一种烯烃化合物的选择性硅基-芳基化方法

本发明涉及一种有机化合物的合成方法，特别涉及一种烯烃化合物的选择性硅基-芳基化方法。

背景技术：

1、有机硅化合物由于其独特的物理化学性质，在药物化学、材料化学和合成化学中具有重要的用途。将硅基和另一个官能团同时引入到碳碳双键上，是合成复杂有机硅化合物的一种有效方法。

2、偕二芳基(或称为1，1-二芳基)结构是具有高合成价值的结构单元，广泛存在于药物分子中(如下所示药物分子中的偕二芳基骨架)。向芳基烯烃中引入硅基和另一个芳基，能获得含硅的偕二芳基化合物，实现廉价化工原料向高附加值产物的转化。

3、

4、近年来，科学家们陆续发展了一系列烯烃芳基-硅基化方法。其中，2017年文献(angew.chem.int.ed.2017,56,7916-7919)公开了一种自由基参与的烯烃芳基-硅基化方法，需要过渡金属铁的参与，且芳基的选择范围较小，还需要120℃的苛刻条件。2020年文献(org.lett.2020,22,3215-3218)公开了一种一个分子内的烯烃芳基-硅基化方法，不仅需要过渡金属铜的参与，还受限于分子内反应而导致底物范围较小。2021年文献(sci.bull.2021,66,570-577)公开了一种双金属协同催化的烯烃芳基-硅基化方法，需要铜、镍两种过度金属的参与，且伴随着多种副产物的生成。此外，还有一些光催化烯烃芳基-硅基化方法，无不涉及到昂贵的光催化剂以及复杂的光照条件。因此，开发出一种条件温和、操作简单、无需过渡金属参与、底物适用范围广的烯烃硅基-芳基化方法，具有重要意义。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的第一目的为提供一种烯烃化合物的选择性硅基-芳基化方法，反应条件温和、操作简单、无需过渡金属参与且底物适用范围广。

2、技术方案：本发明所述的烯烃化合物的选择性硅基-芳基化方法，包括以下步骤：

3、(1)将烯烃ar1(r1)c＝ch-r2和(二甲基苯基硅烷基)频哪醇硼酸酯加入有机溶剂，在有机强碱的作用下发生反应原位获得活性碳负中间体反应液；

4、(2)向步骤(1)的反应液中加入芳基亲电试剂ar2-x，进行亲核取代反应，得到烯烃硅基-芳基化产物；

5、合成路线如下：

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7、其中，ar1选自芳基；r1选自氢、甲基、乙基、丙基、环丁基或芳基；ar2选自苯基、取代的吡啶、喹啉、异喹啉、嘧啶或吡嗪；r2选自氢、烷基或苯基；x选自卤素、氰基、甲氧基或甲硫基。

8、所述步骤(1)中，反应过程中反应液由无色透明迅速转变为深红色透明或半透明溶液。反应过程中烯烃与(二甲基苯基硅烷基)频哪醇硼酸酯生成活性碳负中间体，在烯烃中引入了硅基，并且活性中间体易与芳基腈、缺电的氮杂芳基氯、氮杂芳基甲醚、氮杂芳基甲硫醚等亲电试剂发生亲芳基取代反应(snar)，离去cn-、cl-、甲氧基、甲硫基等离去基团，获得相应的硅基官能团化的1,1-二芳基化的产物。

9、优选的，所述步骤(2)亲核取代反应温度为20～50℃，反应时间0.5～2小时，反应过程中反应液由深红色转变为棕色、浅黄色或完全褪色。

10、优选的，所述烯烃：(二甲基苯基硅烷基)频哪醇硼酸酯：有机强碱：芳基亲电试剂的摩尔比为1～2：1～2：2～4：1。

11、优选的，步骤(1)中，所述的烯烃选自苯乙烯、3-甲氧基苯乙烯、4-甲氧基苯乙烯、4-氯苯乙烯、3-(三氟甲基)苯乙烯、1-烯丙基-4-乙烯基苯、5-乙烯基苯并呋喃、4-甲硫基-α-甲基苯乙烯、4-二甲基氨基-α-甲基苯乙烯、1,1-二苯基乙烯、1,2-二氢萘、α-甲基苯乙烯、叔丁基二甲基(((8r，9s，13s，14s)-13-甲基-3-乙烯基-7,8,9,11,12,13,14,15,16,17-十氢-6h-环戊并[a]菲-17-基)氧基)硅烷、(e)-n,n-二甲基-3-苯基-2-丙烯-1-胺、(e)-1,2-二苯基乙烯或4-异丙烯基甲苯；

12、上述烯烃化合物的结构式为：

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15、优选的，步骤(2)中，所述的芳基亲电试剂选自4-氰基吡啶、2-环丙基甲氧基-4-氰基吡啶、2,2’-联吡啶-6-甲腈、3-氰基吡啶、异喹啉-1-甲腈、苯甲腈、2-氰基吡啶、喹啉-4-甲腈、4-氯喹啉、9-氯吖啶、2-氯苯并噻唑、4-甲氧基吡啶或4-甲硫基吡啶；

16、上述芳基亲电试剂的结构式为：

17、优选的，步骤(1)中，所述有机溶剂选自四氢呋喃、1,4-二氧六环、环己烷、乙酸乙酯、乙腈、n,n-二甲基甲酰胺、二甲亚砜中的一种或几种。

18、优选的，步骤(1)中，所述的有机碱选自叔丁醇钾、叔丁醇钠、双(三甲基硅烷基)氨基钾、叔丁醇锂、甲醇钾、甲醇钠、苯基锂、碳酸铯中的一种或几种。

19、优选的，步骤(2)中，亲核反应结束还包括后处理，所述后处理为：将反应液加入饱和氯化铵水溶液淬灭，然后采用乙酸乙酯或二氯甲烷萃取，分液，干燥，过滤、减压浓缩得粗品产物，粗品经色谱法纯化得到烯烃硅基-芳基化产物。

20、有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：(1)该方法在烯烃中引入硅基和芳基，条件温和、操作简单、无需过渡金属参与、底物适用范围广，具有广泛的研究价值和工业化应用前景；(2)该方法可用于合成一系列具有高价值的硅基官能团化的偕二芳基结构单元。

技术特征：

1.一种烯烃化合物的选择性硅基-芳基化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的烯烃化合物的选择性硅基-芳基化方法，其特征在于，所述步骤(2)亲核取代反应温度为20～50℃，反应时间0.5～2小时。

3.根据权利要求1所述的烯烃化合物的选择性硅基-芳基化方法，其特征在于，所述烯烃：(二甲基苯基硅烷基)频哪醇硼酸酯：有机强碱：芳基亲电试剂的摩尔比为1～2：1～2：2～4：1。

4.根据权利要求1所述的烯烃化合物的选择性硅基-芳基化方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的烯烃选自苯乙烯、3-甲氧基苯乙烯、4-甲氧基苯乙烯、4-氯苯乙烯、3-(三氟甲基)苯乙烯、1-烯丙基-4-乙烯基苯、5-乙烯基苯并呋喃、4-甲硫基-α-甲基苯乙烯、4-二甲基氨基-α-甲基苯乙烯、1,1-二苯基乙烯、1,2-二氢萘、α-甲基苯乙烯、叔丁基二甲基(((8r，9s，13s，14s)-13-甲基-3-乙烯基-7,8,9,11,12,13,14,15,16,17-十氢-6h-环戊并[a]菲-17-基)氧基)硅烷、(e)-n,n-二甲基-3-苯基-2-丙烯-1-胺、(e)-1,2-二苯基乙烯或4-异丙烯基甲苯。

5.根据权利要求1所述的烯烃化合物的选择性硅基-芳基化方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的芳基亲电试剂选自4-氰基吡啶、2-环丙基甲氧基-4-氰基吡啶、2,2’-联吡啶-6-甲腈、3-氰基吡啶、异喹啉-1-甲腈、苯甲腈、2-氰基吡啶、喹啉-4-甲腈、4-氯喹啉、9-氯吖啶、2-氯苯并噻唑、4-甲氧基吡啶或4-甲硫基吡啶。

6.根据权利要求1所述的烯烃化合物的选择性硅基-芳基化方法，其特征在于，步骤(1)中，所述有机溶剂选自四氢呋喃、1,4-二氧六环、环己烷、乙酸乙酯、乙腈、n,n-二甲基甲酰胺、二甲亚砜中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的烯烃化合物的选择性硅基-芳基化方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的有机碱选自叔丁醇钾、叔丁醇钠、双(三甲基硅烷基)氨基钾、叔丁醇锂、甲醇钾、甲醇钠、苯基锂、碳酸铯中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的烯烃化合物的选择性硅基-芳基化方法，其特征在于，步骤(2)中，所述亲核反应结束还包括后处理，所述后处理为：将反应液加入饱和氯化铵水溶液淬灭，然后采用乙酸乙酯或二氯甲烷萃取，分液，干燥，过滤、减压浓缩得粗品产物，粗品经色谱法纯化得到烯烃硅基-芳基化产物。

技术总结
本发明公开了一种烯烃化合物的选择性硅基‑芳基化方法，包括以下步骤：(1)将烯烃Ar<subgt;1</subgt;(R<subgt;1</subgt;)C＝CH‑R<subgt;2</subgt;和(二甲基苯基硅烷基)频哪醇硼酸酯加入有机溶剂，在有机强碱的作用下发生反应，原位获得活性碳负中间体反应液；(2)向步骤(1)的反应液中加入芳基亲电试剂Ar<subgt;2</subgt;‑X，进行亲核取代反应，得到烯烃硅基‑芳基化产物；该方法在烯烃中引入硅基和芳基，条件温和、操作简单、无需过渡金属参与、底物适用范围广，具有广泛的研究价值和工业化应用前景。

技术研发人员：黎书华,高留州,何林岢,王国强,马晶
受保护的技术使用者：南京大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16