一种烯丙基全氟烷基化合物的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种烯丙基全氟烷基化合物的合成方法，属于化合物合成技术领域，采用烯丙基膦酯与全氟烷基锌试剂在铜类催化剂条件下合成出烯丙基氟烷基化合物，该方法不仅适用于芳香烃的底物，更适用于脂肪族的底物，具有反应条件温和、条件简单，立体选择性好等优点，为生命与材料科学里需求含氟切块提供了可操作的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种烯丙基全氟烷基化合物的合成方法
本专利技术属于化合物合成
，尤其涉及一种烯丙基全氟烷基化合物的合成方法。
技术介绍
有机化合物中稳定的C-F键能够显著改变化合物的酸性、偶极距、极性、亲脂性以及其化学和代谢稳定性。从最早的甾体衍生物抗炎症药物可的松和抗癌药物一氟尿嘧啶及其衍生物开始，许多高生物活性的含氟药物相继问世，大量的抗感染药物﹑抗癌药物﹑中枢神经药物等都是含氟有机化合物。据统计，自1957年含氟药品开始发展，至今已有超过200种药物投入市场销售，含氟药物占整个药物的比例约为20％；而在农药领域中含氟农药也已高达30％。其中，应用最广的有：降胆固醇药物阿托伐他汀(立普妥)；抗菌药物环丙沙星；麻醉药物二氟二氯乙基甲醚；抗胃溃疡药物泮托拉唑钠；抗精神病药物氟奋乃静；抗抑郁药氟西汀(百忧解)，这些化学结构式如下。更为重要的是，将氟原子或含氟基团引入到有机化合物中已成为了新药研制的一种重要手段。因烯丙基结构单元具有多官能团转化的优点，烯丙基化反应已成为有机合成中一类重要反应。1985年Latter小组报道了利用Wittig反应合成烯丙基氟烷基化合物，但是产率却不高，并且选择性差。虽然sp2碳全氟烷基化合物反应研究不断被报道，但是sp3碳全氟烷基化合物反应研究报道却很少。主要原因是(1)Rf-M化学键不稳定，在较低的温度下全氟链也很容易出现α和β的消除副产物；(2)提供全氟烷基的商品化试剂只有CF3SiR3，C2F5SiR3和C3F7SiR3，并且价格非常昂贵，而价格较为便宜的全氟碘代烷烃容易产生单电子，容易出现加成的副产物；(3)由于烯烃的π双键上面电子云自由移动，导致烯丙基立体异构，出现各种不同的产物，专一性不强。已有合成方法，需要较为昂贵的Togni、Umemote和毒性较大的试剂，产物的E/Z选择性太差，底物受限并还需要苛刻的反应条件。并且全氟烷基不都在烯丙基位置，还有可能出现在末端烯烃α碳位置上和烯烃加成的产物。最后通过SciFinder查询发现未曾有关于以烯丙基底物合成全氟烷基化合物的相关报道。基于直接合成烯丙基全氟烷基化合物(除了三氟甲基化)有效方法至今仍具有一定的挑战性。我们认为从烯丙基底物与全氟烷基锌试剂出发制备烯丙基全氟烷基化合物具有十分重要的意义和广阔前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用廉价易得的金属催化剂在温和的反应条件下，实现烯丙基膦酯的全氟烷基化的方法。为了实现上述的目的，本专利技术提供以下技术方案：一种烯丙基全氟烷基化合物的合成方法，其是采用烯丙基膦酯与全氟烷基锌试剂在铜类催化剂条件下合成出烯丙基氟烷基化合物。所述烯丙基膦酯为芳基或烷基取代的烯丙基膦酯，其结构式如式Ⅰ所示，R为芳基或烷基，所述芳基取代的烯丙基膦酯包括式Ⅲ以及其衍生物，所述烷基取代的烯丙基膦酯包括式Ⅳ所示化合物为母核结构的衍生物。所述全氟烷基锌试剂为(TMEDA)2Zn(C4F9)2、(DMPU)2Zn(C2F5)2、(DMPU)2Zn(C3F7)2、(DMPU)2Zn(C4F9)2、(DMPU)2Zn(C6F13)2，优选的全氟烷基锌试剂为(DMPU)2Zn(C4F9)2，如式Ⅱ。所述铜类催化剂为CuI、Cu(acac)2、Cu(OAc)2、CuCN、CuSCN中的至少一种。所述烯丙基膦酯与全氟烷基锌试剂的摩尔比为1：1，铜类催化剂与烯丙基膦酯的摩尔比为0.1：1。所述烯丙基膦酯的制备方法如下：(1)在0℃，氮气保护下向干燥的加有转子的50ml双颈瓶中依次加入20mlTHF，2.7mlMeMgBr，1.97g磷酰基乙酸三乙酯，搅拌30min后，向混合液中逐滴加入8mol醛，转移至油浴锅中75℃下回流4h，待反应冷却到室温后，加入30ml蒸馏水淬灭，乙酸乙酯稀释，蒸馏水洗涤三次，分离得到有机相，用无水Na2SO4干燥，减压蒸馏得到黄色油状液体；(2)在0℃下将上一步得到的黄色油状液体加入到双颈瓶中，再依次加入20mlDCM，10.7mlDIBAL-H，逐渐恢复到室温反应2h，TLC板检测，待反应结束后，向反应体系中逐滴加入NH4Cl的饱和溶液，并加入乙酸乙酯不断稀释，搅拌约30min后，抽滤得到滤液，并用蒸馏水洗涤三次，得到有机相，并用无水Na2SO4干燥，减压蒸馏得到黄色油状液体；(3)在0℃下将上一步得到的黄色油状液体用20mlDCM溶液稀释，并向装有2.0mmolDMAP的干燥双颈瓶中逐滴加入，接着依次加入12mmolEt3N，12mmol氯磷酸二乙酯，反应4h后，用乙酸乙酯稀释，蒸馏水洗涤三次，得到有机相，用无水Na2SO4干燥，减压蒸馏得到黄色油状液体，并通过石油醚：乙酸乙酯＝7：3的柱层析，得到无色油状液体，即为烯丙基膦酯。其合成路线如下：所述烯丙基膦酯还可以通过如下方法制备：(1)在0℃下向干燥的含NaH(60w/w％mineraloilsuspension，240mg，6.0mmol)的20mlTHF中逐滴加入1.35g磷酰基乙酸三乙酯反应1h后，逐滴加入溶解在5mlTHF的5.0mmol酮原料，然后逐渐恢复到室温，反应12h后加入30ml蒸馏水淬灭，用乙酸乙酯稀释，再用蒸馏水洗涤三次，分离得到有机相，用无水Na2SO4干燥，减压蒸馏，以PE：Et2O＝20：1柱层析，得到黄色油状液体；(2)在0℃下向将上一步得到的黄色油状液体加入到双颈瓶中，再依次加入20mlDCM，4.4mlDIBAL-H，逐渐恢复到室温反应2h，TLC板检测，待反应结束后，向反应体系中逐滴加入NH4Cl的饱和溶液，再加入乙酸乙酯稀释，搅拌约30min后，抽滤得到滤液，蒸馏水洗涤三次，分离得到有机相，用无水Na2SO4干燥，减压蒸馏得到黄色油状液体；(3)在0℃下向装有4.88mmolDMAP的干燥双颈瓶中逐滴加入用20mlDCM溶液稀释的上一步黄色油状液体，接着依次加入4.88mmolEt3N，12mmol氯磷酸二乙酯，反应4h后，加入乙酸乙酯稀释，蒸馏水洗涤三次，分离得到有机相，用无水Na2SO4干燥，减压蒸馏得到黄色油状液体，并通过石油醚：乙酸乙酯＝7：3的柱层析，得到无色油状液体，即为烯丙基膦酯。其合成路线如下：所述全氟烷基锌试剂的制备方法如下：向处于-35℃、N2保护的100ml反应瓶中，依次加入15ml甲苯、20mmolDMPU和25mol全氟碘代烷，最后逐滴滴加Et2Zn(1.0Minhexanes，10mL，10mmol)，滴加结束后，让反应体系在-5℃下反应24h，添加3-5次石油醚减压旋蒸，用油泵抽到极干，得到白色粉末，即为全氟烷基锌试剂。所述的烯丙基全氟烷基化合物的合成方法为，向反应管中加入全氟烷基锌试剂、铜类催化剂、配体抽空换氮三次后加入反应溶剂，混合均匀，再加入烯丙基膦酯，封管100℃加热搅拌反应6-12h，后处理得到产物，其反应式如下：反应进程以TLC监控，以石油醚：乙酸乙酯＝1：(0-0.2)为展开剂，取TLC板上烯丙基膦酯的上面点为产物，待原料反应完全结束。所述后处理是指反应完成后，采取薄层层析分离，所用流动相为石油醚：乙酸乙酯＝1：(0-0.1)的洗脱剂，收集流动相，旋蒸，得到产物。所述的反应溶剂为DCM、THF、DME、Diglyme、DMF、DMSO、Dioxane本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烯丙基全氟烷基化合物的合成方法，其特征在于，采用烯丙基膦酯与全氟烷基锌试剂在铜类催化剂条件下合成出烯丙基氟烷基化合物。

【技术特征摘要】
1.一种烯丙基全氟烷基化合物的合成方法，其特征在于，采用烯丙基膦酯与全氟烷基锌试剂在铜类催化剂条件下合成出烯丙基氟烷基化合物。2.根据权利要求1所述的烯丙基全氟烷基化合物的合成方法，其特征在于，所述烯丙基膦酯为芳基或烷基取代的烯丙基膦酯。3.根据权利要求1所述的烯丙基全氟烷基化合物的合成方法，其特征在于，所述全氟烷基锌试剂为(TMEDA)2Zn(C4F9)2、(DMPU)2Zn(C2F5)2、(DMPU)2Zn(C3F7)2、(DMPU)2Zn(C4F9)2、(DMPU)2Zn(C6F13)2。4.根据权利要求1所述的烯丙基全氟烷基化合物的合成方法，其特征在于，所述铜类催化剂为CuI、Cu(acac)2、Cu(OAc)2、CuCN、CuSCN中的至少一种。5.根据权利要求1所述的烯丙基全氟烷基化合物的合成方法，其特征在于，所述烯丙基膦酯与全氟烷基锌试剂的摩尔比为1：1，铜类催化剂与烯丙基膦酯的摩尔比为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丽华，樊士璐，鲍锡飞，肖华，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34