[go: up one dir, main page]

WO2018019291A1 - C(sp3)-c(sp2) cross-coupling reaction of organozinc reagents and heterocyclic (pseudo)halides - Google Patents

C(sp3)-c(sp2) cross-coupling reaction of organozinc reagents and heterocyclic (pseudo)halides Download PDF

Info

Publication number
WO2018019291A1
WO2018019291A1 PCT/CN2017/094898 CN2017094898W WO2018019291A1 WO 2018019291 A1 WO2018019291 A1 WO 2018019291A1 CN 2017094898 W CN2017094898 W CN 2017094898W WO 2018019291 A1 WO2018019291 A1 WO 2018019291A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
mmol
hexane
stirred
reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/CN2017/094898
Other languages
French (fr)
Inventor
He Yan
Jingbo Zhao
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hong Kong University of Science and Technology
Original Assignee
Hong Kong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hong Kong University of Science and Technology filed Critical Hong Kong University of Science and Technology
Priority to CN201780046770.1A priority Critical patent/CN109790079B/en
Publication of WO2018019291A1 publication Critical patent/WO2018019291A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B37/00Reactions without formation or introduction of functional groups containing hetero atoms, involving either the formation of a carbon-to-carbon bond between two carbon atoms not directly linked already or the disconnection of two directly linked carbon atoms
    • C07B37/04Substitution
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/24Phosphines, i.e. phosphorus bonded to only carbon atoms, or to both carbon and hydrogen atoms, including e.g. sp2-hybridised phosphorus compounds such as phosphabenzene, phosphole or anionic phospholide ligands
    • B01J31/2404Cyclic ligands, including e.g. non-condensed polycyclic ligands, the phosphine-P atom being a ring member or a substituent on the ring
    • B01J31/2409Cyclic ligands, including e.g. non-condensed polycyclic ligands, the phosphine-P atom being a ring member or a substituent on the ring with more than one complexing phosphine-P atom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D207/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D207/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D207/30Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D207/32Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D207/323Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to ring carbon atoms with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D277/00Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings
    • C07D277/02Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings
    • C07D277/20Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D277/22Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D307/34Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D307/36Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, directly attached to ring carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D333/04Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom
    • C07D333/06Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to the ring carbon atoms
    • C07D333/08Hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D333/04Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom
    • C07D333/06Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to the ring carbon atoms
    • C07D333/12Radicals substituted by halogen atoms or nitro or nitroso radicals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D333/04Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom
    • C07D333/06Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to the ring carbon atoms
    • C07D333/14Radicals substituted by singly bound hetero atoms other than halogen
    • C07D333/16Radicals substituted by singly bound hetero atoms other than halogen by oxygen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D333/04Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom
    • C07D333/06Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to the ring carbon atoms
    • C07D333/24Radicals substituted by carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D345/00Heterocyclic compounds containing rings having selenium or tellurium atoms as the only ring hetero atoms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/40Substitution reactions at carbon centres, e.g. C-C or C-X, i.e. carbon-hetero atom, cross-coupling, C-H activation or ring-opening reactions
    • B01J2231/42Catalytic cross-coupling, i.e. connection of previously not connected C-atoms or C- and X-atoms without rearrangement
    • B01J2231/4205C-C cross-coupling, e.g. metal catalyzed or Friedel-Crafts type
    • B01J2231/4238Negishi-type, i.e. RY + R'ZnZ, in which R, R' is optionally substituted alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl, Y is the leaving group and Z is halide or R'
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/80Complexes comprising metals of Group VIII as the central metal
    • B01J2531/82Metals of the platinum group
    • B01J2531/824Palladium

Definitions

  • the present subject matter relates to the development of a synthetic method involving C (sp 3 ) -C (sp 2 ) cross-coupling reactions.
  • Alkyl and other sp 3 carbon substitutedheterocycles are important building blocksin natural products, pharmaceuticals, and functional materials. Although tremendous methods have been developed for C (sp 2 ) -C (sp 2 ) cross-coupling reactions, applying such methods to C (sp 3 ) -C (sp 2 ) cross-coupling reactions is much more difficult, especially when using heterocyclic (pseudo) halides.
  • Another further possibility may be that the key transmetalation step in the C (sp 3 ) -C (sp 2 ) cross-coupling reaction is usually very slow when compared to that of the C (sp 2 ) -C (sp 2 ) cross-coupling reactions.
  • another possibility may be because the reactions involving C (sp 3 ) easily undergo undesirable side reactions. As such, an effective C (sp 3 ) -C (sp 2 ) cross-coupling reaction usually needs the precise control of ligands, metals, and conditions.
  • the preparation of the Grignard reagent becomes harder as the number of carbons on the alkyl chain increases.
  • the Grignard reagent is extremely difficult to prepare and handle. Therefore, the yields of the Kumada cross-coupling reactions using branched alkyl chains are only approximately 50%. What is worse, the numerous side reactions make the separation of the desired product very challenging.
  • the product has a large and almost identical Rf value on the column compared with the side products (e.g. alkanes and alkenes from homo-coupling and ⁇ -elimination, respectively) and a very high boiling point, preventing purification via vacuum distillation.
  • the present subject matter provides a solution to the aforementioned problems. Namely, the present subject matter is directed to a C (sp 3 ) -C (sp 2 ) cross-coupling reaction of organozinc reagents and heterocyclic (pseudo) halides.
  • the present subject matter is directed to a method of synthesizing a C (sp 3 ) -C (sp 2 ) cross-coupled compound comprising reacting a C (sp 3 ) coupling partner with a C (sp 2 ) coupling partner, a catalyst, and a solvent; wherein the C (sp 3 ) coupling partner comprises an organic zinc reagent; and wherein the C (sp 2 ) coupling partner comprises a heterocyclic halide or a heterocyclic pseudo halide.
  • the method of the present subject matter further comprises synthesis of the organic zinc reagent, wherein the synthesis comprises reacting a zinc powder with an acid, filtering, washing, and drying to obtain an activated zinc powder; and reacting the activated zinc powder with a metal iodide catalyst and a second solvent and heating for a predetermined time to obtain the organic zinc reagent.
  • the C (sp 3 ) -C (sp 2 ) cross-coupled compound is selected from the group consisting of 3-alkylthiophene, 4-alkylthiazole, 3-alkylfuran, 3-alkylselenophene, 3-alkyl-1H-pyrrole, bisalkylbithiophene, dialkylthiophene, 2-alkylthiophene, and 3- (substitutedalkyl) thiophene.
  • compositions are described as having, including, or comprising specific components, or where processes are described as having, including, orcomprising specific process steps, it is contemplated that compositions of the presentteachings also consist essentially of, or consist of, the recited components, and that theprocesses of the present teachings also consist essentially of, or consist of, the recited processsteps.
  • an element or component is said to be included in and/orselected from a list of recited elements or components, it should be understood that theelement or component can be any one of the recited elements or components, or the elementor component can be selected from a group consisting of two or more of the recited elementsor components. Further, it should be understood that elements and/or features of acomposition, an apparatus, or a method described herein can be combined in a variety ofways without departing from the spirit and scope of the present teachings, whether explicit orimplicit herein.
  • halo or halogen refers to fluoro, chloro, bromo, and iodo.
  • alkyl refers to a straight-chain or branched saturated hydrocarbongroup.
  • alkyl groups include methyl (Me) , ethyl (Et) , propyl (e.g., n-propyl andi-propyl) , butyl (e.g., n-butyl, i-butyl, sec-butyl, tert-butyl) , and the like.
  • an alkyl group can have 1 to 40 carbon atoms (i.e., C1-C40 alkyl group) .
  • alkyl groups can be substituted as described herein.
  • aryl refers to an aromatic monocyclic hydrocarbon ring system ora polycyclic ring system in which two or more aromatic hydrocarbon rings are fused (i.e., having a bond in common with) together or at least one aromatic monocyclic hydrocarbonring is fused to one or more cycloalkyl and/or cycloheteroalkyl rings.
  • An aryl group canhave 6 to 24 carbon atoms in its ring system, which can includemultiple fused rings.
  • a polycyclic aryl group can have 8 to 24 carbonatoms. Any suitable ring position of the aryl group can be covalently linked to the definedchemical structure.
  • aryl groups having only aromatic carbocyclic ring include phenyl, 1-naphthyl (bicyclic) , 2-naphthyl (bicyclic) , anthracenyl (tricyclic) , phenanthrenyl (tricyclic) , pentacenyl (pentacyclic) , and like groups.
  • polycyclicring systems in which at least one aromatic carbocyclic ring is fused to one or morecycloalkyl and/or cycloheteroalkyl rings include, among others, benzo derivatives ofcyclopentane (i.e., an indanyl group, which is a 5, 6-bicyclic cycloalkyl/aromatic ringsystem) , cyclohexane (i.e., a tetrahydronaphthyl group, which is a 6, 6-bicycliccycloalkyl/aromatic ring system) , imidazoline (i.e., a benzimidazolinyl group, which is a 5, 6-bicyclic cycloheteroalkyl/aromatic ring system) , and pyran (i.e., a chromenyl group, which isa 6, 6-bicyclic cycloheteroalkyl/aromatic ring system) .
  • aryl groups includebenzodioxanyl, benzodioxolyl, chromanyl, indolinyl groups, and the like.
  • aryl groups can be substituted as described herein.
  • anaryl group can have one or more halogen substituents, and can be referred to as a "haloaryl” group.
  • Perhaloaryl groups i.e., aryl groups where all of the hydrogen atoms are replacedwith halogen atoms (e.g., -C6F5) , are included within the definition of "haloaryl.
  • an aryl group is substituted with another aryl group and can be referred to as abiaryl group.
  • Each of the aryl groups in the biaryl group can be substituted as disclosedherein.
  • heteroaryl refers to an aromatic monocyclic ring systemcontaining at least one ring heteroatom selected from oxygen (O) , nitrogen (N) , sulfur (S) , silicon (Si) , and selenium (Se) or a polycyclic ring system where at least one of the ringspresent in the ring system is aromatic and contains at least one ring heteroatom.
  • Polycyclicheteroaryl groups include those having two or more heteroaryl rings fused together, as wellas those having at least one monocyclic heteroaryl ring fused to one or more aromaticcarbocyclic rings, non-aromatic carbocyclic rings, and/or non-aromatic cycloheteroalkylrings.
  • a heteroaryl group as a whole, can have, for example, 5 to 24 ring atoms and contain1-5 ring heteroatoms (i.e., 5-20 membered heteroaryl group) .
  • the heteroaryl group can beattached to the defined chemical structure at any heteroatom or carbon atom that results in astable structure.
  • heteroaryl rings do not contain O-O, S-S, or S-O bonds.
  • one or more N or S atoms in a heteroaryl group can be oxidized (e.g., pyridine Noxidethiophene S-oxide, thiophene S, S-dioxide) .
  • heteroaryl groups include, for example, the 5-or 6-membered monocyclic and 5-6 bicyclic ring systems shown below: where T is O, S, NH, N-alkyl, N-aryl, N- (arylalkyl) (e.g., N-benzyl) , SiH2, SiH (alkyl) , Si (alkyl) 2, SiH (arylalkyl) , Si (arylalkyl) 2, or Si (alkyl) (arylalkyl) .
  • T is O, S, NH, N-alkyl, N-aryl, N- (arylalkyl) (e.g., N-benzyl) , SiH2, SiH (alkyl) , Si (alkyl) 2, SiH (arylalkyl) , Si (arylalkyl) 2, or Si (alkyl) (arylalkyl) .
  • heteroarylrings examples include pyrrolyl, furyl, thienyl, pyridyl, pyrimidyl, pyridazinyl, pyrazinyl, triazolyl, tetrazolyl, pyrazolyl, imidazolyl, isothiazolyl, thiazolyl, thiadiazolyl, isoxazolyl, oxazolyl, oxadiazolyl, indolyl, isoindolyl, benzofuryl, benzothienyl, quinolyl, 2-methylquinolyl, isoquinolyl, quinoxalyl, quinazolyl, benzotriazolyl, benzimidazolyl, benzothiazolyl, benzisothiazolyl, benzisoxazolyl, benzoxadiazolyl, benzoxazolyl, cinnolinyl, lH-indazolyl, 2H-ind
  • heteroaryl groups include 4, 5, 6, 7-tetrahydroindolyl, tetrahydroquinolinyl, benzothienopyridinyl, benzofuropyridinyl groups, and the like.
  • heteroaryl groups can be substituted as described herein.
  • the present subject matter relates to C (sp 3 ) -C (sp 2 ) cross-coupling reactions using C (sp 3 ) based organic zinc reagents and C (sp 2 ) aryl halides or aryl pseudo halides.
  • reactions of such a formula surprisingly exhibit very high yields. Additionally, reactionsof such formula surprisingly and beneficially yieldfew side products. As such, working up and purification of the reactions is very easy. As a non-limiting example, this type of reaction can simplify the synthesis of various useful building blocks in natural products, pharmaceuticals, and functional materials. By using this reaction, the number of synthetic steps required can be reduced to improve the overall yield of the synthetic route.
  • the present subject matter relates to a synthetic method involving C (sp 3 ) -C (sp 2 ) cross-coupling reactions, where the C (sp 3 ) coupling partners are organic zinc reagents, and the C (sp 2 ) coupling partners are heterocyclic halides or heterocyclic pseudo halides.
  • C (sp 3 ) coupling partners are organic zinc reagents
  • the C (sp 2 ) coupling partners are heterocyclic halides or heterocyclic pseudo halides.
  • non-limiting organic zinc reagents as used herein are compounds containing carbon to zinc chemical bonds.
  • the present subject matter further relates to the organic compounds which are synthesized using the present method, the use of the present reaction in synthesizing various organic compounds, and the use of any organic compounds synthesized using the present synthetic method.
  • Scheme 1 shown below illustrates a representative cross-coupling reaction between 3-bromothiophene and (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide.
  • Scheme 2 shown below illustrates preparation of the zinc reagent used in the present subject matter.
  • A illustrates the use of alkyl halides or alkyl pseudo halides in the reaction
  • B illustrates the reaction is catalyzed by a metal iodide
  • C illustrates the reaction is conducted in various solvents.
  • Scheme 3 shown below illustrates the substrate scope of the heterocyclic halides in the present subject matter.
  • Scheme 4 shown below illustrates the substrate scope of the substituted alkyl (pseudo) halides in the present subject matter.
  • the present subject matter is directed to a method of synthesizing a C (sp 3 ) -C (sp 2 ) cross-coupled compound comprising:
  • the C (sp 3 ) coupling partner comprises an organic zinc reagent
  • the C (sp 2 ) coupling partner comprises a heterocyclic halide or a heterocyclic pseudo halide.
  • the heterocyclic halide is selected from the group consisting of:
  • each Y is independently selected from the group consisting of N and C-H;
  • each X 1 is independently selected from the group consisting of O, S, Se, Te, NH and N-R1, wherein R1 is selected from C1-30 straight-chain or branched alkyl groups.
  • heterocyclic halide of the present subject matter is selected from the group consisting of:
  • the heterocyclic pseudo halide of the present subject matter has a structure of
  • the heterocyclic pseudo halide has a structure of
  • the catalyst is selected from the group consisting of a phosphorus-based ligand and any metal-based catalyst. In an embodiment, the catalyst is selected from the group consisting of a palladium-based catalyst and any phosphorus-based ligand. In an embodiment, the catalyst is selected from the group consisting of 1, 1'-bis (diphenylphosphino) ferrocene (dppf) and any palladium-based catalyst. In an embodiment, the catalyst is selected from the group consisting of Pd (dppf) Cl 2 ⁇ CH 2 Cl 2 and Pd (dppf) Cl 2 .
  • the solvent of the present subject matter is DMA or DMF.
  • the present subject matter further comprises synthesis of the organic zinc reagent, wherein the synthesis comprises:
  • the metal iodide catalyst of the present subject matter is selected from the group consisting of NaI, LiI, NH 4 I, RbI, CsI, ZnI 2 , and KI.
  • the second solvent of the present subject matter is selected from the group consisting of CH 3 CN, DMA, DMF, DMSO, Ethyl acetate, THF, and 1, 4-dioxane.
  • organic zinc reagent of the present subject matter is selected from the group consisting of:
  • the C (sp 3 ) -C (sp 2 ) cross-coupled compound is selected from the group consisting of 3-alkylthiophene, 4-alkylthiazole, 3-alkylfuran, 3-alkylselenophene, 3-alkyl-1H-pyrrole, bisalkylbithiophene, dialkylthiophene, 2-alkylthiophene, and 3- (substitutedalkyl) thiophene.
  • the 3-alkylthiophene of the present subject matter is selected from the group consisting of:
  • the 4-alkylthiazole of the present subject matter is
  • the 3-alkylfuran of the present subject matter is
  • the 3-alkyl-1H-pyrrole of the present subject matter is selected from the group consisting of:
  • dialkylthiophene of the present subject matter is N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)
  • the 2-alkylthiophene of the present subject matter is N-(2-alkylthiophene of the present subject matter.
  • the 3- (substitutedalkyl) thiophene of the present subject matter is selected from the group consisting of:
  • Zinc powder (10 g, 152.9 mmol) was placed in a 100 mL conical flask. Hydrochloric acid (50 mL, 1M, 50 mmol) was added. The mixture was stirred vigorously for 10 minutes and then filtered. The solid was washed with water, acetone and diethyl ether successively. The activated zinc powder was obtained after drying under vacuum, after which it was used immediately in the next step.
  • the combined organic layer was washed with water for three times, dried over Na 2 SO 4 and concentrated under reduced pressure.
  • the crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) .
  • the product was obtained as colorless oil (6.95 g, 95%) .

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

Provided is a method of synthesizing a C(sp3)-C(sp2) cross-coupled compound comprising reacting a C(sp3) coupling partner with a C(sp2) coupling partner, a catalyst, and a solvent; wherein the C(sp3) coupling partner comprises an organic zinc reagent; and wherein the C(sp2) coupling partner comprises a heterocyclic halide or a heterocyclic pseudo halide. The method further comprises synthesis of the organic zinc reagent, wherein the synthesis comprises reacting a zinc powder with an acid, filtering, washing, and drying to obtain an activated zinc powder; and reacting the activated zinc powder with a metal iodide catalyst and a second solvent and heating for a predetermined time to obtain the organic zinc reagent.

Description

[Title established by the ISA under Rule 37.2] C(SP3)-C(SP2) CROSS-COUPLING REACTION OF ORGANOZINC REAGENTS AND HETEROCYCLIC (PSEUDO)HALIDES
RELATED APPLICATIONS
The present patent application claims priority to provisional U.S. Patent Application No. 62/494,142 filed July 29, 2016, which was filed by the inventors hereof and is incorporated by reference herein in its entirety.
TECHNICAL FIELD
The present subject matter relates to the development of a synthetic method involving C (sp3) -C (sp2) cross-coupling reactions.
BACKGROUND
Alkyl and other sp3 carbon substitutedheterocycles are important building blocksin natural products, pharmaceuticals, and functional materials. Although tremendous methods have been developed for C (sp2) -C (sp2) cross-coupling reactions, applying such methods to C (sp3) -C (sp2) cross-coupling reactions is much more difficult, especially when using heterocyclic (pseudo) halides.
There are a several possible reasons for the difficulty in applying C (sp2) -C (sp2) cross-coupling reactions methods to C (sp3) -C (sp2) cross-coupling reactions. On possibility may be because the C (sp3) based coupling partners easily undergo β-elimination or proto-demetalation in the reaction. Another possibility may be because the C (sp3) based coupling partners are usually not air-stable, which makes them hard to separate, purify, or store. Another further possibility may be that the key transmetalation step in the C (sp3) -C (sp2) cross-coupling reaction is usually  very slow when compared to that of the C (sp2) -C (sp2) cross-coupling reactions. In addition, another possibility may be because the reactions involving C (sp3) easily undergo undesirable side reactions. As such, an effective C (sp3) -C (sp2) cross-coupling reaction usually needs the precise control of ligands, metals, and conditions.
To date, several valuable methods are reported for C (sp3) -C (sp2) cross-coupling reactions using alkenyl or benzyl halides, which benefit both industry and laboratory use. However, the C (sp3) -C (sp2) cross-coupling reactions involving heterocyclic halides remain rarely investigated, partially because the heterocyclic (pseudo) halides usually have poorer reactivity than alkenyl or benzyl (pseudo) halides and easily undergo side reactions. For example, the alkylation of 3-bromothiophene usually uses a nickel catalyzed Kumada cross-coupling reaction. However, the preparation of the Grignard reagent becomes harder as the number of carbons on the alkyl chain increases. Moreover, for the widely used branched alkyl chains, the Grignard reagent is extremely difficult to prepare and handle. Therefore, the yields of the Kumada cross-coupling reactions using branched alkyl chains are only approximately 50%. What is worse, the numerous side reactions make the separation of the desired product very challenging. In fact, the product has a large and almost identical Rf value on the column compared with the side products (e.g. alkanes and alkenes from homo-coupling and β-elimination, respectively) and a very high boiling point, preventing purification via vacuum distillation.
A recent report of synthesizing 3- (2-decyltetradecyl) thiophene gave up on using the cross-coupling reaction because of the very long 2DT chain, which indicates the difficulties of this type of cross-coupling reactions. However, the reported new synthetic strategy leads to a longer step and modest yield. In another case of synthesizing 4-alkylthiazoles, which are also a common building block in material and biological science, there is virtually no report of any  cross-coupling reactions using 4-halidethiazoles and C (sp3) coupling partners. Therefore, the synthesis of 4-alkylthiazoles requires multiple steps with a very low yield. As a result, there are merely limited reports of synthesizing linear alkyl chains substituted 4-alkylthiazoles, while there are no reports of derivatives with branched alkyl chains. As such, there is an urgent need, in light of the tremendous application of thiazoles in material and biological science and the recently revealed critical role of the branched alkyl chains in materials, for the development of C (sp3) cross-coupling reactions with 4-halidethiazoles.
SUMMARY
The present subject matter provides a solution to the aforementioned problems. Namely, the present subject matter is directed to a C (sp3) -C (sp2) cross-coupling reaction of organozinc reagents and heterocyclic (pseudo) halides.
In an embodiment, the present subject matter is directed to a method of synthesizing a C (sp3) -C (sp2) cross-coupled compound comprising reacting a C (sp3) coupling partner with a C (sp2) coupling partner, a catalyst, and a solvent; wherein the C (sp3) coupling partner comprises an organic zinc reagent; and wherein the C (sp2) coupling partner comprises a heterocyclic halide or a heterocyclic pseudo halide.
In an embodiment, the method of the present subject matter further comprises synthesis of the organic zinc reagent, wherein the synthesis comprises reacting a zinc powder with an acid, filtering, washing, and drying to obtain an activated zinc powder; and reacting the activated zinc powder with a metal iodide catalyst and a second solvent and heating for a predetermined time to obtain the organic zinc reagent.
In an embodiment according to the present subject matter, the C (sp3) -C (sp2) cross-coupled compound is selected from the group consisting of 3-alkylthiophene, 4-alkylthiazole, 3-alkylfuran, 3-alkylselenophene, 3-alkyl-1H-pyrrole, bisalkylbithiophene, dialkylthiophene, 2-alkylthiophene, and 3- (substitutedalkyl) thiophene.
DETAILED DESCRIPTION
Definitions
The following definitions are provided for the purpose of understanding the present subject matter and for constructing the appended patent claims.
Where a range of values is provided, for example, concentration ranges, percentage ranges, or ratio ranges, it is understood that each intervening value, to the tenth of the unit of the lower limit, unless the context clearly dictates otherwise, between the upper and lower limit of that range and any other stated or intervening value in that stated range, is encompassed within the described subject matter. The upper and lower limits of these smaller ranges may independently be included in the smaller ranges, and such embodiments are also encompassed within the described subject matter, subject to any specifically excluded limit in the stated range. Where the stated range includes one or both of the limits, ranges excluding either or both of those included limits are also included in the described subject matter.
For purposes of better understanding the present teachings and in no way limiting the scope of the teachings, unless otherwise indicated, all numbers expressing quantities, percentages or proportions, and other numerical values used in the specification and claims, are to be understood as being modified in all instances by the term “about. ” Accordingly, unless indicated to the contrary, the numerical parameters set forth in the following specification and attached  claims are approximations that may vary depending upon the desired properties sought to be obtained. At the very least, each numerical parameter should at least be construed in light of the number of reported significant digits and by applying ordinary rounding techniques.
It is noted that, as used in this specification and the appended claims, the singular forms “a, ” “an” and “the” include plural references unless the context clearly dictates otherwise. As such, the use of the singular herein includes the plural (and vice versa) unless specificallystated otherwise. In addition, where the use of the term "about" is before a quantitativevalue, the present teachings also include the specific quantitative value itself, unlessspecifically stated otherwise. As used herein, the term "about" refers to a ±10%variationfrom the nominal value unless otherwise indicated or inferred.
Throughout the application, descriptions of various embodiments use “comprising” language; however, it will be understood by one of skill in the art, that in some specific instances, an embodiment can alternatively be described using the language “consisting essentially of” or “consisting of. ”
The use of the terms "include, " "includes" , "including, " "have, " "has, " or "having" should be generally understood as open-ended and non-limiting unless specifically statedotherwise.
Throughout the application, where compositions are described as having, including, or comprising specific components, or where processes are described as having, including, orcomprising specific process steps, it is contemplated that compositions of the presentteachings also consist essentially of, or consist of, the recited components, and that theprocesses of the present teachings also consist essentially of, or consist of, the recited processsteps.
In the application, where an element or component is said to be included in and/orselected from a list of recited elements or components, it should be understood that theelement or component can be any one of the recited elements or components, or the elementor component can be selected from a group consisting of two or more of the recited elementsor components. Further, it should be understood that elements and/or features of acomposition, an apparatus, or a method described herein can be combined in a variety ofways without departing from the spirit and scope of the present teachings, whether explicit orimplicit herein.
It should be understood that the order of steps or order for performing certainactions is immaterial so long as the present teachings remain operable. Moreover, two ormore steps or actions may be conducted simultaneously.
Unless defined otherwise all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood to one of ordinary skill in the art to which the presently described subject matter pertains.
As used herein, "halo" or "halogen" refers to fluoro, chloro, bromo, and iodo.
As used herein, "alkyl" refers to a straight-chain or branched saturated hydrocarbongroup. Examples of alkyl groups include methyl (Me) , ethyl (Et) , propyl (e.g., n-propyl andi-propyl) , butyl (e.g., n-butyl, i-butyl, sec-butyl, tert-butyl) , and the like. In various embodiments, an alkyl groupcan have 1 to 40 carbon atoms (i.e., C1-C40 alkyl group) . In some embodiments, alkyl groups can be substituted as described herein.
As used herein, "aryl" refers to an aromatic monocyclic hydrocarbon ring system ora polycyclic ring system in which two or more aromatic hydrocarbon rings are fused (i.e., having a bond in common with) together or at least one aromatic monocyclic hydrocarbonring is fused to one or more cycloalkyl and/or cycloheteroalkyl rings. An aryl group canhave 6 to 24 carbon  atoms in its ring system, which can includemultiple fused rings. In some embodiments, a polycyclic aryl group can have 8 to 24 carbonatoms. Any suitable ring position of the aryl group can be covalently linked to the definedchemical structure. Examples of aryl groups having only aromatic carbocyclic ring (s) include phenyl, 1-naphthyl (bicyclic) , 2-naphthyl (bicyclic) , anthracenyl (tricyclic) , phenanthrenyl (tricyclic) , pentacenyl (pentacyclic) , and like groups. Examples of polycyclicring systems in which at least one aromatic carbocyclic ring is fused to one or morecycloalkyl and/or cycloheteroalkyl rings include, among others, benzo derivatives ofcyclopentane (i.e., an indanyl group, which is a 5, 6-bicyclic cycloalkyl/aromatic ringsystem) , cyclohexane (i.e., a tetrahydronaphthyl group, which is a 6, 6-bicycliccycloalkyl/aromatic ring system) , imidazoline (i.e., a benzimidazolinyl group, which is a 5, 6-bicyclic cycloheteroalkyl/aromatic ring system) , and pyran (i.e., a chromenyl group, which isa 6, 6-bicyclic cycloheteroalkyl/aromatic ring system) . Other examples of aryl groups includebenzodioxanyl, benzodioxolyl, chromanyl, indolinyl groups, and the like. In someembodiments, aryl groups can be substituted as described herein. In some embodiments, anaryl group can have one or more halogen substituents, and can be referred to as a "haloaryl" group. Perhaloaryl groups, i.e., aryl groups where all of the hydrogen atoms are replacedwith halogen atoms (e.g., -C6F5) , are included within the definition of "haloaryl. " In certainembodiments, an aryl group is substituted with another aryl group and can be referred to as abiaryl group. Each of the aryl groups in the biaryl group can be substituted as disclosedherein.
As used herein, "heteroaryl" refers to an aromatic monocyclic ring systemcontaining at least one ring heteroatom selected from oxygen (O) , nitrogen (N) , sulfur (S) , silicon (Si) , and selenium (Se) or a polycyclic ring system where at least one of the ringspresent in the ring system is aromatic and contains at least one ring heteroatom. Polycyclicheteroaryl groups  include those having two or more heteroaryl rings fused together, as wellas those having at least one monocyclic heteroaryl ring fused to one or more aromaticcarbocyclic rings, non-aromatic carbocyclic rings, and/or non-aromatic cycloheteroalkylrings. A heteroaryl group, as a whole, can have, for example, 5 to 24 ring atoms and contain1-5 ring heteroatoms (i.e., 5-20 membered heteroaryl group) . The heteroaryl group can beattached to the defined chemical structure at any heteroatom or carbon atom that results in astable structure. Generally, heteroaryl rings do not contain O-O, S-S, or S-O bonds. However, one or more N or S atoms in a heteroaryl group can be oxidized (e.g., pyridine Noxidethiophene S-oxide, thiophene S, S-dioxide) . Examples of heteroaryl groups include, for example, the 5-or 6-membered monocyclic and 5-6 bicyclic ring systems shown below: where T is O, S, NH, N-alkyl, N-aryl, N- (arylalkyl) (e.g., N-benzyl) , SiH2, SiH (alkyl) , Si (alkyl) 2, SiH (arylalkyl) , Si (arylalkyl) 2, or Si (alkyl) (arylalkyl) . Examples of such heteroarylrings include pyrrolyl, furyl, thienyl, pyridyl, pyrimidyl, pyridazinyl, pyrazinyl, triazolyl, tetrazolyl, pyrazolyl, imidazolyl, isothiazolyl, thiazolyl, thiadiazolyl, isoxazolyl, oxazolyl, oxadiazolyl, indolyl, isoindolyl, benzofuryl, benzothienyl, quinolyl, 2-methylquinolyl, isoquinolyl, quinoxalyl, quinazolyl, benzotriazolyl, benzimidazolyl, benzothiazolyl, benzisothiazolyl, benzisoxazolyl, benzoxadiazolyl, benzoxazolyl, cinnolinyl, lH-indazolyl, 2H-indazolyl, indolizinyl, isobenzofuyl, naphthyridinyl, phthalazinyl, pteridinyl, purinyl, oxazolopyridinyl, thiazolopyridinyl, imidazopyridinyl, furopyridinyl, thienopyridinyl, pyridopyrimidinyl, pyridopyrazinyl, pyridopyridazinyl, thienothiazolyl, thienoxazolyl, thienoimidazolyl groups, and the like. Further examples of heteroaryl groups include 4, 5, 6, 7-tetrahydroindolyl, tetrahydroquinolinyl, benzothienopyridinyl, benzofuropyridinyl groups, and the like. In some embodiments, heteroaryl groups can be substituted as described herein.
C (sp3) -C (sp2) cross-coupling reactions
In an embodiment, the present subject matter relates to C (sp3) -C (sp2) cross-coupling reactions using C (sp3) based organic zinc reagents and C (sp2) aryl halides or aryl pseudo halides.
The general reaction formula can be described as:
Figure PCTCN2017094898-appb-000001
wherein each of Aryl, Alkyl, X1, X2, Catalyst, and solvent are set forth further herein.
In the present subject matter, reactions of such a formula surprisingly exhibit very high yields. Additionally, reactionsof such formula surprisingly and beneficially yieldfew side products. As such, working up and purification of the reactions is very easy. As a non-limiting example, this type of reaction can simplify the synthesis of various useful building blocks in natural products, pharmaceuticals, and functional materials. By using this reaction, the number of synthetic steps required can be reduced to improve the overall yield of the synthetic route.
In an embodiment, the present subject matter relates to a synthetic method involving C (sp3) -C (sp2) cross-coupling reactions, where the C (sp3) coupling partners are organic zinc reagents, and the C (sp2) coupling partners are heterocyclic halides or heterocyclic pseudo halides. For instance, non-limiting organic zinc reagents as used herein are compounds containing carbon to zinc chemical bonds.
In an embodiment, the present subject matter further relates to the organic compounds which are synthesized using the present method, the use of the present reaction in synthesizing various organic compounds, and the use of any organic compounds synthesized using the present synthetic method.
Scheme 1 shown below illustrates a representative cross-coupling reaction between 3-bromothiophene and (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide.
Figure PCTCN2017094898-appb-000002
Scheme 1
Scheme 2 shown below illustrates preparation of the zinc reagent used in the present subject matter. In particular, A illustrates the use of alkyl halides or alkyl pseudo halides in the reaction, B illustrates the reaction is catalyzed by a metal iodide, andC illustrates the reaction is conducted in various solvents.
Figure PCTCN2017094898-appb-000003
Scheme 2
Scheme 3 shown below illustrates the substrate scope of the heterocyclic halides in the present subject matter.
Figure PCTCN2017094898-appb-000004
Scheme 3
Scheme 4 shown below illustrates the substrate scope of the substituted alkyl (pseudo) halides in the present subject matter.
Figure PCTCN2017094898-appb-000005
Scheme 4
Scheme 5 shown below illustrates the catalyst scope in the present subject matter.
Figure PCTCN2017094898-appb-000006
Scheme 5
In an embodiment, the present subject matter is directed to a method of synthesizing a C (sp3) -C (sp2) cross-coupled compound comprising:
reacting a C (sp3) coupling partner with a C (sp2) coupling partner, a catalyst, and a solvent;
wherein the C (sp3) coupling partner comprises an organic zinc reagent; and
wherein the C (sp2) coupling partner comprises a heterocyclic halide or a heterocyclic pseudo halide.
In an embodiment of the present subject matter, the heterocyclic halide is selected from the group consisting of:
Figure PCTCN2017094898-appb-000007
wherein each Y is independently selected from the group consisting of N and C-H; and
wherein each X1 is independently selected from the group consisting of O, S, Se, Te, NH and N-R1, wherein R1 is selected from C1-30 straight-chain or branched alkyl groups.
In an embodiment, the heterocyclic halide of the present subject matter is selected from the group consisting of:
Figure PCTCN2017094898-appb-000008
In an embodiment, the heterocyclic pseudo halide of the present subject matter has a structure of
Figure PCTCN2017094898-appb-000009
wherein R is selected from the group consisting of straight-chain, branched, and cyclic alkyl with 1-40 C atoms, wherein one or more non-adjacent C atoms are optionally replaced by –O–, –S–, –C (O) –, –C (O–) –O–, –O–C (O) –, –O–C (O) –O–, –CR0=CR00–, or –C≡C–, and wherein one or more H atoms are optionally replaced by F, Cl, Br, I, or CN or denote aryl, heteroaryl, aryloxy, heteroaryloxy, arylcarbonyl, heteroarylcarbonyl, arylcarbonyloxy, heteroarylcarbonyloxy, aryloxycarbonyl, or heteroaryloxycarbonyl having 4 to 30 ring atoms unsubstituted or substituted by one or more non-aromatic groups, wherein R0and R00are independently a straight-chain, branched, or cyclic alkyl group.
In an embodiment, the heterocyclic pseudo halide has a structure of
Figure PCTCN2017094898-appb-000010
wherein R is selected from the group consisting of straight-chain, branched, and cyclic alkyl with 1-40 C atoms, wherein one or more non-adjacent C atoms are optionally replaced by –O–, –S–, –C (O) –, –C (O–) –O–, –O–C (O) –, –O–C (O) –O–, –CR0=CR00–, or –C≡C–, and wherein one or more H atoms are optionally replaced by F, Cl, Br, I, or CN or denote aryl, heteroaryl, aryloxy, heteroaryloxy, arylcarbonyl, heteroarylcarbonyl, arylcarbonyloxy, heteroarylcarbonyloxy, aryloxycarbonyl, or heteroaryloxycarbonyl having 4 to 30 ring atoms unsubstituted or substituted by one or more non-aromatic groups, wherein R0and R00are independently a straight-chain, branched, or cyclic alkyl group.
In an embodiment of the present subject matter, the catalyst is selected from the group consisting of a phosphorus-based ligand and any metal-based catalyst. In an embodiment, the catalyst is selected from the group consisting of a palladium-based catalyst and any phosphorus-based ligand. In an embodiment, the catalyst is selected from the group consisting of 1, 1'-bis (diphenylphosphino) ferrocene (dppf) and any palladium-based catalyst. In an embodiment, the catalyst is selected from the group consisting of Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 and Pd (dppf) Cl2.
In an embodiment, the solvent of the present subject matter is DMA or DMF.
In an embodiment, the present subject matter further comprises synthesis of the organic zinc reagent, wherein the synthesis comprises:
reacting a zinc powder with an acid, filtering, washing, and drying to obtain an activated zinc powder; and
reacting the activated zinc powder with a metal iodide catalyst and a second solvent and heating for a predetermined time to obtain the organic zinc reagent.
In an embodiment, the metal iodide catalyst of the present subject matter is selected from the group consisting of NaI, LiI, NH4I, RbI, CsI, ZnI2, and KI.
In an embodiment, the second solvent of the present subject matter is selected from the group consisting of CH3CN, DMA, DMF, DMSO, Ethyl acetate, THF, and 1, 4-dioxane.
In an embodiment, the organic zinc reagent of the present subject matter is selected from the group consisting of:
Figure PCTCN2017094898-appb-000011
In an embodiment according to the present subject matter, the C (sp3) -C (sp2) cross-coupled compound is selected from the group consisting of 3-alkylthiophene, 4-alkylthiazole, 3-alkylfuran, 3-alkylselenophene, 3-alkyl-1H-pyrrole, bisalkylbithiophene, dialkylthiophene, 2-alkylthiophene, and 3- (substitutedalkyl) thiophene.
In an embodiment, the 3-alkylthiophene of the present subject matter is selected from the group consisting of:
Figure PCTCN2017094898-appb-000012
In an embodiment, the 4-alkylthiazole of the present subject matter is
Figure PCTCN2017094898-appb-000013
In an embodiment, the 3-alkylfuran of the present subject matter is
Figure PCTCN2017094898-appb-000014
In an embodiment, the 3-alkylselenophene of the present subject matter is
Figure PCTCN2017094898-appb-000015
In an embodiment, the 3-alkyl-1H-pyrrole of the present subject matter is selected from the group consisting of:
Figure PCTCN2017094898-appb-000016
In an embodiment, the bisalkylbithiophene of the present subject matter is 
Figure PCTCN2017094898-appb-000017
In an embodiment, the dialkylthiophene of the present subject matter is
Figure PCTCN2017094898-appb-000018
In an embodiment, the 2-alkylthiophene of the present subject matter is
Figure PCTCN2017094898-appb-000019
In an embodiment, the 3- (substitutedalkyl) thiophene of the present subject matter is selected from the group consisting of:
Figure PCTCN2017094898-appb-000020
EXAMPLES
The following examples are illustrative of the presently described subject matter and are not intended to be limitations therein.
Synthesis of Zinc Reagents
Activation of zinc powder
Zinc powder (10 g, 152.9 mmol) was placed in a 100 mL conical flask. Hydrochloric acid (50 mL, 1M, 50 mmol) was added. The mixture was stirred vigorously for 10 minutes and then filtered. The solid was washed with water, acetone and diethyl ether successively. The activated zinc powder was obtained after drying under vacuum, after which it was used immediately in the next step.
Preparation of (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide
A mixture of freshly activated zinc powder (1.37 g, 21 mmol) , potassium iodide (664 mg, 4 mmol) and 9- (bromomethyl) nonadecane (7.23 g, 20 mmol) in 20 mL N, N-dimethylacetamide (DMA) was heated to 80℃. After ~12 hours, at which the zinc powder was almost disappeared, the reaction was completed. The reaction is shown below. The obtained zinc reagent was directly used in the next step.
Figure PCTCN2017094898-appb-000021
Preparation of (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide
A mixture of freshly activated zinc powder (1.37 g, 21 mmol) , potassium iodide (664 mg, 4 mmol) and 9- (bromomethyl) nonadecane (7.23 g, 20 mmol) in 20 mL N, N-dimethylformamide (DMF) was heated to 80℃. After ~12 hours, at which the zinc powder was almost disappeared, the reaction was completed. The reaction is shown below. The obtained zinc reagent was directly used in the next step.
Figure PCTCN2017094898-appb-000022
Preparation of (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide
A mixture of freshly activated zinc powder (1.37 g, 21 mmol) , potassium iodide (664 mg, 4 mmol) and 9- (bromomethyl) nonadecane (7.23 g, 20 mmol) in 20 mL dimethyl sulfoxide (DMSO) was heated to 80℃. After ~12 hours, at which the zinc powder was almost disappeared, the reaction was completed. The reaction is shown below. The obtained zinc reagent was directly used in the next step.
Figure PCTCN2017094898-appb-000023
Preparation of (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide
A mixture of freshly activated zinc powder (1.37 g, 21 mmol) , potassium iodide (664 mg, 4 mmol) and 9- (bromomethyl) nonadecane (7.23 g, 20 mmol) in 20 mL tetrahydrofuran (THF) was heated to reflux. After ~12 hours, at which the zinc powder was almost disappeared, the reaction was completed. The reaction is shown below. The obtained zinc reagent was directly used in the next step.
Figure PCTCN2017094898-appb-000024
Preparation of (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide
A mixture of freshly activated zinc powder (1.37 g, 21 mmol) , potassium iodide (664 mg, 4 mmol) and 9- (bromomethyl) nonadecane (7.23 g, 20 mmol) in 20 mL ethyl acetate (EA) was heated to reflux. After ~12 hours, at which the zinc powder was almost disappeared, the reaction was completed. The reaction is shown below. The obtained zinc reagent was directly used in the next step.
Figure PCTCN2017094898-appb-000025
Preparation of (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide
A mixture of freshly activated zinc powder (1.37 g, 21 mmol) , potassium iodide (664 mg, 4 mmol) and 9- (bromomethyl) nonadecane (7.23 g, 20 mmol) in 20 mL 1, 4-dioxane was heated to 80℃. After ~12 hours, at which the zinc powder was almost disappeared, the reaction was completed. The reaction is shown below. The obtained zinc reagent was directly used in the next step.
Figure PCTCN2017094898-appb-000026
Preparation of (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide
A mixture of freshly activated zinc powder (1.37 g, 21 mmol) , potassium iodide (664 mg, 4 mmol) and 9- (bromomethyl) nonadecane (7.23 g, 20 mmol) in 20 mL acetonitrile (CH3CN) was heated to reflux. After ~12 hours, at which the zinc powder was almost disappeared, the reaction was completed. The reaction is shown below. The obtained zinc reagent was directly used in the next step.
Figure PCTCN2017094898-appb-000027
Preparation of (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide
A mixture of freshly activated zinc powder (1.37 g, 21 mmol) , sodium iodide (600 mg, 4 mmol) and 9- (bromomethyl) nonadecane (7.23 g, 20 mmol) in 20 mL DMA was heated to 80℃. After ~12 hours, at which the zinc powder was almost disappeared, the reaction was  completed. The reaction is shown below. The obtained zinc reagent was directly used in the next step.
Figure PCTCN2017094898-appb-000028
Preparation of (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide
A mixture of freshly activated zinc powder (1.37 g, 21 mmol) , lithium iodide (536 mg, 4 mmol) and 9- (bromomethyl) nonadecane (7.23 g, 20 mmol) in 20 mL DMA was heated to 80℃. After ~12 hours, at which the zinc powder was almost disappeared, the reaction was completed. The reaction is shown below. The obtained zinc reagent was directly used in the next step.
Figure PCTCN2017094898-appb-000029
Preparation of (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide
A mixture of freshly activated zinc powder (1.37 g, 21 mmol) , ammonium iodide (580 mg, 4 mmol) and 9- (bromomethyl) nonadecane (7.23 g, 20 mmol) in 20 mL DMA was heated to 80℃. After ~12 hours, at which the zinc powder was almost disappeared, the reaction was completed. The reaction is shown below. The obtained zinc reagent was directly used in the next step.
Figure PCTCN2017094898-appb-000030
Preparation of (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide
A mixture of freshly activated zinc powder (1.37 g, 21 mmol) , rubidium iodide (850 mg, 4 mmol) and 9- (bromomethyl) nonadecane (7.23 g, 20 mmol) in 20 mL DMA was heated to  80℃. After ~12 hours, at which the zinc powder was almost disappeared, the reaction was completed. The reaction is shown below. The obtained zinc reagent was directly used in the next step.
Figure PCTCN2017094898-appb-000031
Preparation of (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide
A mixture of freshly activated zinc powder (1.37 g, 21 mmol) , caesium iodide (1.04 g, 4 mmol) and 9- (bromomethyl) nonadecane (7.23 g, 20 mmol) in 20 mL DMA was heated to 80℃. After ~12 hours, at which the zinc powder was almost disappeared, the reaction was completed. The reaction is shown below. The obtained zinc reagent was directly used in the next step.
Figure PCTCN2017094898-appb-000032
Preparation of (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide
A mixture of freshly activated zinc powder (1.37 g, 21 mmol) , zinc iodide (1.28 g, 4 mmol) and 9- (bromomethyl) nonadecane (7.23 g, 20 mmol) in 20 mL DMA was heated to 80℃. After ~12 hours, at which the zinc powder was almost disappeared, the reaction was completed. The reaction is shown below. The obtained zinc reagent was directly used in the next step.
Figure PCTCN2017094898-appb-000033
Preparation of (2-octyldodecyl) zinc (II) iodide
A mixture of freshly activated zinc powder (1.37 g, 21 mmol) , potassium iodide (664 mg, 4 mmol) and 9- (iodomethyl) nonadecane (8.17 g, 20 mmol) in 20 mL DMA was heated to  80℃. After ~12 hours, at which the zinc powder was almost disappeared, the reaction is completed. The reaction is shown below. The obtained zinc reagent was directly used in the next step.
Figure PCTCN2017094898-appb-000034
Preparation of (2-octyldodecyl) (oxo) (tosyl) zinc
A mixture of freshly activated zinc powder (1.37 g, 21 mmol) , potassium iodide (664 mg, 4 mmol) and 2-octyldodecyl 4-methylbenzenesulfonate (9.05 g, 20 mmol) in 20 mL DMA was heated to 80℃. After ~12 hours, at which the zinc powder was almost disappeared, the reaction was completed. The reaction is shown below. The obtained zinc reagent was directly used in the next step.
Figure PCTCN2017094898-appb-000035
Preparation of (2-octyldodecyl) (oxo) ( (trifluoromethyl) sulfonyl) zinc
A mixture of freshly activated zinc powder (1.37 g, 21 mmol) , potassium iodide (664 mg, 4 mmol) and 2-octyldodecyl trifluoromethanesulfonate (8.61 g, 20 mmol) in 20 mL DMA was heated to 80℃. After ~12 hours, at which the zinc powder was almost disappeared, the reaction was completed. The reaction is shown below. The obtained zinc reagent was directly used in the next step.
Figure PCTCN2017094898-appb-000036
Preparation of ( (diethoxyphosphoryl) oxy) (2-octyldodecyl) zinc
A mixture of freshly activated zinc powder (1.37 g, 21 mmol) , potassium iodide (664 mg, 4 mmol) and diethyl (2-octyldodecyl) phosphate (8.69 g, 20 mmol) in 20 mL DMA was heated to 80℃. After ~12 hours, at which the zinc powder was almost disappeared, the reaction was completed. The reaction is shown below. The obtained zinc reagent was directly used in the next step.
Figure PCTCN2017094898-appb-000037
Synthesis of Alkylthiophenes
Synthesis of 3- (2-octyldodecyl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (6.93 g, 95%) . 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ7.23–7.21 (m, 1H) , 6.90–6.88 (m, 2H) , 2.56–2.55 (d, 2H, J = 6.8 Hz) , 1.61–1.59 (m, 1H) , 1.35–1.22 (m, 32H) , 0.90–0.87 (m, 6H) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000038
Synthesis of 3- (2-decyltetradecyl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-decyltetradecyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (8.0 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000039
Synthesis of 3- (2-hexyldecyl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-hexyldecyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The  aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (5.9 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000040
Synthesis of 3- (2-butyloctyl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-butyloctyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (4.8 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000041
Synthesis of 3- (2-ethylhexyl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-ethylhexyl) zinc (II)  bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (3.7 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000042
Synthesis of 3-dodecylthiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared dodecylzinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (4.8 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000043
Synthesis of 3- (2-heptylundecyl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-heptylundecyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (6.4 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000044
Synthesis of 3- (2-decyldodecyl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-decyldodecyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced  pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (7.5 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000045
Synthesis of 3- (2-nonyldodecyl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-nonyldodecyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (7.2 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000046
Synthesis of 3- (2-octyldodecyl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2 (146.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL)  were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (6.93 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000047
Synthesis of 3- (2-octyldodecyl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMF (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (6.93 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000048
Synthesis of 3- (2-octyldodecyl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMSO (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (6.93 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000049
Synthesis of 3- (2-octyldodecyl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in THF (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred and refluxed for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (6.93 g, 95%) . The reaction is shown below. 
Figure PCTCN2017094898-appb-000050
Synthesis of 3- (2-octyldodecyl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in CH3CN (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred and refluxed for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (6.93 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000051
Synthesis of 3- (2-octyldodecyl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in 1, 4-dioxane (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad  of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (6.93 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000052
Synthesis of 3- (2-octyldodecyl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in EA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred and refluxed for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (6.93 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000053
Synthesis of Alkylthiazoles
Synthesis of 4- (2-octyldodecyl) thiazole
4-Bromothiazole (3.28 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with water for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (6.95 g, 95%) . 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.74 (d, J = 1.6 Hz, 1H) , 6.90 (d, J = 2.0 Hz, 1H) , 2.75 (d, J = 7.2 Hz, 2H) , 2.77 (t, J = 6.7 Hz, 2H) , 1.86–1.81 (m, 1H) , 1.35–1.22 (m, 32H) , 0.90–0.87 (m, 6H) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000054
Synthesis of 3-Alkylfurans
Synthesis of 3- (2-octyldodecyl) furan
3-Bromofuran (2.94 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with water  for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (4.2 g, 60%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000055
Synthesis of 3-Alkylselenophenes
Synthesis of 3- (2-octyldodecyl) selenophene
3-Bromoselenophene (4.20 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with water for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (5.2 g, 63%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000056
Synthesis of 3-Alkyl-1H-pyrroles
Synthesis of 3- (2-octyldodecyl) -1H-pyrrole
3-Bromo-1H-pyrrole (2.92 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with water for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (4.9 g, 71%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000057
Synthesis of 1-methyl-3- (2-octyldodecyl) -1H-pyrrole
3-Bromo-1-methyl-1H-pyrrole (3.20 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with water for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (5.6 g, 77%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000058
Synthesis of Bisalkylbithiophenes
Synthesis of 4, 4'-bis (2-octyldodecyl) -2, 2'-bithiophene
4, 4'-Dibromo-2, 2'-bithiophene (3.24 g, 10 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (7.0 g, 96%) . 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 6.94 (d, J = 1.2 Hz, 2H) , 6.73 (s, 2H) , 2.49 (d, J = 6.8 Hz, 4H) , 1.61–1.59 (m, 2H) , 1.35–1.22 (m, 64H) , 0.90–0.87 (m, 12H) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000059
Synthesis of Dialkylthiophenes
Synthesis of 3, 4-bis (2-octyldodecyl) thiophene
3, 4-dibromothiophene (2.42 g, 10 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (6.1 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000060
Synthesis of 2-Alkylthiophenes
Synthesis of 2- (2-octyldodecyl) thiophene
2-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-octyldodecyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced  pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (6.93 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000061
Synthesis of 3- (Substitutedalkyl) thiophenes
Synthesis of methyl 4- (thiophen-3-yl) butanoate
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (4-methoxy-4-oxobutyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 min and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (3.8 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000062
Synthesis of 3- (3-methoxypropyl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (3- methoxypropyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (3.0 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000063
Synthesis of 3- (3-bromopropyl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (3-bromopropyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (3.4 g, 82%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000064
Synthesis of 3- (3-fluoropropyl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (3-fluoropropyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (2.7 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000065
Synthesis of 3- (but-3-en-1-yl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared but-3-en-1-ylzinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 min and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid  (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (2.6 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000066
Synthesis of 3- (hex-4-yn-1-yl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared hex-4-yn-1-ylzinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (3.1 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000067
Synthesis of 3- (heptan-3-yl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared heptan-3-ylzinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before  cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (3.5 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000068
Synthesis of 3- (2-methylhexan-2-yl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (2-methylhexan-2-yl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (3.5 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000069
Synthesis of 3- (2, 2-dimethylpentyl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80 ℃. The freshly prepared (2, 2-dimethylpentyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80 ℃for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (3.5 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000070
Synthesis of 4- (thiophen-3-yl) butanenitrile
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (3-cyanopropyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced  pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (2.9 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000071
Synthesis of 4- (thiophen-3-yl) butanamide
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (4-amino-4-oxobutyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (3.2 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000072
Synthesis of 3-cyclohexylthiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared cyclohexylzinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL)  were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (3.2 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000073
Synthesis of 3- (cyclohexylmethyl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (cyclohexylmethyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (3.4 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000074
Synthesis of 3- (3-phenylpropyl) thiophene
3-Bromothiophene (3.26 g, 20 mmol) and Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2 (163.3 mg, 0.2 mmol) were dissolved in DMA (40 mL) and stirred at 80℃. The freshly prepared (3-phenylpropyl) zinc (II) bromide was added dropwise. The reaction mixture was stirred at 80℃ for 12 hours before cooled to room temperature. Hexane (50 mL) and saturated ammonium chloride solution (50 mL) were added. The mixture was stirred for 30 minutes and passed through a pad of Celite. The aqueous layer was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with hydrochloric acid (1M) for three times, dried over Na2SO4 and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by flash column chromatography (silica gel, eluent: n-hexane) . The product was obtained as colorless oil (3.8 g, 95%) . The reaction is shown below.
Figure PCTCN2017094898-appb-000075
With the information contained herein, various departures from precise descriptions of the present subject matter will be readily apparent to those skilled in the art to which the present subject matter pertains, without departing from the spirit and the scope of the below claims. The present subject matter is not considered limited in scope to the procedures, properties, or components defined, since the preferred embodiments and other descriptions are intended only to be illustrative of particular aspects of the presently provided subject matter. Indeed, various modifications of the described modes for carrying out the present subject matter which are obvious to those skilled in chemistry, biochemistry, or related fields are intended to be within the scope of the following claims.

Claims (24)

  1. A method of synthesizing a C (sp3) -C (sp2) cross-coupled compound comprising:
    reacting a C (sp3) coupling partner witha C (sp2) coupling partner, a catalyst, and a solvent;
    wherein the C (sp3) coupling partner comprises an organic zinc reagent; and
    wherein the C (sp2) coupling partner comprises a heterocyclic halide or a heterocyclic pseudo halide.
  2. The method of claim 1, wherein the heterocyclic halide is selected from the group consisting of:
    Figure PCTCN2017094898-appb-100001
    wherein each Y is independently selected from the group consisting of N and C-H; and
    wherein each X1 is independently selected from the group consisting of O, S, Se, Te, NH and N-R1, wherein R1 is selected from C1-30 straight-chain or branched alkyl groups.
  3. The method of claim 2, wherein the heterocyclic halide is selected from the group consisting of:
    Figure PCTCN2017094898-appb-100002
  4. The method of claim 1, wherein the heterocyclic pseudo halide has a structure of
    Figure PCTCN2017094898-appb-100003
    wherein R is selected from the group consisting of straight-chain, branched, and cyclic alkyl with 1-40 C atoms, wherein one or more non-adjacent C atoms are optionally replaced by –O–, –S–, –C (O) –, –C (O–) –O–, –O–C (O) –, –O–C (O) –O–, –CR0=CR00–, or –C≡C–, and wherein one or more H atoms are optionally replaced by F, Cl, Br, I, or CN or denote aryl, heteroaryl, aryloxy, heteroaryloxy, arylcarbonyl, heteroarylcarbonyl, arylcarbonyloxy, heteroarylcarbonyloxy, aryloxycarbonyl, or heteroaryloxycarbonyl having 4 to 30 ring atoms unsubstituted or substituted by one or more non-aromatic groups, wherein R0and R00are independently a straight-chain, branched, or cyclic alkyl group.
  5. The method of claim 1, wherein the heterocyclic pseudo halide has a structure of
    Figure PCTCN2017094898-appb-100004
    wherein R is selected from the group consisting of straight-chain, branched, and cyclic alkyl with 1-40 C atoms, wherein one or more non-adjacent C atoms are optionally replaced by –O–, –S–, –C (O) –, –C (O–) –O–, –O–C (O) –, –O–C (O) –O–, –CR0=CR00–, or –C≡C–, and wherein one or more H atoms are optionally replaced by F, Cl, Br, I, or CN or denote aryl, heteroaryl, aryloxy, heteroaryloxy, arylcarbonyl, heteroarylcarbonyl, arylcarbonyloxy, heteroarylcarbonyloxy, aryloxycarbonyl, or heteroaryloxycarbonyl having 4 to 30 ring atoms unsubstituted or substituted  by one or more non-aromatic groups, wherein R0and R00are independently a straight-chain, branched, or cyclic alkyl group.
  6. The method of claim 1, wherein the catalyst is selected from the group consisting of a phosphorus-based ligand and any metal-based catalyst.
  7. The method of claim 6, wherein the catalyst is selected from the group consisting of a palladium-based catalyst and any phosphorus-based ligand.
  8. The method of claim 7, wherein the catalyst is selected from the group consisting of 1, 1'-bis (diphenylphosphino) ferrocene (dppf) and any palladium-based catalyst.
  9. The method of claim 8, wherein the catalyst is selected from the group consisting of Pd (dppf) Cl2·CH2Cl2and Pd (dppf) Cl2.
  10. The method of claim 1, wherein the solvent is DMA or DMF.
  11. The method of claim 1, further comprising synthesis of the organic zinc reagent, wherein the synthesis comprises:
    reactinga zinc powder with an acid, filtering, washing, and drying to obtain an activated zinc powder; and
    reacting the activated zinc powder with a metal iodide catalyst and a second solvent and heating for a predetermined time to obtain the organic zinc reagent.
  12. The method of claim 11, wherein the metal iodide catalyst is selected from the group consisting of NaI, LiI, NH4I, RbI, CsI, ZnI2, and KI.
  13. The method of claim 11, wherein the second solvent is selected from the group consisting of CH3CN, DMA, DMF, DMSO, Ethyl acetate, THF, and 1, 4-dioxane.
  14. The method of claim 1, wherein the organic zinc reagent is selected from the group consisting of:
    Figure PCTCN2017094898-appb-100005
  15. The method of claim 1, wherein the C (sp3) -C (sp2) cross-coupled compound is selected from the group consisting of 3-alkylthiophene, 4-alkylthiazole, 3-alkylfuran, 3-alkylselenophene, 3-alkyl-1H-pyrrole, bisalkylbithiophene, dialkylthiophene, 2-alkylthiophene, and 3- (substitutedalkyl) thiophene.
  16. The method of claim 15, wherein the 3-alkylthiopheneis selected from the group consisting of:
    Figure PCTCN2017094898-appb-100006
  17. The method of claim 15, wherein the 4-alkylthiazoleis
    Figure PCTCN2017094898-appb-100007
  18. The method of claim 15, wherein the 3-alkylfuran is
    Figure PCTCN2017094898-appb-100008
  19. The method of claim 15, wherein the 3-alkylselenophene is
    Figure PCTCN2017094898-appb-100009
  20. The method of claim 15, wherein the 3-alkyl-1H-pyrrole is selected from the group consisting of:
    Figure PCTCN2017094898-appb-100010
  21. The method of claim 15, wherein the bisalkylbithiophene is
    Figure PCTCN2017094898-appb-100011
  22. The method of claim 15, wherein thedialkylthiophene is
    Figure PCTCN2017094898-appb-100012
  23. The method of claim 15, wherein the 2-alkylthiophene is
    Figure PCTCN2017094898-appb-100013
  24. The method of claim 15, wherein the 3- (substitutedalkyl) thiophene is selected from the group consisting of:
    Figure PCTCN2017094898-appb-100014
PCT/CN2017/094898 2016-07-29 2017-07-28 C(sp3)-c(sp2) cross-coupling reaction of organozinc reagents and heterocyclic (pseudo)halides Ceased WO2018019291A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780046770.1A CN109790079B (en) 2016-07-29 2017-07-28 C (sp) of organozinc reagents and heterocyclic (pseudo) halides3)-C(sp2) Cross-coupling reaction

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662494142P 2016-07-29 2016-07-29
US62/494,142 2016-07-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018019291A1 true WO2018019291A1 (en) 2018-02-01

Family

ID=61015874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CN2017/094898 Ceased WO2018019291A1 (en) 2016-07-29 2017-07-28 C(sp3)-c(sp2) cross-coupling reaction of organozinc reagents and heterocyclic (pseudo)halides

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN109790079B (en)
WO (1) WO2018019291A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005070407A1 (en) * 2004-01-21 2005-08-04 Elan Pharmaceuticals, Inc. Methods of treatment of amyloidosis using aspartyl-protease inihibitors
CN1694870A (en) * 2002-09-10 2005-11-09 艾伦药物公司 Acetyl 2-hydroxy-1, 3-diaminoalkanes
US20060014737A1 (en) * 2004-03-09 2006-01-19 Varghese John Methods of treatment of amyloidosis using bi-aryl aspartyl protease inhibitors
CN1861609A (en) * 2006-06-06 2006-11-15 大连晶元电子气体研究中心有限公司 Preparation process of diethyl zinc
CN103347882A (en) * 2010-12-13 2013-10-09 阵列生物制药公司 Substituted N-(1H-indazol-4-yl)imidazo[1,2-a]pyridine-3-carboxamide compounds as type III receptor tyrosine kinase inhibitors

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101029052B (en) * 2007-03-24 2011-05-11 西北师范大学 Double-organic zinc reagent, its production and use

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1694870A (en) * 2002-09-10 2005-11-09 艾伦药物公司 Acetyl 2-hydroxy-1, 3-diaminoalkanes
WO2005070407A1 (en) * 2004-01-21 2005-08-04 Elan Pharmaceuticals, Inc. Methods of treatment of amyloidosis using aspartyl-protease inihibitors
US20060014737A1 (en) * 2004-03-09 2006-01-19 Varghese John Methods of treatment of amyloidosis using bi-aryl aspartyl protease inhibitors
CN1861609A (en) * 2006-06-06 2006-11-15 大连晶元电子气体研究中心有限公司 Preparation process of diethyl zinc
CN103347882A (en) * 2010-12-13 2013-10-09 阵列生物制药公司 Substituted N-(1H-indazol-4-yl)imidazo[1,2-a]pyridine-3-carboxamide compounds as type III receptor tyrosine kinase inhibitors

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE LANG, R. -J. ET AL.: "The nickel and palladium catalyzed stereoselective cross coupling of cyclopropyl nucleophiles with aryl halides", SYNTHETIC COMMUNICATIONS, vol. 28, no. 2, 31 December 1998 (1998-12-31), XP055460969, ISSN: 0039-7911 *
KUMADA, TATSUYA ET AL.: "Direct arylation polycondensation of thienothiophenes with various dibromoarylenes", BULLETIN OF THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN, vol. 88, no. 11, 12 August 2015 (2015-08-12), pages 1530 - 1535, XP055460975, ISSN: 1348-0634 *
THAPA, SURENDRA ET AL.: "Ligand-Free Copper-Catalyzed Negishi Coupling of Alkyl-, Aryl-, and Alkynylzinc Reagents with Heteroaryl Iodides", ANGEWANDTE CHEMIE , INTERNATIONAL EDITION, vol. 54, no. 28, 28 May 2015 (2015-05-28), pages 8236 - 8240, XP055460977, ISSN: 1433-7851 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109790079A (en) 2019-05-21
CN109790079B (en) 2022-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108047107B (en) The preparation method of diphenyl disenenide ether compound
CN101544892B (en) Method for synthesizing diaryl acetylene monomer liquid crystal
CN110337434A (en) The method for preparing 2- cyanoimidazole compound
DE60103083T2 (en) THREE-LEGENDER LIGANDS AND THEIR COMPLEXES WITH TRANSITION METALS
CN105503822B (en) The preparation method of trifluoromethyl benzothiophene derivative
CN102020610A (en) Low-viscosity ionic liquid
WO2018019291A1 (en) C(sp3)-c(sp2) cross-coupling reaction of organozinc reagents and heterocyclic (pseudo)halides
CN106986886B (en) A kind of preparation method of the fluoro- 3- Trifluoromethoxyphen-l pinacol borate of 4-
CN114573485A (en) Method for synthesizing alkynyl alkyl thioether
CN106674022B (en) The preparation method of liquid crystal material intermediate and liquid crystal material
CN103724319B (en) The preparation method of a kind of benzothiophenes and purification method thereof
CN104447588B (en) Based on Ni (II) metal organic frame and synthetic method thereof and application
CN116143673B (en) A method for synthesizing diphenyl sulfide compounds based on heterogeneous catalysts
CN106831583B (en) N,N-dialkyl-substituted pyrazole ionic liquid, preparation method and method for catalyzing synthesis of propylene carbonate
CN106905254A (en) A kind of preparation method of 5 phenyl 1H tetrazoles
CN112939829B (en) Synthetic method of aryl trifluoromethyl thioether
CN104710332B (en) A kind of preparation method of thiazolinyl sulfide
CN114907404B (en) 5- (2- (Disubstituted phosphino) phenyl) -1-alkyl-1H-pyrazolyl phosphine ligand and preparation method and application thereof
CN113200856B (en) Trifluoromethyl propylene compound and preparation method and application thereof
CN113336721B (en) Chiral N-heterocyclic carbene catalyst and preparation method and application thereof
CN103965102A (en) Preparation method of novel quinoline thermo-sensitive ionic liquid and method for catalyzing methyl esterification of long-chain fatty acid by adopting novel quinoline thermo-sensitive ionic liquid
CN104016995A (en) Octa-substituted perfluoroalkyl cobalt phthalocyanine compound and preparation method thereof
CN108976106B (en) (E) Synthesis method of (E) -2-methylene-1, 4-butanedione compounds
CN117209342B (en) Synthesis method of para-substituted biphenyl compounds
CN120398638B (en) Synthesis method of 4-alkyl bromobenzene

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17833594

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17833594

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1