c1～c5烷基、c1～c5全氟烷基、c1～c5烷氧基、c2～c5烯基、c1～c5酰基或卤素，或者所述取代基与所在苯环组合形成萘基；优选的，n＝1，表示苯环上具有1个取代基，所述取代基选自氢、甲基、甲氧基、甲酰基、三氟甲基或氟，或者所述取代基与所在苯环组合形成萘基；同样优选的，n＝2，表示苯环上具有2个取代基，所述2个取代基均为甲基。所述式(1)所示二氯苯类化合物与式(2)所示芳基硼酸、氮杂环卡宾-钯络合物催化剂、碱性物质的投料物质的量之比为1～5：1：0.001～0.1：1～5，优选1～3：1：0.01～0.05：1～3。所述反应溶剂的体积用量以式(1)所示二氯苯类化合物的质量计为5～10ml/g。所述碱性物质选自叔丁醇钾、叔丁醇钠、叔丁醇锂、碳酸钾、碳酸钠、碳酸锂、碳酸铯、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铯、磷酸钾、磷酸钠、碳酸氢钾或碳酸氢钠，优选碳酸钾。所述反应溶剂为四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、二氧六环、甲苯、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、乙腈、1,2-二氯乙烷、乙醚、乙醇、甲醇、丙醇、异丙醇、丁醇、丙酮、水中的一种或两种以上任意比例的混合溶剂，优选乙醇，或者乙醇/水体积比1：3的混合溶剂。本发明方法的反应时间并无特别的限定，例如可通过液相色谱、色谱-质谱联用方法或tlc检测原料残留量多少而确定合适的反应时间，通常为1～24h。所述反应液的后处理可采用有机合成领域中公知的常规处理手段，例如结晶、重结晶、柱色谱提纯、萃取等中的任何一种处理手段或多种处理手段的组合。具体的，可按照如下方法进行后处理：反应结束后，将反应液自然冷却至室温(20～30℃)，然后用旋转蒸发仪除去反应液中的溶剂，残留物进行常规柱色谱分离纯化，以300～400目硅胶为柱填料，纯石油醚为洗脱剂进行洗脱，柱层析过程中使用tlc跟踪监测，收集含目标化合物的洗脱液，蒸除溶剂并干燥，即得产物。本发明中，所述氮杂环卡宾-钯络合物催化剂的非限定性例子如式(4)～(24)之一所示，这些催化剂均能通过公知的方法简洁地合成得到，例如参考organometallics,2014,33,1587中公开的方法。本发明的有益效果在于：本发明使用氮杂环卡宾-钯络合物为催化剂，在碱性物质存在下，式(1)二氯苯类化合物与式(2)芳基硼酸可发生选择性单芳基化反应。所述方法中，发展了新颖的催化体系，催化剂稳定、易得，能使稳定、价格低廉的二氯苯类化合物发生选择性的单芳基化反应，具有反应操作简单、成本低廉、产物收率和纯度高等诸多优点，是合成氯代联苯类化合物的全新方法，为该类化合物提供了新的合成路线，具有良好的研究价值和工业应用前景。(四)具体实施方式下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。以下实施例中室温为25℃。实施例1除非特殊限定，普遍反应条件如下：氮气保护下，将氮杂环卡宾-钯络合物(1.0mol％)，芳基硼酸(0.6mol)，k2co3(0.6mmol)，乙醇(0.5ml)、水(1.5ml)和间二氯苯(1.8mmol)依次加入封管中。将混合物在室温或50℃下反应12小时。停止反应，将混合物自然冷却至室温，旋转蒸发仪除去溶剂，残留物用快速柱层析分离得到纯净产物，所有产率为分离纯化后产物的产率。表格1.氮杂环卡宾-钯络合物20催化间二氯苯与硼酸的反应a所有反应均以间二氯苯1a(1.8mmol)，2(0.6mmol)，k2co3(0.6mmol)，20(1mol％)在etoh(0.5ml)和h2o(1.5ml)中反应12小时。b分离收率。实施例2除非特殊限定，普遍反应条件如下：将氮杂环卡宾-钯络合物(1.0mol％)，芳基硼酸(0.6mol)，k2co3(0.6mmol)，乙醇(2.0ml)和对二氯苯(1.5mmol)依次加入封管中。将混合物在室温下反应12小时。停止反应，将混合物自然冷却至室温，旋转蒸发仪除去溶剂，残留物用快速柱层析分离得到纯净产物，所有产率为分离纯化后产物的产率。表格2.氮杂环卡宾-钯络合物20催化对二氯苯与硼酸的反应序号a2(r)3b12a(h)3p,9022b(2-me)3q,8432g(4-ome)3r,8842h(3-f)3s,9052i(4-f)3t,87a所有反应均以对二氯苯1b(1.5mmol)，2(0.6mmol)，k2co3(0.6mmol)，20(1mol％)在etoh(2.0ml)中反应12小时。b分离收率。实施例3除非特殊限定，普遍反应条件如下：将氮杂环卡宾-钯络合物(1.0mol％)，芳基硼酸(0.6mol)，k2co3(0.6mmol)，乙醇(0.5ml)、水(1.5ml)和邻二氯苯(1.5mmol)依次加入封管中。将混合物在50℃反应12小时。停止反应，将混合物自然冷却至室温，旋转蒸发仪除去溶剂，残留物用快速柱层析分离得到纯净产物，所有产率为分离纯化后产物的产率。表格3.氮杂环卡宾-钯络合物20催化邻二氯苯与硼酸的反应序号a2(r)3b12b(2-me)3u,9322e(2-ome)3v,8832j(3,5-me2)3w,91a所有反应均以邻二氯苯1c(1.5mmol)，2(0.6mmol)，k2co3(0.6mmol)，20(1mol％)在etoh(0.5ml)和h2o(1.5ml)中，50℃反应12小时。b分离收率。对比例2012年，mcnulty课题组报道了以1mol％pd(dba)2为催化剂，3mol％1,3,5,7-四甲基-8-苯基-2,4,6-三氧杂-8-磷杂三环[3.3.1.13.7]癸烷为配体，在甲苯溶剂中，70℃下二氯苯类化合物的单芳基化反应。该反应需要加入额外的膦配体，该膦配体不易合成，价格昂贵。同时膦配体对空气敏感，对环境污染严重；反应需要在甲苯溶液中70℃下才能顺利进行。而我们发展的催化体系不需要额外加入配体，催化剂稳定，以乙醇和水作为溶剂，在室温或50℃下就能顺利进行，反应操作更简单，更绿色环保，能耗更低。化合物3a～3w的表征数据如下：化合物3a：无色液体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ7.56-7.53(m,3h),7.43-7.21(m,3h),7.36-7.29(m,3h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ143.1,139.8,134.6,129.9,128.9,127.8,127.3,127.2,127.1,125.3.化合物3b：无色液体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ7.32-7.31(m,3h),7.26-7.18(m,5h),2.25(s,3h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ143.8,140.5,135.2,133.9,130.4,129.6,129.30,129.26,127.7,127.4,126.89,125.85,20.3.化合物3c：无色液体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ7.56(s,1h),7.44(d,j＝7.5hz,1h),7.36-7.29(m,5h),7.18(d,j＝7.0hz,1h),2.41(s,3h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ143.2,139.8,138.5,134.6,129.9,128.8,128.6,127.9,127.3,127.1,125.3,124.2,21.5.化合物3d：白色固体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ7.54(s,1h),7.42(t,j＝7.0hz,3h),7.32-7.25(m,4h),2.37(s,3h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ143.0,137.7,136.9,134.6,129.9,129.6,127.0,126.91,126.89,125.0,21.0.化合物3e：无色液体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ7.52(s,1h),7.40-7.38(m,1h),7.34-7.27(m,4h),7.03-6.96(m,2h),3.80(s,3h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ156.4,140.4,133.8,130.7,129.6,129.3,129.2,129.1,127.7,126.9,120.9,111.3,55.5.化合物3f：无色液体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ7.56(s,1h),7.45(d,j＝7.5hz,1h),7.37-7.32(m,3h),7.14(d,j＝7.5hz,1h),7.08(s,1h),6.91(d,j＝8.0hz,1h),3.86(s,3h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ160.1,143.0,141.3,134.6,129.93,129.89,127.4,127.3,125.3,119.6,113.3,112.9,55.3.化合物3g：白色固体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ7.52(t,j＝1.5hz,1h),7.50-7.47(m,2h),7.40(dt,j＝8.0,1.5hz,1h),7.31(t,j＝8.0hz,1h),7.27-7.24(m,1h),6.98-6.95(m,2h),3.83(s,3h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ159.6,142.7,134.6,132.3,129.9,128.1,126.8,126.6,124.8,114.3,55.3.化合物3h：无色液体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ7.54(s,1h),7.43-7.31(m,5h),7.24(d,j＝7.5hz,1h),7.05(t,j＝8.0hz,1h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ163.2(d,j＝244.6hz),142.0(d,j＝7.6hz),141.7(d,j＝2.1hz),134.8,130.4(d,j＝8.3hz),130.1,127.8,127.2,125.2,122.7(d,j＝2.8hz),114.7(d,j＝21.0hz),114.0(d,j＝22.1hz).化合物3i：无色液体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ7.50-7.47(m,3h),7.39-7.37(m,1h),7.35-7.28(m,2h),7.13-7.08(m,2h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ162.8(d,j＝246.0hz),142.0,135.9(d,j＝3.3hz),134.7,130.0,128.7(d,j＝8.1hz),127.3,127.1,125.1,115.8(d,j＝21.4hz).化合物3j：无色液体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ7.54(t,j＝1.5hz,1h),7.42(dt,j＝7.5,1.5hz,1h),7.33-7.26(m,2h),7.16(s,2h),7.00(s,1h),2.36(s,6h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ143.3,139.8,138.4,134.5,129.8,129.5,127.3,127.0,125.3,125.0,21.3.化合物3k：无色液体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ7.35-7.30(m,2h),7.18-7.15(m,2h),7.10(d,j＝8.0hz,2h),7.03(dt,j＝8.0,1.5hz,1h),2.03(s,6h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ143.0,140.4,135.9,134.3,129.7,129.2,127.43,127.39,127.35,126.9,20.7.化合物3l：无色液体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ8.01(d,j＝8.5hz,2h),7.62(d,j＝8.5hz,2h),7.57(t,j＝1.5hz,1h),7.47(dt,j＝7.5,1.5hz,1h),7.39-7.33(m,2h),2.62(s,3h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ197.4,144.1,141.6,136.3,134.8,130.1,128.9,128.1,127.3,127.1,125.3,26.5.化合物3m：无色液体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ7.70(d,j＝8.0hz,2h),7.65(d,j＝8.0hz,2h),7.57(s,1h),7.46(d,j＝7.0hz,1h),7.41-7.36(m,2h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ143.3,141.6,135.0,130.2,130.0(q,j＝32.5hz),128.2,127.4,125.8(q,j＝3.75hz),125.4,125.2(q,j＝270.3hz).化合物3n：无色液体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ7.98(s,1h),7.89-7.83(m,3h),7.68-7.65(m,2h),7.55(d,j＝7.5hz,1h),7.51-7.46(m,2h),7.38-7.31(m,2h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ142.6,138.7,134.2,133.8,131.4,130.1,129.5,128.34,128.27,128.15,127.4,126.9,126.3,125.9,125.6,125.3.化合物3o：白色固体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ7.90-7.83(m,3h),7.51-7.47(m,3h),7.43(t,j＝7.5hz,1h),7.40-7.36(m,4h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ142.9,137.0,134.7,133.6,132.8,130.0,128.6,128.2,127.6,127.5,127.3,126.4,126.2,126.0,125.5,125.1.化合物3p：白色固体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ7.55(d,j＝7.5hz,2h),7.51(d,j＝8.5hz,2h),7.45–7.40(m,4h),7.36(t,j＝7.5hz,1h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ140.0,139.7,133.4,128.89,128.86,128.4,127.6,127.0.化合物3q：无色液体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ7.37(d,j＝8.5hz,2h),7.27-7.22(m,5h),7.18(d,j＝7.0hz,1h),2.25(s,3h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ140.7,140.4,135.2,132.8,130.5,130.4,129.6,128.3,127.6,125.9,20.3.化合物3r：白色固体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ7.49-7.46(m,4h),7.37(d,j＝8.5hz,2h),6.97(d,j＝8.5hz,2h),3.84(s,3h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ159.4,139.3,132.7,132.5,128.8,128.0,127.9,114.3,55.3.化合物3s：无色液体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ7.48(d,j＝8.5hz,2h),7.41-7.36(m,3h),7.31(d,j＝8.0hz,1h),7.23(dt,j＝10.0,2.0hz,1h),7.04(td,j＝10.0,2.0hz,1h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ163.2(d,j＝244.5hz),142.2(d,j＝7.6hz),138.4(d,j＝2.0hz),134.0,130.4(d,j＝8.4hz),129.03,128.3,122.6(d,j＝2.8hz),114.4(d,j＝21.0hz),113.9(d,j＝22.0hz).化合物3t：白色固体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ7.51-7.48(m,2h),7.45(d,j＝8.5hz,2h),7.39(d,j＝8.5hz,2h),7.12(t,j＝8.5hz,2h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ162.6(d,j＝245.6hz),138.7,136.1(d,j＝3.1hz),133.4,129.0,128.6(d,j＝8.0hz),128.2,115.8(d,j＝21.4hz).化合物3u：无色液体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ7.47-7.45(m,1h),7.32-7.21(m,6h),7.14(d,j＝7.0hz,1h),2.12(s,3h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ140.7,139.4,136.2,133.4,131.0,129.8,129.39,129.37,128.5,127.9,126.6,125.5,19.7.化合物3v：无色液体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ7.46-7.45(m,1h),7.40-7.36(m,1h),7.30-7.26(m,3h),7.19(dd,j＝7.5,1.5hz,1h),7.03(t,j＝7.5hz,1h),6.99(d,j＝8.5hz,1h),3.78(s,3h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ156.8,137.8,133.9,131.7,131.0,129.3,129.3,128.6,128.5,126.4,120.3,111.0,55.6.化合物3w：无色液体。1hnmr(cdcl3,500mhz,tms)δ7.43(dd,j＝7.5,1.0hz,1h),7.30(dd,j＝7.5,2.0hz,1h),7.26-7.23(m,2h),7.04(s,2h),7.01(s,1h),2.36(s,6h).13cnmr(cdcl3,125mhz,tms)δ140.8,139.3,137.5,132.5,131.3,129.8,129.2,128.3,127.2,126.6,21.3.ms(％)(ei)m/z216(m+,100),169(41),218(34),166(32).ir(neat)2908,1603,1464,1252,1096,1050,1038,849cm-1.hrms(esi):calcd.forc14h13cl:216.0706；found:216.0711.0。当前第1页12