一种温和条件下电化学合成1,4-二苯基丁烷衍生物的方法

本发明涉及一种1,4-二苯基丁烷衍生物的合成方法，特别涉及一种电化学条件下无过渡金属参与的一步合成1,4-二苯基丁烷衍生物的方法，属于医药中间体合成、精细有机合成领域。背景技术：：：1、1,4-二苯基丁烷及其衍生物是药物化学中多种生物活性化合物的重要结构基序(如下图所示)[teponno r b,kusari s,spiteller m.recent advances in research onlignans and neolignans[j].natural product reports,2016,33(9):1044-1092；yamauchi s,shoji y,nishimoto a,et al.design of 92new 9-norlignan derivativesand their effect on cell viabilities of cancer and insect cells[j].journal ofagricultural and food chemistry,2019,67(28):7880-7885.]。已报道的1,4-二苯基丁烷衍生物制备方法有：电化学条件下关于缺电性乙烯基芳烃的高选择性还原偶联[ning s,zheng l,bai y,et al.highly selective electroreductive linear dimerization ofelectron-deficient vinylarenes[j].tetrahedron,2021,102:132535.]；在甲醇作为溶剂参与反应的情况下，电驱动的1,4-烷氧基烯烃二聚反应[tan y f,yang d,yang y h,etal.electricity-driven 1,4-alkoxydimerization of alkenes via radical–polarcrossover[j].green chemistry,2023,25(22):9388-9393.]；光氧化还原催化和镍双催化条件下的烯烃双重官能团化[li j,luo y,cheo h w,et al.photoredox-catalysis-modulated,nickel-catalyzed divergent difunctionalization of ethylene[j].chem,2019,5(1):192-203.]；以草酸为无迹关键的缺电子烯烃光催化偶联反应[wu z,wu m,zhuk,et al.photocatalytic coupling of electron-deficient alkenes using oxalicacid as a traceless linchpin[j].chem,2023,9(4):978-988.]；用流动微反应器产生1,4-有机锂二苯基丁烷及苯乙烯的可控还原二聚化反应[jiang y,yorimitsu h.taminghighly unstable radical anions and 1,4-organodilithiums by flowmicroreactors:controlled reductive dimerization of styrenes[j].jacs au,2022,2(11):2514-2521.]。传统的方法往往存在需要使用预先制备的原料，反应步骤繁琐，需要多种催化体系，或需使用过渡金属催化剂以及底物范围受限等问题。因此，开发一种原料简单易得、操作简单、成本低廉的合成1,4-二苯基丁烷及其衍生物的新方法具有重要的理论意义和应用价值。2、技术实现思路1、针对现有合成1,4-二苯基丁烷衍生物方法存在的不足，如反应步骤繁琐，催化体系复杂，需使用过渡金属催化及光催化剂等问题，本发明提供了一种电化学条件下基于各类取代的芳基烯烃偶联制备1,4-二苯基丁烷衍生物的方法。该方法具有无需使用过渡金属催化剂，一步反应，副产物少，可扩量反应，对空气兼容等优点。因此，该方法在1,4-二苯基丁烷衍生物合成领域具有良好的应用前景。2、为了实现上述技术目的，本发明提供了一种温和的条件下，苯乙烯电化学还原自由基自偶联合成1,4-二苯基丁烷衍生物的方法，该方法是：在电化学条件下，式1苯乙烯在电解质存在的恒压条件下30℃反应2～4小时，自由基偶联一锅得到式2 1,4-二苯基丁烷衍生物；3、4、其中，r1选自氢、烷基、烷氧基、卤素、氰基、芳基、硼酸酯基；r2选自氢、烷基；r3选自氢、烷基。5、优选的方案，式1所述的苯乙烯为苯乙烯、4-氟苯乙烯、4-氯苯乙烯、4-溴苯乙烯、苯乙炔、4-甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、4-甲氧基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-苯基苯乙烯、3-三氟甲基苯乙烯、4-乙烯苯硼酸频那醇酯、4-氰基苯乙烯、1,1-二苯乙烯、3,4-二甲氧基苯乙烯、1-丙烯基苯、2-乙烯基萘、1-乙烯基萘、4-乙烯基吡啶；6、优选的方案，所述式1苯乙烯通过电化学还原偶联合成1,4-二苯基丁烷衍生物，该1,4-二苯基丁烷衍生物为1,4-二苯基丁烷、1,4-二对苯基丁烷、1,4-二对叔丁基苯基丁烷、1,4-二对甲氧基苯基丁烷、1,4-二对硼酸酯基苯基丁烷、1,4-二对氰基苯基丁烷、1,4-二间甲基苯基丁烷、1,4-二邻甲基苯基丁烷、1,4-二([1,1'-联苯]-4-基)丁烷、1,4-双(4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)苯基)丁烷、1,1,4,4,-四苯基丁烷、1,4-双(3,4-二甲氧基苯基)丁烷、2,3-二甲基-1,4-二苯基丁烷、1,4-二(萘-2-基)丁烷、1,4-二(萘-1-基)丁烷、1,4-二(吡啶-4-基)丁烷。7、优选的方案，所述反应的式1苯乙烯投料的摩尔量为0.2mmol。8、优选的方案，反应所用电压为4v、5v、6v、7v、8v、9v、10v，最优选的方案为8v。9、优选的方案，所述反应时间为2～4小时，反应温度30～50℃。最优选的方案，反应时间为2小时，反应温度为30℃。10、优选的方案，向反应体系中添加电解质为碘化钾、高氯酸锂、四丁基四氟硼酸铵、四甲基碘化铵、四乙基碘化铵、四丙基碘化铵、四丁基碘化铵、碘化铵、碘化钠、单质碘、苄基三甲基碘化铵、四丁基四氟硼酸铵、四丁基六氟磷酸铵、四丁基醋酸铵、四丁基溴化铵、氯化钾、溴化钠中的一种。最优选为四丁基碘化铵。11、优选的方案，向反应体系中添加的四丁基碘化铵摩尔量为式1苯乙烯0.5～1.5倍。最优选的方案，向反应体系中添加四丁基碘化铵的摩尔量为式1苯乙烯的1倍。12、优选的方案，所述反应的溶剂为二甲基亚砜、环丁砜、水、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二乙基甲酰胺、乙腈、1,4-二氧六环、六氟异丙醇、丙酮、四氢呋喃、二氯甲烷、甲醇、1,2-二氯乙烷中的一种,最优选的方案，所述反应的溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。13、优选的方案，所述反应体系中添加溶剂的量为2～4ml,最优选的方案，反应体系溶剂用量为2ml。14、优选的方案，所述反应所用的电极为铂(+)/铂(-)、铂(+)/碳(-)、铂(+)/镍(-)、铂(+)/银(-)、铂(+)/铁(-)、铂(+)/铝(-)、铂(+)/锌(-)、铂(+)/铜(-)、铂(+)/镁(-)，最优选的方案，所述反应的电极为铂(+)/铂(-)。15、本发明的1,4-二苯基丁烷衍生物合成中反应方程式如下。16、17、基于大量的实验总结以及参考先前文献报道，本发明提出了如下合理的反应机制。18、苯乙烯在阴极得电子生成自由基阴离子中间体b，b再与另一组分苯乙烯偶联成自由基阴离子中间体c，1,4-二苯基丁烷自由基阴离子中间体c从水中获取一个质子氢，生成苄基自由基中间体d，然后在阴极上得一个电子还原成苄基阴离子中间体e，苄基阴离子e再次从水中得到一个质子氢生成目标产物1,4-二苯基丁烷f。阳极为碘负离子在阳极失去电子生成碘自由基，偶联生成碘单质。19、20、本发明的1,4-二苯基丁烷衍生物的合成方法，包括以下步骤：21、称取苯乙烯(0.2mmol)，四丁基碘化铵(0.2mmol)，以n,n-二甲基甲酰胺(2.0ml)为溶剂，密封于试管(10ml)中放入30℃的油浴锅中，磁力搅拌下通电恒压反应。反应至设定的时间后，将混合物冷却至室温再转移至分液漏斗，用乙酸乙酯(4×10ml)萃取混合物，合并有机相，再用饱和食盐水(4×15ml)水洗，合并有机相用无水na2so4干燥。过滤，减压浓缩溶剂，最后通过薄层色谱法或柱色谱法纯化(硅胶，石油醚/乙酸乙酯)。22、相对现有技术，本发明的技术方案具有以下优点和效果：23、本发明的技术方案首次在简单的电化学条件下实现了苯乙烯的一步偶联合成1,4-二苯基丁烷衍生物的方法。该方法反应原料价廉易得，且无需消耗有机金属试剂或使用过渡金属，具有一步反应、成本低、操作简单、易于扩量至克级规模反应等优点，克服了现有技术如需要过渡金属催化剂、光催化剂的参与、反应试剂毒性大，催化剂用量大、试剂昂贵、方法成本高、反应步骤多，副产物多，反应投料复杂等不足。当前第1页12当前第1页12