CN110627823A - 一种催化芳基胺发生脱氨基硼酸酯化或卤化的方法 - Google Patents

一种催化芳基胺发生脱氨基硼酸酯化或卤化的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于有机合成技术领域，具体公开了一种催化芳基胺发生脱氨基硼酸酯化或卤化的方法，将芳基胺、亚硝基类化合物置于混合溶剂中，在0～5℃下预反应；随后加入可提供官能团化基团A的原料、催化量的反应促进剂，并在光照射下、10～50℃的温度下进行脱胺官能团化反应，得到在芳基胺的氨基位修饰官能团基团A的产物。本发明通过对底物、反应溶剂、混料方式、温度、反应促进剂及添加量的协同控制，能够实现芳基胺、特别是行业内技术方案难于有效处理的供电子取代芳基胺的有效硼酸酯化或卤化。

Description

一种催化芳基胺发生脱氨基硼酸酯化或卤化的方法
技术领域
本发明涉及一种催化芳基胺发生脱氨基官能团化的方法。属于有机化学合成领域。
背景技术
胺类广泛存在于生物界，具有极重要的生理活性和生物活性，如蛋白质、核酸、许多激素、抗生素和生物碱等都是胺的复杂衍生物，临床上使用的大多数药物也是胺或者胺的衍生物。而芳基胺类化合物也大量存在于自然界中与工业中，由于其廉价、活性较高等特点，芳基胺类化合物在有机合成的领域被大量的作为底物使用，从芳基胺出发进行官能团化具有实际意义。
例如，对于芳基胺硼酸酯官能团化反应，现有技术大多采用贵金属催化剂，处理的成本高，难于实际工业应用。在卤化方面，Stack团队2017年报道了以苯胺和三氯溴甲烷或二碘甲烷为原料，亚硝酸钠作为重氮化试剂，醋酸为酸，二氯甲烷为溶剂，在室温下完成脱氨卤化反应(DerekA.Leas,Yuxiang Dong,Jonathan L.Vennerstrom,and DouglasE.Stack Org.Lett.2017,19,2518-2521)，该方法虽能带来一定的效果，但需要昂贵的强选择性卤代试剂，例如溴化需要BrCCl3试剂，采用弱选择性的CBr4溴化试剂的制备效果较差，此外，该制备方法对强吸电子的底物效果较好，但对供电子取代的底物的制备效果较差。且部分产物仅仅能进行溴化，不能进行碘化，方法泛用性不够。而且和传统的重氮盐反应没有本质上的区别。
发明内容
针对现有技术中芳基胺通过光照脱氨生成不同的官能团化产物的泛用技术不足，本发明的目的在于提供一种芳基胺脱氨并进行不同官能团化的泛用方法，旨在通过芳基胺和不同的官能团化试剂，以丁二酮为光照反应促进剂，经过光照温和地对芳基进行硼酸酯化以及卤化。
一种催化芳基胺发生脱氨基硼酸酯化或卤化的方法，将具有式1的芳基胺、具有式2结构式的化合物置于混合溶剂中，在0～5℃下预反应；随后加入可提供官能团化基团A的原料、催化量的反应促进剂，并在光照射下、10～50℃的温度下进行脱胺官能团化反应，在式1的氨基位修饰官能团基团A，得到式3结构产物；
所述的反应促进剂为丁二酮；
所述的混合溶剂为包含水和疏水有机溶剂的混合溶剂；
式1
式2
式3
R1～R3独自为H、C1～C6的烷基、C1～C6的烷氧基、苯氧基、苄氧基、硝基、卤素、氰基、酯基、三氟甲基、C1～C4的烷基硫基、磺酰基或烯丙氧；
R4为H或F；
所述的R5为C1～C6烷基或金属钠离子；
所述A为I或Br。
本发明创新地提供了一种芳基胺进行光促脱氨进行硼酸酯化以及卤化官能团化的方法。本发明人通过对底物、反应溶剂、混料方式、丁二酮反应促进剂以及用量的联合控制，可以出人意料地实现芳基胺的高选择性硼酸酯化或卤化。
本发明技术方案，为了实现所述的芳基胺的高效硼酸酯化以及卤化，需要通过对式1底物的邻位进行严格控制，不仅如此，还需要控制所述的水和疏水有机溶剂的混合溶剂、物料的混料顺序以及预反应的方式，丁二酮的创新的使用以及丁二酮的添加量的控制，通过各参数的协同控制，方可实现光促下的硼酸酯化以及卤化官能团化。
本发明研究发现，式1底物氨基的至少一个邻位为H，另外一个邻位可以为H或F，如此，可以出人意料地改善产物的收率，
本发明通过进一步研究发现，对芳基胺的取代基团以及取代位置进行控制，有助于进一步提升目的产物收率。
作为优选，R1、R3、R4为氢。
R2为氢、C1～C6的烷基、C1～C6的烷氧基、甲硫基、硝基、三氟甲基、苄氧基、烯丙氧基、氟、溴、氯原子或氰基。
本发明研究还发现，所述的R2为供电子时，例如为C1～C6的烷基、C1～C6的烷氧基、可以表现出优于现有方法的光促收率。本发明方法，能够解决现有供电子取代基团硼酸酯化以及卤化效果不理想的缺陷，能够实现供电子芳基胺的高效官能团化。
所述的供电子基团例如为C1～C6的烷基或C1～C6的烷氧基。
所述的C1～C6的烷基例如为甲基、乙基、丙基、异丙基、甲氧基、乙氧基或异丙氧基。
本发明中，所述的R5为C1～C6烷基或金属钠离子，
作为优选，所述的R5为叔丁基、特戊基或金属钠离子。
R5基团的不同，会导致对于不同官能团化反应的适用性不同，可调整该基团，来取得良好的官能团化反应适用性。例如，当R5为叔丁基时，在进行硼酸化、溴化或碘化时，都具有极为良好的收率。
作为优选，反应物的加入顺序为：先加入芳基胺，再加入混合溶剂，在0～5℃下滴入式2化合物，反应10min后，加入可提供官能团化基团A的原料和反应促进剂，随后经光照、升温反应。通过该加料顺序，配合底物以及反应体系和温度的控制，可以出人意料地解决供电子芳基胺收率不高的问题。
进一步优选，芳基胺、式2的亚硝酸类化合物的摩尔比为1:1.1-2。在该优选摩尔比下，有助于氨基的脱去，从而有助于进一步提升官能化产物的收率。亚硝酸类化合物投加当量高于2当量不利于下一步官能团化。
本发明中，所述的混合溶剂需要是所述的水和疏水溶剂的两相溶液。如此，可以出人意料地改善芳基胺特别是供电子芳基胺的目的官能团化产物收率。
作为优选，混合溶剂中，所述的疏水有机溶剂为乙酸乙酯，二氯甲烷，***中的至少一种。
混合溶剂中，水和疏水有机溶剂的体积比为1:0.5～1.5。
反应起始溶液中，芳基胺的浓度0.05～0.5mol/L。
本发明所述的可提供官能团化基团A的原料为可以在本发明所述的反应体系中，在氨基位修饰官能团化基团A的物料。
作为优选，可提供官能团化基团A的原料为联硼酸频哪醇酯碘化钠或四溴化碳。本发明所述的卤化原料为碘的无机盐，以及四溴化碳。现有技术采用该类卤化原料的收率普遍不理想，然而本发明技术方案，通过所述的体系的联合控制，可以获得高收率。
本发明中，当可提供官能团化基团A的原料为联硼酸频哪醇酯时，合成的式3产物为为式3-A化合物；当所述的可提供官能团化基团A的原料为碘化钠或四溴化碳，其产物为式3-B化合物(X为Br或I)。
进一步优选，可提供官能团化基团A的原料以官能团A计，所述的芳基胺、可提供官能团化基团A的原料的摩尔比为1：2-4。在该优选摩尔比下，有助于相应的官能团化产物的生成，同时可有效抑制酰基副产物的生成。官能团化试剂投加当量高于4不利于反应促进剂的电子传递。
本发明创新地利用丁二酮作为反应促进剂，研究反应，催化量的丁二酮的使用，能够显著改善产物收率，特别是能够显著改善供电子取代基团芳基胺的脱氨官能团化的收率。研究发现，所述的反应促进剂的用量对反应收率有较大影响，投加量较大，将严重影响脱氨官能团化的选择性，降低硼酸酯化、卤化的官能团化收率。
作为优选，芳基胺、反应促进剂的摩尔比为1：0.05-0.2，为催化量。在该优选摩尔比下，丁二酮可以出色的完成光电转换，协助芳基胺脱氨，形成苯自由基。丁二酮投加当量高于0.2会生成大量乙酰化副产物，不利于官能团化产物的生成。
本发明中，预反应后添加所述的功能团化原料和反应促进剂后，升温至15～35℃反应。
所述光优选为白光，例如36w白光。
光照反应时间优选为12-24小时。
反应结束后经疏水性溶剂萃取，浓缩萃取得到的有机相，再经色谱纯化得到。
本发明的技术方案中，反应完成后，反应混合液通过二氯甲烷萃取、减压旋蒸，得到粗产品；粗产物再通过色谱柱分离纯化得到最终产物。色谱柱使用的洗脱液为石油醚，极性较大的产物使用石油醚与乙酸乙酯的混合洗脱液，石油醚与乙酸乙酯的体积比为99:1～1:1。
本发明的反应机理见反应式1(以式1中，R1/R3/R4为H，R4为甲氧基为例)：
反应式1
有益技术：
1、本发明的技术方案提供了一种泛用的芳基胺脱氨进行硼酸酯化、卤化的方法。本发明通过对底物、反应溶剂、混料方式、温度以及反应促进剂的协同控制，能够实现芳基胺、特别是行业内技术方案难于有效处理的供电子取代芳基胺的高效脱氨硼酸酯化或卤化。
2、本发明的技术方案通过一锅法反应，工艺条件温和，流程短，步骤简单，底物适用性广，满足工业生产要求；
本发明的技术方案由芳基胺底物生产不同的官能团化的产物，产率收率高。；研究发现，产物的收率可高达80％。
附图说明
图1是实施例1得到的产物的1HNMR谱图。
图2是实施例1得到的产物的13CNMR谱图。
图3是实施例5得到的产物的1HNMR谱图。
图4是实施例5得到的产物的13CNMR谱图。
图5是实施例10得到的产物的1HNMR谱图。
图6是实施例11得到的产物的13CNMR谱图。
具体实施方式：
以下实施案例旨在说明本发明内容，而不是对本发明权利要求的保护范围的进一步限定。
以下实施例以及对比例，除特别声明外，所述的光照均指白光；例如有36W白光照射反应。
以下案例，所述的室温为15～35℃。
实施例1
4-甲氧基苯硼酸频那醇酯的合成与分离纯化：将4-甲氧基苯胺(结构式见表1：1mmol，1.0eq)加入20mL玻璃瓶中，5mL水，5mL二氯甲烷。将反应瓶放入0℃冰浴中，搅拌5分钟，用注射器缓慢向反应瓶中滴加亚硝酸叔丁酯(0.24mL,2mmol，2.0eq)。滴加完成后，再搅拌10分钟，用微量注射器向反应瓶中加入丁二酮(8.7μL，0.1mmol，0.1eq)，再加入联硼酸频哪醇酯(761.8mg，3mmol，3eq)，室温光照反应16个小时。反应结束后，用水淬灭，再用20mL二氯甲烷萃取反应液两次，然后将所得有机相用无水硫酸钠进行干燥，过滤，减压旋蒸，得带有少量溶剂的粗产品。然后将粗产品用硅胶层析柱分离，洗脱剂用石油醚：乙酸乙酯＝20:1的混合液，得最终产物：4-甲氧基苯硼酸频那醇酯为白色固体，产率为51％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ＝7.75(d,J＝8.3Hz,2H),6.90(d,J＝8.3Hz,2H),3.83(s,3H),1.33(s,12H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ＝162.15,136.52,113.32,83.57,55.11,24.87.
实施例2
4-甲基苯硼酸频那醇酯的合成与分离纯化：将4-甲基苯胺(结构式见表1：1mmol，1.0eq)加入20mL玻璃瓶中，5mL水，5mL二氯甲烷。将反应瓶放入0℃冰浴中，搅拌5分钟，用注射器缓慢向反应瓶中滴加亚硝酸叔丁酯(0.24mL,2mmol，2.0eq)。滴加完成后，再搅拌10分钟，用微量注射器向反应瓶中加入丁二酮(8.7μL，0.1mmol，0.1eq)，再加入联硼酸频哪醇酯(761.8mg，3mmol，3eq)，室温光照反应16个小时。反应结束后，用水淬灭，再用20mL二氯甲烷萃取反应液两次，然后将所得有机相用无水硫酸钠进行干燥，过滤，减压旋蒸，得带有少量溶剂的粗产品。然后将粗产品用硅胶层析柱分离，洗脱剂用石油醚：乙酸乙酯＝20:1的混合液，得最终产物：4-甲基苯硼酸频那醇酯为白色固体，产率为54％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ＝7.70(d,J＝7.7,2H),7.19(d,J＝7.6,2H),2.36(s,3H),1.34(s,12H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ＝141.43,134.82,128.54,83.64,24.87,21.74.
实施例3
4-氯苯硼酸频那醇酯的合成与分离纯化：将4-氯苯胺(结构式见表1：1mmol，1.0eq)加入20mL玻璃瓶中，5mL水，5mL二氯甲烷。将反应瓶放入0℃冰浴中，搅拌5分钟，用注射器缓慢向反应瓶中滴加亚硝酸叔丁酯(0.24mL,2mmol，2.0eq)。滴加完成后，再搅拌10分钟，用微量注射器向反应瓶中加入丁二酮(8.7μL，0.1mmol，0.1eq)，再加入联硼酸频哪醇酯(761.8mg，3mmol，3eq)，室温光照反应16个小时。反应结束后，用水淬灭，再用20mL二氯甲烷萃取反应液两次，然后将所得有机相用无水硫酸钠进行干燥，过滤，减压旋蒸，得带有少量溶剂的粗产品。然后将粗产品用硅胶层析柱分离，洗脱剂用石油醚：乙酸乙酯＝50:1的混合液，得最终产物：4-氯苯硼酸频那醇酯为白色固体，产率为39％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ＝7.75(d,J＝8.2,2H),7.36(d,J＝8.3,2H),1.36(s,12H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ＝137.54,136.83,128.02,84.03,24.87.
实施例4
4-氟苯硼酸频那醇酯的合成与分离纯化：将4-氟苯胺(结构式见表1：1mmol，1.0eq)加入20mL玻璃瓶中，5mL水，5mL二氯甲烷。将反应瓶放入0℃冰浴中，搅拌5分钟，用注射器缓慢向反应瓶中滴加亚硝酸叔丁酯(0.24mL,2mmol，2.0eq)。滴加完成后，再搅拌10分钟，用微量注射器向反应瓶中加入丁二酮(8.7μL，0.1mmol，0.1eq)，再加入联硼酸频哪醇酯(761.8mg，3mmol，3eq)，室温光照反应16个小时。反应结束后，用水淬灭，再用20mL二氯甲烷萃取反应液两次，然后将所得有机相用无水硫酸钠进行干燥，过滤，减压旋蒸，得带有少量溶剂的粗产品。然后将粗产品用硅胶层析柱分离，洗脱剂用石油醚：乙酸乙酯＝50:1的混合液，得最终产物：4-氟苯硼酸频那醇酯为无色透明液体，产率为41％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ＝7.80(dd,J＝8.4,6.4,2H),7.05(t,J＝8.9,2H),1.34(s,12H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ＝166.35,163.86,137.03,136.95,114.96,114.76,83.92,24.87.
实施例5
4-甲磺酰基碘苯的合成与分离纯化：将4-甲磺酰基苯胺(结构式见表1：1mmol，1.0eq)加入20mL玻璃瓶中，5mL水，5mL二氯甲烷。将反应瓶放入0℃冰浴中，搅拌5分钟，用注射器缓慢向反应瓶中滴加亚硝酸叔丁酯(0.24mL,2mmol，2.0eq)。滴加完成后，再搅拌10分钟，用微量注射器向反应瓶中加入丁二酮(8.7μL，0.1mmol，0.1eq)，再加入碘化钠(449.7mg，3mmol，3eq)，室温光照反应16个小时。反应结束后，用水淬灭，再用20mL二氯甲烷萃取反应液两次，然后将所得有机相用无水硫酸钠进行干燥，过滤，减压旋蒸，得带有少量溶剂的粗产品。然后将粗产品用硅胶层析柱分离，洗脱剂用石油醚：乙酸乙酯＝9:1的混合液，得最终产物：4-甲磺酰基碘苯为黄色透明液体，产率为78％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ＝7.93(d,J＝8.3,2H),7.64(d,J＝8.4,2H),3.04(s,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ＝140.15,138.68,128.79,101.65,44.47.
实施例6
4-氯碘苯的合成与分离纯化：将4-氯苯胺(结构式见表1：1mmol，1.0eq)加入20mL玻璃瓶中，5mL水，5mL二氯甲烷。将反应瓶放入0℃冰浴中，搅拌5分钟，用注射器缓慢向反应瓶中滴加亚硝酸叔丁酯(0.24mL,2mmol，2.0eq)。滴加完成后，再搅拌10分钟，用微量注射器向反应瓶中加入丁二酮(8.7μL，0.1mmol，0.1eq)，再加入碘化钠(449.7mg，3mmol，3eq)，室温光照反应16个小时。反应结束后，用水淬灭，再用20mL二氯甲烷萃取反应液两次，然后将所得有机相用无水硫酸钠进行干燥，过滤，减压旋蒸，得带有少量溶剂的粗产品。然后将粗产品用硅胶层析柱分离，洗脱剂用石油醚：乙酸乙酯＝20:1的混合液，得最终产物：4-氯碘苯为黄色透明液体，产率为71％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ＝7.60(d,J＝8.6,2H),7.08(d,J＝8.6,2H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ＝138.75,134.24,130.56,91.21.
实施例7
4-氟碘苯的合成与分离纯化：将4-氟苯胺(结构式见表1：1mmol，1.0eq)加入20mL玻璃瓶中，5mL水，5mL二氯甲烷。将反应瓶放入0℃冰浴中，搅拌5分钟，用注射器缓慢向反应瓶中滴加亚硝酸叔丁酯(0.24mL,2mmol，2.0eq)。滴加完成后，再搅拌10分钟，用微量注射器向反应瓶中加入丁二酮(8.7μL，0.1mmol，0.1eq)，再加入碘化钠(449.7mg，3mmol，3eq)，室温光照反应16个小时。反应结束后，用水淬灭，再用20mL二氯甲烷萃取反应液两次，然后将所得有机相用无水硫酸钠进行干燥，过滤，减压旋蒸，得带有少量溶剂的粗产品。然后将粗产品用硅胶层析柱分离，洗脱剂用石油醚：乙酸乙酯＝20:1的混合液，得最终产物：4-氟碘苯为淡黄色透明液体，产率为69％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ＝7.56(m,2H),6.77(t,J＝8.7,2H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ＝163.96,161.50,139.01,138.93,117.91,117.69,86.96,86.93.
实施例8
4-碘苯乙腈的合成与分离纯化：将4-氨基苯乙腈(结构式见表1：1mmol，1.0eq)加入20mL玻璃瓶中，5mL水，5mL二氯甲烷。将反应瓶放入0℃冰浴中，搅拌5分钟，用注射器缓慢向反应瓶中滴加亚硝酸叔丁酯(0.24mL,2mmol，2.0eq)。滴加完成后，再搅拌10分钟，用微量注射器向反应瓶中加入丁二酮(8.7μL，0.1mmol，0.1eq)，再加入碘化钠(449.7mg，3mmol，3eq)，室温光照反应16个小时。反应结束后，用水淬灭，再用20mL二氯甲烷萃取反应液两次，然后将所得有机相用无水硫酸钠进行干燥，过滤，减压旋蒸，得带有少量溶剂的粗产品。然后将粗产品用硅胶层析柱分离，洗脱剂用石油醚：乙酸乙酯＝9:1的混合液，得最终产物：4-碘苯乙腈为淡黄色透明液体，产率为80％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ＝7.84(d,J＝8.4,2H),7.36(d,J＝8.4,2H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ＝138.53,133.20,118.25,111.76,100.36.
实施例9
4-甲氧基碘苯的合成与分离纯化：将4-甲氧基苯胺(结构式见表1：1mmol，1.0eq)加入20mL玻璃瓶中，5mL水，5mL二氯甲烷。将反应瓶放入0℃冰浴中，搅拌5分钟，用注射器缓慢向反应瓶中滴加亚硝酸叔丁酯(0.24mL,2mmol，2.0eq)。滴加完成后，再搅拌10分钟，用微量注射器向反应瓶中加入丁二酮(8.7μL，0.1mmol，0.1eq)，再加入碘化钠(449.7mg，3mmol，3eq)，室温光照反应16个小时。反应结束后，用水淬灭，再用20mL二氯甲烷萃取反应液两次，然后将所得有机相用无水硫酸钠进行干燥，过滤，减压旋蒸，得带有少量溶剂的粗产品。然后将粗产品用硅胶层析柱分离，洗脱剂用石油醚：乙酸乙酯＝20:1的混合液，得最终产物：4-甲氧基碘苯为淡黄色透明液体，产率为86％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ＝7.55(d,J＝9.0,2H),6.68(d,J＝9.0,2H),3.77(s,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ＝159.49,138.21,116.38,82.69,55.33。
实施例10
4-甲氧基溴苯的合成与分离纯化：将4-甲氧基苯胺(结构式见表1：1mmol，1.0eq)加入20mL玻璃瓶中，5mL水，5mL二氯甲烷。将反应瓶放入0℃冰浴中，搅拌5分钟，用注射器缓慢向反应瓶中滴加亚硝酸叔丁酯(0.24mL,2mmol，2.0eq)。滴加完成后，再搅拌10分钟，用微量注射器向反应瓶中加入丁二酮(8.7μL，0.1mmol，0.1eq)，再加入四溴化碳(994.9mg，3mmol，3eq)，室温光照反应16个小时。反应结束后，用水淬灭，再用20mL二氯甲烷萃取反应液两次，然后将所得有机相用无水硫酸钠进行干燥，过滤，减压旋蒸，得带有少量溶剂的粗产品。然后将粗产品用硅胶层析柱分离，洗脱剂用石油醚：乙酸乙酯＝99:1的混合液，得最终产物：4-甲氧基溴苯为黄色透明液体，产率为78％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ＝7.38(d,J＝8.8,2H),6.79(d,J＝8.8,2H),3.78(s,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ＝158.70,132.25,115.74,112.82,55.45.
实施例11
4-乙氧基溴苯的合成与分离纯化：将4-乙氧基苯胺(结构式见表1：1mmol，1.0eq)加入20mL玻璃瓶中，5mL水，5mL二氯甲烷。将反应瓶放入0℃冰浴中，搅拌5分钟，用注射器缓慢向反应瓶中滴加亚硝酸叔丁酯(0.24mL,2mmol，2.0eq)。滴加完成后，再搅拌10分钟，用微量注射器向反应瓶中加入丁二酮(8.7μL，0.1mmol，0.1eq)，再加入四溴化碳(994.9mg，3mmol，3eq)，室温光照反应16个小时。反应结束后，用水淬灭，再用20mL二氯甲烷萃取反应液两次，然后将所得有机相用无水硫酸钠进行干燥，过滤，减压旋蒸，得带有少量溶剂的粗产品。然后将粗产品用硅胶层析柱分离，洗脱剂用石油醚：乙酸乙酯＝99:1的混合液，得最终产物：4-乙氧基溴苯为无色透明液体，产率为76％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ＝7.24(d,J＝9.0,2H),6.65(d,J＝9.0,2H),3.86(q,J＝7.0,2H),1.29(t,J＝7.0,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ＝158.10,132.23,116.32,112.65,63.70,14.78.
实施例12
对二溴苯的合成与分离纯化：将4-溴苯胺(结构式见表1：1mmol，1.0eq)加入20mL玻璃瓶中，5mL水，5mL二氯甲烷。将反应瓶放入0℃冰浴中，搅拌5分钟，用注射器缓慢向反应瓶中滴加亚硝酸叔丁酯(0.24mL,2mmol，2.0eq)。滴加完成后，再搅拌10分钟，用微量注射器向反应瓶中加入丁二酮(8.7μL，0.1mmol，0.1eq)，再加入四溴化碳(994.9mg，3mmol，3eq)，室温光照反应16个小时。反应结束后，用水淬灭，再用20mL二氯甲烷萃取反应液两次，然后将所得有机相用无水硫酸钠进行干燥，过滤，减压旋蒸，得带有少量溶剂的粗产品。然后将粗产品用硅胶层析柱分离，洗脱剂用石油醚：乙酸乙酯＝99:1的混合液，得最终产物：对二溴苯为无色透明液体，产率为78％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ＝7.36(s,4H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ＝133.16,121.08.
实施例1～12底物、产物以及收率见表1所示：
表1
从表1数据可知，本发明技术方案，在无贵金属催化剂下，仍能获得良好的产物收率，特别是供电子取代的底物，仍能达到80％左右的收率。
对比例1
和实施例10相比，区别主要在于，未添加亚硝酸类化合物，具体操作如下：
4-甲氧基溴苯的合成与分离纯化：将4-甲氧基苯胺(1mmol，1.0eq)加入20mL玻璃瓶中，5mL水，5mL二氯甲烷。将反应瓶放入0℃冰浴中，搅拌15分钟，用微量注射器向反应瓶中加入丁二酮(8.7μL，0.1mmol，0.1eq)，再加入四溴化碳(994.9mg，3mmol，3eq)，室温光照反应16个小时。反应结束后，按本发明的后处理方法进行处理，未得到产物。该对比例说明，亚硝酸类化合物对芳基胺脱氨官能团化有主要作用。
对比例2
和实施例10相比，区别主要在于，采用的溶剂为单一的水或二氯甲烷，未采用混合溶剂，具体操作如下：
4-甲氧基溴苯的合成与分离纯化：将4-甲氧基苯胺(1mmol，1.0eq)加入20mL玻璃瓶中，10mL水或二氯甲烷。将反应瓶放入0℃冰浴中，搅拌5分钟，用注射器缓慢向反应瓶中滴加亚硝酸叔丁酯(0.24mL,2mmol，2.0eq)。滴加完成后，再搅拌10分钟，用微量注射器向反应瓶中加入丁二酮(8.7μL，0.1mmol，0.1eq)，再加入四溴化碳(994.9mg，3mmol，3eq)，室温光照反应16个小时。反应结束后，按本发明的后处理方法进行处理，水为溶剂时，产物产率为23％；DCM为溶剂时，产物收率不到10％，而实施例9的产率高达78％。该对比例说明，使用二氯甲烷和水的混合溶剂收率更高。
对比例3
和实施例10相比，区别主要在于，未在光照下反应，具体操作如下：
4-甲氧基溴苯的合成与分离纯化：将4-甲氧基苯胺(1mmol，1.0eq)加入20mL玻璃瓶中，5mL水，5mL二氯甲烷。将反应瓶放入0℃冰浴中，搅拌5分钟，用注射器缓慢向反应瓶中滴加亚硝酸叔丁酯(0.24mL,2mmol，2.0eq)。滴加完成后，再搅拌10分钟，用微量注射器向反应瓶中加入丁二酮(8.7μL，0.1mmol，0.1eq)，再加入四溴化碳(994.9mg，3mmol，3eq)，室温避光反应16个小时。反应结束后，按本发明的后处理方法进行处理，得到产物产率为7％。和实施例9比，未进行光照处理，产物的收率明显下降。
对比例4
和实施例10相比，区别主要在于，官能团化试剂加入顺序不同，具体操作如下：
4-甲氧基溴苯的合成与分离纯化：将4-甲氧基苯胺(1mmol，1.0eq)、四溴化碳(994.9mg，3mmol，3eq)，加入20mL玻璃瓶中，5mL水，5mL二氯甲烷。将反应瓶放入0℃冰浴中，搅拌5分钟，用注射器缓慢向反应瓶中滴加亚硝酸叔丁酯(0.24mL,2mmol，2.0eq)。滴加完成后，再搅拌10分钟，用微量注射器向反应瓶中加入丁二酮(8.7μL，0.1mmol，0.1eq)，室温光照反应16个小时。反应结束后，按本发明的后处理方法进行处理，得到产物产率为35％。
对比例5
和实施例10相比，区别主要在于丁二酮投加当量(丁二酮与4-甲氧基苯胺的摩尔比)，具体操作如下：
4-甲氧基溴苯的合成与分离纯化：将4-甲氧基苯胺(1mmol，1.0eq)加入20mL玻璃瓶中，5mL水，5mL二氯甲烷。将反应瓶放入0℃冰浴中，搅拌5分钟，用注射器缓慢向反应瓶中滴加亚硝酸叔丁酯(0.24mL,2mmol，2.0eq)。滴加完成后，再搅拌10分钟，用注射器向反应瓶中加入丁二酮(分别为1.0eq、2eq、4eq)，再加入四溴化碳(994.9mg，3mmol，3eq)，室温光照反应16个小时。反应结束后，按本发明的后处理方法进行处理，得到产物产率均低于20％，且产生了部分乙酰化产物。和实施例9比，过量的丁二酮导致副反应增加，反应收率降低。
对比例6
和实施例10相比，区别在于采用邻位甲氧基取代的底物(2-甲氧基苯胺)替换4-甲氧基苯胺。研究发现，产物的收率小于10％。研究发现，氨基的邻位含有基团的收率显著下降。
对比例7
和实施例10相比，区别在于采用Hantzsh酯或伊红Y二钠盐替换丁二酮。研究发现，Hantzsh酯产物的收率为30％，而伊红Y二钠盐产率低于10％。研究发现，其他的光催化剂会影响该反应收率。
对比例8
和实施例10相比，区别在于采用乙腈替换二氯甲烷，形成乙腈和水的混合溶剂。研究发现，产物收率为33％，远远低于实施例10。研究发现，亲水性溶剂会降低反应的收率。
综上，通过所示式1的芳基胺、式3结构式的亚硝酸类化合物、联硼酸频哪醇酯或碘化钠或四溴化碳在丁二酮催化和光照射下即可完成脱氨官能团化。研究还发现，通过所述的底物、反应溶剂、混料顺序、温度、丁二酮以及用量的联合控制，可以改善芳基胺、特别是行业内技术方案难于处理的供电子取代的底物的脱氨硼酸酯化以及卤代化的效果。

Claims (10)

1.一种催化芳基胺发生脱氨基硼酸酯化或卤化的方法，其特征在于，将具有式1的芳基胺、具有式2结构式的化合物置于混合溶剂中，在0～5℃下预反应；随后加入可提供官能团化基团A的原料、催化量的反应促进剂并在光照射下、10～50℃的温度下进行脱胺官能团化反应，在式1的氨基位修饰官能团基团A，得到式3结构产物；
所述的反应促进剂为丁二酮；
所述的混合溶剂为包含水和疏水有机溶剂的混合溶剂；
R1～R3独自为H、C1～C6的烷基、C1～C6的烷氧基、苯氧基、苄氧基、硝基、卤素、氰基、酯基、三氟甲基、C1～C4的烷基硫基、磺酰基或烯丙氧；
R4为H或F；
所述的R5为C1～C6烷基或金属钠离子；
所述A为I或Br。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，R1、R3、R4为氢；
R2为氢、甲基、甲氧基、甲硫基、硝基、三氟甲基、苄氧基、烯丙氧基、氟、溴、氯原子或氰基。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，R5为叔丁基、特戊基或金属钠离子。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，芳基胺、式2化合物的摩尔比例为1:1.1-2。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，混合溶剂中，所述的疏水有机溶剂为乙酸乙酯，甲苯、二氯甲烷，***中的至少一种；
混合溶剂中，水和疏水有机溶剂的体积比为1:0.5～1.5。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，反应物的加入顺序为：先加入芳基胺，再加入混合溶剂，在0～5℃下滴入式2化合物，反应10min后，加入可提供官能团化基团A的原料和反应促进剂，随后经光照、升温反应。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，可提供官能团化基团A的原料为联硼酸频哪醇酯、碘化钠或四溴化碳。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，可提供官能团化基团A的原料以官能团A计，所述的芳基胺、可提供官能团化基团A的原料的摩尔比为1：2-4。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，芳基胺、反应促进剂的摩尔比为1：0.05-0.2。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的光为白光；
光照反应时间优选为12-24小时。
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