一种α-卤代三氟甲基取代烷烃的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种α‑卤代三氟甲基取代烷烃的制备方法，为了达到高效构建α‑卤代三氟甲基取代烷烃的目的，本发明专利技术提供的技术方案如下：将烯烃类化合物、氧化剂、三氟甲基亚磺酸钠和三卤代乙酸加入有机溶剂中，在室温下反应24小时，即可得到α‑卤代三氟甲基取代烷烃。本发明专利技术提供的制备方法，其反应在常温常压下进行，反应稳定，收率良好，使用的二水合三醋酸锰、三氟甲基亚磺酸钠、三卤代乙酸均为易得产品，且易于存贮，适用范围广泛，所制备的三氟甲基化产物的α位有卤化物，易于被其它官能团取代，对于合成含三氟甲基基团的天然产物或药物具有良好的应用前景。

A preparation method of \u03b1 - halotrifluoromethyl alkane

【技术实现步骤摘要】
一种α-卤代三氟甲基取代烷烃的制备方法
本专利技术属于有机合成领域，具体涉及一种α-卤代三氟甲基取代烷烃的制备方法。
技术介绍
由于三氟甲基基团具有化学稳定性、较强的亲电性、代谢稳定性和独特的疏水性，在药物化学和材料化学领域中是一个非常重要的基团。因此，在有机化合物中引入三氟甲基基团有很高的研究价值。三氟甲基化合物在医药，农药，新型高分子领域中有更为广泛的应用。根据文献报到，约15％～20％的新药都含有氟原子，氟原子能够显著改变化合物的物理化学性质及生物活性。2015年，Jung和Han课题组发表了卤代亚酮(CuX)促进的非活化烯烃的卤代三氟甲基化反应。作者确定的最优反应条件为：1.5当量卤代亚酮(CuX)作为促进剂和卤源，非活化烯烃作为底物，S-(三氟甲基)二苯并噻吩四氟硼酸盐试剂(Umemoto试剂)作为三氟甲基源，联硼酸频那醇酯(B2pin2)和磷酸一氢钾(K2HPO4)作为添加剂，在氩气(Ar)保护条件下，乙腈(MeCN)作为溶剂，65℃条件下反应22小时，反应式如下：2015年，Jr课题组提出Cu(dap)2Cl光敏化合物催化烯烃类底物的氯代三氟甲基化反应。作者以Cu(dap)2Cl作为催化剂，三氟甲基磺酰氯(CF3SO2Cl)作为三氟甲基源和氯源，磷酸一氢钾(K2HPO4)作为添加剂，1,2-二氯乙烷(DCE)作为溶剂，在可见光照射下，常温反应24小时得到氯代三氟甲基化产物，反应式如下：三氟甲基是许多天然产物及具有生物活性化合物的重要结构单元，三氟甲基化合物的合成对拓展具有特殊化学功能的分子(包括医药、农药、精细化学品及其中间体等)有着重要的研究意义。发展三氟甲基自由基引发非活性烯烃和活化烯烃的双官能化的研究工作，可以高效的合成卤代三氟甲基化产物。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高效构建α-卤代三氟甲基取代烷烃的制备方法，本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种α-卤代三氟甲基取代烷烃的制备方法，将结构式如(I)所示的烯烃类化合物、氧化剂、三氟甲基亚磺酸钠和三卤代乙酸加入有机溶剂中，在室温下反应24小时，得到如(II)所示的α-卤代三氟甲基取代烷烃，反应式如下：其中，R1、R2、R3、R4为烷基或氢原子，X为溴原子或氯原子；其中，所述烯烃类化合物、氧化剂、三氟甲基亚磺酸钠、三卤代乙酸的摩尔比为1:3:1.5:2；其中，所述有机溶剂为1,2-二氯乙烷(DCE)，所述氧化剂为二水合三醋酸锰。反应首先通过二水合三醋酸锰氧化三氟甲基磺酸钠与三卤代乙酸，并分别得到三氟甲基自由基与卤自由基，三氟甲基自由基与烯烃类化合物的双键进行自由基加成反应得到碳自由基，最后被卤自由基捕获得到α-卤代三氟甲基化产物。其中，对上述反应所得的产物进行处理，依次进行淬灭、萃取、有机相经洗涤、干燥和柱层析分离。淬灭：使用硫代硫酸钠水溶液和饱和碳酸钠水溶液进行淬灭；萃取：使用乙酸乙酯作为萃取剂。洗涤：采用饱和食盐水洗涤。干燥：使用无水硫酸镁干燥。柱层析分离：300-400目硅胶层析柱，洗脱液为体积比10比1的石油醚与乙酸乙酯的混合液。本专利技术的有益效果为：1、制备三氟甲基化产物的方法所使用的二水合三醋酸锰、三氟甲基亚磺酸钠、三卤代乙酸均为易得产品，且易于存贮。2、反应得到的三氟甲基化产物的α位有卤化物，易于被其它官能团取代，为合成多种类型的活性天然产物与药物提供新的方法。3、反应在常温常压下进行，所需条件简单，反应稳定，收率良好，适用范围广泛，对于合成含三氟甲基基团的天然产物或药物具有良好的应用前景。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。实施例一取一支干燥的反应管，称入反应式中所示的烯烃(95.1mg,0.5mmol)、二水合醋酸锰(402.2mg,1.5mmol)、三氟甲基亚磺酸钠(117.0mg,0.75mmol)、三溴乙酸(296.7mg,1mmol)，然后加入6mL1,2-二氯乙烷(DCE)。反应在室温下搅拌24h后，分别加入10mL硫代硫酸钠水溶液和饱和碳酸钠水溶液淬灭，用乙酸乙酯(10mL)萃取三次，合并后用饱和食盐水洗涤有机相，无水硫酸镁干燥。使用旋转蒸发仪除去有机溶剂至没有溶剂蒸出为止，最后用硅胶(300-400目)柱层析分离(洗脱液：石油醚/乙酸乙酯的体积比为100/1)得到139.1mg无色液体，收率82％。表征数据-核磁产物分析：1HNMR(500MHz,Chloroform-d)δ7.34(d,J＝5.7Hz,4H),7.31–7.25(m,1H),4.50(s,2H),4.17–4.10(m,1H),3.48(t,J＝5.8Hz,2H),2.82–2.72(m,1H),2.71–2.61(m,1H),1.94–1.81(m,2H),1.72–1.52(m,4H).13CNMR(126MHz,Chloroform-d)δ138.5,128.4,127.7,127.6,125.4(q,1J(C,F)＝278.0Hz),73.0,69.9,44.9(q,2J(C,F)＝2.9Hz),43.1(q,3J(C,F)＝28.4Hz),38.3,28.9,24.1.实施例二取一支干燥的反应管，称入反应式中所示的烯烃(126.7mg,0.5mmol)、二水合醋酸锰(402.2mg,1.5mmol)、三氟甲基亚磺酸钠(117.0mg,0.75mmol)、三溴乙酸(296.7mg,1mmol)，然后加入6mL1,2-二氯乙烷(DCE)。反应在室温下搅拌24h后，分别加入10mL硫代硫酸钠水溶液和饱和碳酸钠水溶液淬灭，用乙酸乙酯(10mL)萃取三次，合并后用饱和食盐水洗涤有机相，无水硫酸镁干燥。使用旋转蒸发仪除去有机溶剂至没有溶剂蒸出为止，最后用硅胶(300-400目)柱层析分离(洗脱液：石油醚/乙酸乙酯的体积比为10/1)得到191.1mg无色液体，收率95％。表征数据-核磁产物分析：1HNMR(500MHz,Chloroform-d)δ7.77(d,J＝8.1Hz,2H),7.31(d,J＝8.0Hz,2H),5.15(t,J＝6.2Hz,1H),4.08–4.01(m,1H),2.94(q,J＝6.3Hz,2H),2.78–2.68(m,1H),2.67–2.56(m,1H),2.43(s,3H),1.86–1.70(m,2H),1.58–1.36(m,4H).13CNMR(126MHz,Chloroform-d)δ143.5,136.9,129.8,127.1,125.3(q,1J(C,F)＝278.0Hz),44.6(q,2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种α-卤代三氟甲基取代烷烃的制备方法，其特征在于，将结构式如(I)所示的烯烃类化合物、氧化剂、三氟甲基亚磺酸钠和三卤代乙酸加入有机溶剂中，在室温下反应24小时得到终产物混合物，然后经纯化处理后得到如式(II)所示的α-卤代三氟甲基取代烷烃，反应式如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种α-卤代三氟甲基取代烷烃的制备方法，其特征在于，将结构式如(I)所示的烯烃类化合物、氧化剂、三氟甲基亚磺酸钠和三卤代乙酸加入有机溶剂中，在室温下反应24小时得到终产物混合物，然后经纯化处理后得到如式(II)所示的α-卤代三氟甲基取代烷烃，反应式如下：



所述的三卤代乙酸结构式为：



其中，R1、R2、R3、R4为烷基或氢原子，X为溴原子或氯原子；
其中，所述烯烃类化合物、氧化剂、三氟甲基亚磺酸钠、三卤代乙酸的摩尔比为1:3:1.5:2；
其中，所述有机溶剂为1,2-二氯乙烷(DCE)，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙慧，崔斌，崔冠楠，尚会建，郑学明，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：河北;13