專利名稱：不飽和鍵三氟乙基化化合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)自由基加成反應(yīng)將三氟乙基引入不飽和鍵方法，即2，2，2-三氟乙基鹵代烷在引發(fā)劑的引發(fā)下與不飽和鍵發(fā)生自由基加成反應(yīng)，從而將三氟乙基引入有機(jī)化合物的制備方法。
眾所周知，2，2，2-三氟乙基鹵代烷因?yàn)槿谆鶊F(tuán)的很強(qiáng)的去活效應(yīng)，使得其不能作為三氟乙基化試劑而使鄰近的碳發(fā)生親核取代反應(yīng)，因此常見(jiàn)的合成方法是通過(guò)碘翁鹽將三氟乙基引入有機(jī)化合物，如Umemoto，T．；Gotoh，Y．；Bull．Chem．Soc．Jpn．，1987，3823中所描述的2，2，2-三氟乙基苯磺酸酐碘翁鹽FMITS，而Fuchihami，T．；Yamamoto，K．；Nakagaw，Y．；J．Org．Chem．1991，56，137．a(chǎn)nd references cited therein．中是通過(guò)2，2，2-三氟乙基硫醚的陽(yáng)極氧化將三氟乙基基團(tuán)引入有機(jī)分子，R．Cloux，E．sz．Kovats Synthsis 1992，409．報(bào)道了2，2，2-三氟乙基碘代烷與富電子末端烯烴的自由基加成反應(yīng)，而此方法的不足是反應(yīng)條件苛刻、得率不高，即引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰BPO或偶氮二異丁腈AIBN必須大大過(guò)量，而且由于引發(fā)劑的分解導(dǎo)致了最終單純的加成產(chǎn)物很難得到，須將碘代加成產(chǎn)物還原后才能得到相應(yīng)的純烷烴。自從1983年來(lái)黃維垣等在Huang，W．-Y；J．FluorineChem．發(fā)展了有機(jī)氟化學(xué)上非常重要的反應(yīng)亞磺化脫鹵反應(yīng)，即全氟鹵代烷(RfX，X=Cl、Br、I)在CH3CN／H2O混合溶劑中，在溫和的反應(yīng)條件下與廉價(jià)的含硫還原劑如Na2S2O4反應(yīng)得到相應(yīng)的亞磺酸鹽及其衍生物。尤為重要的是，此反應(yīng)條件可發(fā)生加成反應(yīng)，可廣泛應(yīng)用于烯烴、二烯烴、丙二烯、炔烴以及芳香族化合物的全氟烷基化；近來(lái)我們發(fā)現(xiàn)亞磺化脫鹵反應(yīng)體系可成功應(yīng)用于1，1，1，-三氟乙基亞磺酸鹽將烯烴或炔烴的三氟乙基化，但對(duì)于不是全氟鹵代烷在標(biāo)準(zhǔn)亞磺化脫鹵反應(yīng)條件下發(fā)生的加成反應(yīng)只在最近Cao，P．；Duan，J．X．；Chen，Q．Y．；J．Chem．Soc．，Chem．Commun．1994，737中有所表述，即二氟碘代甲烷在標(biāo)準(zhǔn)的亞磺化脫鹵反應(yīng)條件下與烯烴和炔烴發(fā)生了二氟甲基化。怎樣通過(guò)2，2，2-三氟乙基鹵代烷與不飽和鍵的自由基加成反應(yīng)在溫和條件下將三氟乙基高產(chǎn)率引入有機(jī)分子是化學(xué)工作者探索的熱點(diǎn)之一，尤其是利用工業(yè)上廉價(jià)易得的2，2，2-三氟乙基氯代烷來(lái)合成將具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。
本發(fā)明的目的就是提供一種2，2，2-三氟乙基鹵代烷在引發(fā)劑的引發(fā)下與不飽和鍵發(fā)生自由基加成反應(yīng)將不飽和鍵三氟乙基化的制備方法，反應(yīng)式如下
其中X=Cl、Br、I；R1=CnH2n+1(n=1-9)、CH2OAc、CO2CH3、CO2C2H5、R’CH=CH2(R’=CnH2n、n=1-6，CH2OCH2)；R2=H、CH3；Y=H、Cl、Br、I；R=CnH2n+1(n=1-9)、CH2OH、CH2OCH3、Ar；R3、R4、R5=CnH2n+1(n=1-3)、OH、NH2、OCH3。
其中X=Cl、Br、I；引發(fā)劑是Na2S2O4、適于電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的極性非質(zhì)子性溶劑是二甲基亞砜DMSO、六甲基磷酰三胺HMPA、N，N-二甲基甲酰胺DMF、N-甲基吡咯環(huán)酮NMP；強(qiáng)堿弱酸鹽是堿金屬或堿土金屬弱酸鹽，即Na2CO3、NaHCO3、NaAc、Na2SO3、Na3PO4、Na2HPO4、K2CO3、KHCO3、Ca(Ac)2等。
本發(fā)明是通過(guò)如下方案實(shí)現(xiàn)的，即在干冰冷卻下，將2，2，2-三氟乙基鹵代烷與含有不飽和鍵的化合物在適于電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)極性非質(zhì)子溶劑中，在引發(fā)劑Na2S2O4／強(qiáng)堿弱酸鹽的弱堿性(PH=9-10)條件下升溫至40-100℃反應(yīng)6-12小時(shí)，經(jīng)后處理得到相應(yīng)的加成產(chǎn)物；其中2，2，2-三氟乙基鹵代烷是2，2，2-三氟乙基氯代烷、2，2，2-三氟乙基溴代烷、2，2，2-三氟乙基碘代烷；含有不飽和鍵的化合物是烯烴、二烯烴、炔烴以及芳香族化合物；其中摩爾比CF3CH2X∶含有不飽和鍵的化合物∶Na2S2O4；強(qiáng)堿弱酸鹽=1∶1-2∶1．5-4∶1．5-4，推薦為CF3CH2X∶含有不飽和鍵的化合物∶Na2S2O4∶鹽=1∶1．2∶2∶2；推薦的反應(yīng)溫度為90-100℃；適于電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的極性非質(zhì)子溶劑是二甲基亞砜DMSO、六甲基磷酰三胺HMPA、N，N-二甲基甲酰胺DMF、以及N-甲基吡咯環(huán)酮NMP；推薦為DMSO和HMPA；強(qiáng)堿弱酸鹽是堿金屬或堿土金屬弱酸鹽，即Na2CO3、NaHCO3、NaAc、Na2SO3、Na3PO4、Na2HPO4、K2CO3、KHCO3、Ca(Ac)2等；反應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短與原料轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物得率成正比，含有不飽和鍵化合物的選擇與產(chǎn)物得率也有密切聯(lián)系，其中富電子烯烴、炔烴、芳香族化合物，即R、R1、R2、R3、R4、R5為給電子基團(tuán)的烯烴、炔烴、芳香族化合物時(shí)產(chǎn)率相對(duì)于R、R1、R2、R3、R4、R5為吸電子基團(tuán)的烯烴、炔烴、芳香族化合物時(shí)的產(chǎn)率要高。其中當(dāng)反應(yīng)物為2，2，2-三氟乙基氯代烷時(shí)，推薦的反應(yīng)溫度為90-100℃，即產(chǎn)物得率達(dá)到最大值；當(dāng)反應(yīng)物為2，2，2-三氟乙基溴代烷時(shí)，推薦的反應(yīng)溫度為80-90℃；當(dāng)反應(yīng)物為2，2，2-三氟乙基碘代烷時(shí)，推薦的反應(yīng)溫度為40-60℃；反應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短與2，2，2-三氟乙基鹵代烷轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物得率成正比，反應(yīng)在8-12小時(shí)左右達(dá)到反應(yīng)平衡，即產(chǎn)物得率達(dá)到最大值。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其引發(fā)劑是單純的無(wú)機(jī)鹽Na2S2O4，避免了由于使用過(guò)氧化苯甲酰BPO或偶氮二異丁腈AIBN作為引發(fā)劑分解后所引起的產(chǎn)物不純和難以分離的弊端；本發(fā)明擴(kuò)展了亞磺化脫鹵反應(yīng)的應(yīng)用范圍，即可廣泛適用于2，2，2-三氟乙基鹵代烷，尤其是2，2，2-三氟乙基氯代烷可直接加成，而且反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)率高；無(wú)需先合成碘翁鹽再發(fā)生加成反應(yīng)，因此本發(fā)明具有反應(yīng)原料廉價(jià)易得，反應(yīng)條件溫和，合成產(chǎn)物單一，得率高等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于藥物的合成，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。
以下實(shí)施例有助于理解本發(fā)明，但不限于本

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)施例1在于冰冷卻下，將3．6gCF3CH2Cl、含有不飽和鍵的化合物A(烯烴、二烯烴、炔烴、芳香族化合物)加入lOOml封管中，再將適于電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的極性非質(zhì)子性溶劑，Na2S2O4和強(qiáng)堿弱酸鹽B加入后在一定溫度下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)果如下與烯烴、二烯烴
反應(yīng)
2．與炔烴 RC≡CH反應(yīng)
3．與芳香族化合物
反應(yīng)
實(shí)施例2在干冰冷卻下，將5．0gCF3CH2Br、含有不飽和鍵的化合物A(烯烴、二烯烴、炔烴、芳香族化合物)加入高壓釜中，再將適于電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)非質(zhì)子性溶劑，Na2S2O4，和強(qiáng)堿弱酸鹽B加入后在一定溫度下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)果如下1．與烯烴、二烯烴
反應(yīng)
2．與炔烴RC≡cH反應(yīng)
3．與芳香族化合物
實(shí)施例3在干冰冷卻下，將6．3gCF3CH2I、含有不飽和鍵的化合物A(烯烴、二烯烴、炔烴、芳香族化合物)加入150ml圓底燒瓶中，再將適于電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的極性非質(zhì)子性溶劑，Na2S2O4和強(qiáng)堿弱酸鹽B加入后在一定溫度下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)果如下1．與烯烴、二烯烴
反應(yīng)
2．與炔烴RC≡CH反應(yīng)
3．與芳香族化合物
反應(yīng)
>注*化合物的反應(yīng)產(chǎn)物為
權(quán)利要求
1．一種不飽和鍵三氟乙基化化合物的制備方法，其特征在于2，2，2-三氟乙基鹵代烷CF3CH2X在適于電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的極性非質(zhì)子溶劑中，在弱堿性條件下，通過(guò)引發(fā)劑Na2S2O4的引發(fā)與含有不飽和鍵的化合物發(fā)生自由基加成反應(yīng)，反應(yīng)溫度為40-100℃，反應(yīng)時(shí)間為6-12小時(shí)；其中含有不飽和鍵的化合物為烯烴、二烯烴、炔烴、芳香族化合物等；弱堿性條件是強(qiáng)堿弱酸鹽溶液，PH=9-10；CF3CH2X∶含有不飽和鍵的化合物∶Na2S2O4∶強(qiáng)堿弱酸鹽的摩爾比為1∶1-2∶1．5-4∶1．5-4；反應(yīng)式如下
其中X=Cl、Br、I；R1=CnH2n+1(n=1-9)、CH2OAc、CO2CH3、CO2C2H5、R’CH=CH2(R’=CnH2n、n=1-6，CH2OCH2)；R2=H、CH3；Y=H、Cl、Br、I；R=CnH2n+1(n=1-9)、CH2OH、CH2OCH3、Ar；R3、R4、R5=CnH2n+1(n=1-3)、OH、NH2、OCH3。2．如權(quán)利要求1所述的不飽和鍵三氟乙基化化合物的制備方法，其特征在于2，2，2-三氟乙基鹵代烷是2，2，2-三氟乙基氯代烷。
3．如權(quán)利要求1所述的不飽和鍵三氟乙基化化合物的制備方法，其特征在于CF3CH2X∶含有不飽和鍵的化合物∶Na2S2O4∶強(qiáng)堿弱酸鹽的摩爾比為1∶1．2∶2∶2。
4．如權(quán)利要求1或2所述的不飽和鍵三氟乙基化化合物的制備方法，其特征在于適于電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)極性非質(zhì)子溶劑是二甲基亞砜DMSO、六甲基磷酰三胺HMPA、N，N-二甲基甲酰胺DMF、N-甲基吡咯環(huán)酮NMP。
5．如權(quán)利要求4所述的不飽和鍵三氟乙基化化合物的制備方法，其特征在于適于電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)極性非質(zhì)子溶劑是二甲基亞砜DMSO。
6．如權(quán)利要求2所述的不飽和鍵三氟乙基化化合物的制備方法，其特征在于反應(yīng)溫度為為90-100℃。
7．如權(quán)利要求1所述的不飽和鍵三氟乙基化化合物的制備方法，其特征在于強(qiáng)堿弱酸鹽是堿金屬或堿土金屬弱酸鹽，包括Na2CO3、NaHCO3、NaAc、Na2SO3、Na3PO4、Na2HPO4、K2CO3、KHCO3、Ca(Ac)2等。
8．如權(quán)利要求7所述的不飽和鍵三氟乙基化化合物的制備方法，其特征在于強(qiáng)堿弱酸鹽是Na2CO3、NaHCO3。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過(guò)自由基加成反應(yīng)將三氟乙基引入不飽和鍵方法。即2,2,2－三氟乙基鹵代烷CF
文檔編號(hào)C07C22/08GK1203903SQ9811088
公開(kāi)日1999年1月6日 申請(qǐng)日期1998年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月2日
發(fā)明者龍正宇, 陳慶云 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所