本发明属于合成化学技术领域，更具体地，涉及一种1,1,2,2-四溴类化合物及其制备方法和应用。
背景技术：
溴代炔烃类化合物是一类重要的有机合成中间体，可用于构建精细化学品、药物分子和功能材料的重要分子骨架作为反应前体，同时该类化合物具有良好的生物活性，也具有重要的生物活性，在药物化学、应用化学和合成化学领域有着广泛的应用，其合成与应用及具研究价值。其中，炔烃的氧化溴化是合成溴代炔烃化合物的重要方法。
用于合成溴代炔烃类化合物的传统方法主要为金属催化，碱催化和相转移催化，通常采用超声波、grignard试剂和锂试剂进行合成反应，存在反应条件苛刻，选择性低，反应不可控，需要使用金属催化剂、污染环境等多种问题。因此，寻找一种高选择性、副反应少、产物单一易于纯化、合成步骤简单、反应产物可控的用于合成1,1,2,2-四溴类化合物的方法，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，本发明目的在于提供一种1,1,2,2-四溴类化合物。
本发明另一目的在于提供上述1,1,2,2-四溴类化合物的制备方法。该方法操作简单、副反应少、高选择性的1,1,2,2-四溴类化合物的制备方法，为精细化工及生物医药的后续研究提供基础。
本发明再一目的在于提供上述1,1,2,2-四溴类化合物的应用。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种1,1,2,2-四溴类化合物，所述1,1,2,2-四溴类化合物的化学结构通式如式(1)所示：
其中，r为芳基，取代芳基，杂芳基，取代杂芳基，烷烃，取代烷基或硅烷基。
优选地，所述取代芳基、取代杂芳基、取代烷基中的取代基为卤素，烷基，卤代烷基，烷氧基，硝基，羟基，氰基，酯基，羰基或酰胺基中的一种以上，所述杂芳基为含氮、氧或硫的芳环或其衍生物。
优选地，所述1,1,2,2-四溴类化合物为：
所述的1,1,2,2-四溴类化合物的制备方法，包括以下具体步骤：
将炔烃类化合物溶解在有机溶剂中，加入溴化钠和碘苯二乙酸，室温下充分搅拌反应，然后再次投入溴化钠及碘苯二乙酸，在室温下继续充分搅拌反应，并tlc监测反应得到粗产品，粗产品经分离纯化，得1,1,2,2-四溴类化合物。
优选地，所述炔烃类化合物为4-甲基苯乙炔、4-溴苯乙炔、4-氟苯乙炔、3-甲基苯乙炔或4-氯苯乙炔；所述有机溶剂为乙腈、甲醇、乙醇、二氯甲烷、氯仿、苯、甲苯、四氢呋喃、乙醚、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚或乙酸乙酯。
优选地，所述炔烃类化合物和有机溶剂的体积比为1：(30～100)；所述炔类化合物：溴化钠：碘苯二乙酸的物质的量比为1：(2～9)：(4～10)；所述溴化钠：碘苯二乙酸的物质的量比为(1～10)：1。
优选地，所述反应的时间为1～10h。
所述的1,1,2,2-四溴类化合物在有机合成中间体领域中的应用。
本发明所述的烷基或烷基基团(取代烷基或硅烷基)表示含1～20个碳原子的饱和直链、环状或支链一价碳氢化合物原子团。其中，所述烷基基团可以独立任选地被一个或多个取代基所取代。烷基或烷基基团含有1～20个碳原子，优选地，烷基或烷基基团含有1～10个碳原子，更为优选地，烷基或烷基基团含有1～4个碳原子。
本发明所述的烷基或烷基基团包含但并不限于甲基(me，-ch3)，乙基(et，-ch2ch3)，正丙基(n-pr，-ch2ch2ch3)，异丙基(i-pr，-ch(ch3)2)，正丁基(n-bu，-ch2ch2ch2ch3)，异丁基(i-bu，-ch2ch(ch3)2)，仲丁基(s-bu，-ch(ch3)ch2ch3)，叔丁基(t-bu，-c(ch3)3)，正戊基(-ch2ch2ch2ch2ch3)，2-戊基(-ch(ch3)ch2ch2ch3)，3-戊基(-ch(ch2ch3)2)，2-甲基-2-丁基(-c(ch3)2ch2ch3)，3-甲基-2-丁基(-ch(ch3)ch(ch3)2)，3-甲基-1-丁基(-ch2ch2ch(ch3)2)，2-甲基-1-丁基(-ch2ch(ch3)ch2ch3)，正己基(-ch2ch2ch2ch2ch2ch3)，2-己基(-ch(ch3)ch2ch2ch2ch3)，3-己基(-ch(ch2ch3)(ch2ch2ch3))，2-甲基-2-戊基(-c(ch3)2ch2ch2ch3)，3-甲基-2-戊基(-ch(ch3)ch(ch3)ch2ch3)，4-甲基-2-戊基(-ch(ch3)ch2ch(ch3)2)，3-甲基-3-戊基(-c(ch3)(ch2ch3)2)，2-甲基-3-戊基(-ch(ch2ch3)ch(ch3)2)，2,3-二甲基-2-丁基(-c(ch3)2ch(ch3)2)，3,3-二甲基-2-丁基(-ch(ch3)c(ch3)3)，正庚基，正辛基等。
本发明所述的芳基或芳基基团(取代芳基)表示含1～20个碳原子的不饱和共轭碳氢化合物原子团，其中所述芳基可以独立任选地被一个或多个取代基所取代。优选地，芳基或芳基基团含有1～14个碳原子，更为优选地，芳基或芳基基团含有1～6个碳原子。芳基或芳基基团包含但并不限于苯基，取代苯基，萘基，取代萘基，蒽基，取代蒽基等；所述的杂芳基或取代杂芳基表示包含氮、氧和硫中的一个原子或多个原子组合成的含5～12个原子的芳环，或者为饱和环与杂芳环的衍生环状取代基。其中，所述杂芳基可以独立任选地被一个或多个取代基所取代。优选地，所述杂芳基为吡啶基或噻吩基。
本发明的反应通式如下式所示：
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明以炔烃类化合物及溴化钠为原料，高碘试剂作为催化剂，炔基加成生成1,1,2,2-四溴类化合物，该类化合物可提供多个取代位点，作为有机合成中间体。
2.本发明的方法具有反应条件温和、无需加热、操作步骤简单、安全可靠、绿色环保、高选择性的优点。
3.本发明的方法适用于多种炔烃类化合物，包括带芳香环类炔烃、取代芳基、杂芳基、取代杂芳基、烷烃、取代烷等，合成产率可最高达83％，目标产物的选择性最高可达a:b:c:d:f＝0:0:0:0:100(a为副产物单溴取代炔烃，b为副产物(e)-1,2-二溴烯烃化合物，c为副产物(z)-1,2-二溴烯烃化合物，d为副产物羰基二溴化合物，f为目标产物1,1,2,2-四溴类化合物)。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。除特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
实施例11-甲基-4-(1,1,2,2-四溴乙基)苯的制备
1.制备：38.0μl(0.3mmol)4-甲基苯乙炔溶解于3ml乙腈中，然后加入185.2mg(1.8mmol)溴化钠接着386.5mg(1.2mmol)碘苯二乙酸在20min内分批加入到体系中，在室温条件下反应3小时，然后再次投入92.6mg(0.3mmol)溴化钠，接着在20min内将96.6mg(0.3mmol)碘苯二乙酸分批加入到体系中，继续在室温条件下反应3小时，反应完后，用乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，减压浓缩。粗产品进行硅胶柱层析(正己烷100％)分离纯化得到黄色油状液体108.5mg1-甲基-4-(1,1,2,2-四溴乙基)苯，产率为83％，选择性为a：b：c：d：f1＝0：1：3.2：6.5：89.3(a为副产物单溴取代炔烃，b为副产物(e)-1,2-二溴烯烃化合物，c副产物(z)-1,2-二溴烯烃化合物，d为副产物羰基二溴化合物，f1为目标产物1-甲基-4-(1,1,2,2-四溴乙基)苯)。
2.结构鉴定：所得化合物的结构经核磁共振(1h-nmr和13c-nmr)表征结果为：(1hnmr,400mhz,cdcl3,ppm)：δ＝7.74(d,j＝8.2hz,2h),7.17(d,j＝8.2hz,2h),6.39(s,1h),2.36(s,3h)，(13cnmr,100mhz,cdcl3,ppm):δ＝140.3,129.3,129.0,128.6,73.0,54.9,21.2。
实施例21-氟-4-(1,1,2,2-四溴乙基)苯的制备
1.制备：34.4μl(0.3mmol)4-氟苯乙炔溶解于3ml乙腈中，然后加入185.2mg(1.8mmol)溴化钠接着386.5mg(1.2mmol)碘苯二乙酸在20min内分批加入到体系中，在室温条件下反应3小时，然后再次投入92.6mg(0.3mmol)溴化钠，接着在20min内将96.6mg(0.3mmol)碘苯二乙酸分批加入到体系中，继续在室温条件下反应3小时，反应完后，用乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，减压浓缩。粗产品进行硅胶柱层析(正己烷100％)分离纯化得到淡黄色液体69.9mg1-氟-4-(1,1,2,2-四溴乙基)苯，产率为53％，选择性为a：b：c：d：f2＝0:0:0:8.6:91.4(a为副产物单溴取代炔烃，b为副产物(e)-1,2-二溴烯烃化合物，c副产物(z)-1,2-二溴烯烃化合物，d为副产物羰基二溴化合物，f2为目标产物1-氟-4-(1,1,2,2-四溴乙基)苯)。
2.结构鉴定：所得化合物的结构经核磁共振(1h-nmr和13c-nmr)表征结果为：(1hnmr,400mhz,cdcl3,ppm)：δ＝7.89(m,2h),7.07(m,2h),6.35(s,1h)；(13cnmr,100mhz,cdcl3,ppm):δ＝163.1(q,j＝250.6hz),135.6(q,j＝3.1hz),131.0(q,j＝8.4hz),115.1(q,j＝21.9hz),71.3,54.6。
实施例31-甲基-3-(1,1,2,2-四溴乙基)苯的制备
1.制备：38.7μl(0.3mmol)3-甲基苯乙炔溶解于3ml乙腈中，然后加入185.2mg(1.8mmol)溴化钠接着386.5mg(1.2mmol)碘苯二乙酸在20min内分批加入到体系中，在室温条件下反应3小时，然后再次投入92.6mg(0.3mmol)溴化钠，接着在20min内将96.6mg(0.3mmol)碘苯二乙酸分批加入到体系中，继续在室温条件下反应3小时，反应完后，用乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，减压浓缩。粗产品进行硅胶柱层析(正己烷100％)分离纯化得到淡黄色油状液体83.7mg1-甲基-3-(1,1,2,2-四溴乙基)苯，产率为64％，选择性为a：b：c：d：f3＝0:0:0:0:100(a为副产物单溴取代炔烃，b为副产物(e)-1,2-二溴烯烃化合物，c副产物(z)-1,2-二溴烯烃化合物，d为副产物羰基二溴化合物，f3为目标产物1-甲基-3-(1,1,2,2-四溴乙基)苯)。
2.结构鉴定：所得化合物的结构经核磁共振(1h-nmr和13c-nmr)表征结果为：(1hnmr,400mhz,cdcl3,ppm)：δ＝7.66-7.64(m,2h),7.26(t,j＝7.6hz,1h),7.17(d,j＝7.6hz,1h),6.41(s,1h),2.40(s,3h)；(13cnmr,100mhz,cdcl3,ppm):δ＝139.84(s),138.2,130.8,129.2,128.3,125.7,73.0,54.7,21.6。
实施例41-氯-4-(1,1,2,2-四溴乙基)苯的制备
1.制备：41.0mg(0.3mmol)4-氯苯乙炔溶解于3ml乙腈中，然后加入185.2mg(1.8mmol)溴化钠接着386.5mg(1.2mmol)碘苯二乙酸在20min内分批加入到体系中，在室温条件下反应3小时，然后再次投入92.6mg(0.3mmol)溴化钠，接着在20min内将96.6mg(0.3mmol)碘苯二乙酸分批加入到体系中，继续在室温条件下反应3小时，反应完后，用乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，减压浓缩。粗产品进行硅胶柱层析(正己烷100％)分离纯化得到淡黄色油状液体42.4mg1-氯-4-(1,1,2,2-四溴乙基)苯，产率为31％，选择性为a：b：c：d：f4＝0:12.1:34.5:0:53.4(a为副产物单溴取代炔烃，b为副产物(e)-1,2-二溴烯烃化合物，c副产物(z)-1,2-二溴烯烃化合物，d为副产物羰基二溴化合物，f4为目标产物1-氯-4-(1,1,2,2-四溴乙基)苯)。
2.结构鉴定：所得化合物的结构经核磁共振(1h-nmr和13c-nmr)表征结果为：(1hnmr,400mhz,cdcl3,ppm)：δ＝7.83(d,j＝8.8hz,2h),7.36(d,j＝8.8hz,2h),6.35(s,1h)；(13cnmr,100mhz,cdcl3,ppm):δ＝138.3,136.1,130.2,128.4,71.2,54.2。
实施例51-溴-4-(1,1,2,2-四溴乙基)苯的制备
1.制备：54.3mg(0.3mmol)对4-溴苯乙炔溶解于3ml乙腈中，然后加入185.2mg(1.8mmol)溴化钠接着386.5mg(1.2mmol)碘苯二乙酸在20min内分批加入到体系中，在室温条件下反应3小时，然后再次投入92.6mg(0.3mmol)溴化钠，接着在20min内将96.6mg(0.3mmol)碘苯二乙酸分批加入到体系中，继续在室温条件下反应3小时，反应完后，用乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，减压浓缩。粗产品进行硅胶柱层析(正己烷100％)分离纯化得到乳白色油状液体33.0mg1-溴-4-(1,1,2,2-四溴乙基)苯，产率为22％，选择性为a：b：c：d：f5＝32.3:6.2:30.8:0:33.9(a为副产物单溴取代炔烃，b为副产物(e)-1,2-二溴烯烃化合物，c副产物(z)-1,2-二溴烯烃化合物，d为副产物羰基二溴化合物，f5为目标产物1-溴-4-(1,1,2,2-四溴乙基)苯)。
2.结构鉴定：所得化合物的结构经核磁共振(1h-nmr和13c-nmr)表征结果为：(1hnmr,400mhz,cdcl3,ppm)：δ＝7.76(d,j＝8.8hz,2h),7.51(d,j＝9.2hz,2h),6.35(s,1h)；(13cnmr,100mhz,cdcl3,ppm):δ＝138.8,131.4,130.4,124.5,71.2,54.0。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合和简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。