金属二(三氟甲磺酰)亚胺化合物和金属二(三氟甲磺酰)亚胺化合物的合成方法技术

一种具有下面通式的金属二（三氟甲磺酰）亚胺化合物：［Ｍ↓［ｘ］］↑［ｎ＋］［（Ｎ（ＳＯ↓［２］ＣＦ↓［３］）↓［２］）↓［（ｎｘ－ｙｚ）］］↑［（ｎｘ－ｙｚ）－］［Ｌ↓［ｙ］］↑［ｚ－］，式中Ｍ为选自元素周期表５－１０族、１２族和１４－１６族以及Ｃｕ、Ａｕ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａ、Ｙ、Ｌａ、Ａｃ、Ｈｆ、Ｒｆ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕ和锕系元素的金属；Ｌ为负性或中性配位体；ｎ为２，３，４，５，６，７或８；ｘ大于或等于１；ｙ为０，１，２，３，４，５，６，７或８；ｚ为０，１，２，３或４。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 本专利技术涉及金属二(三氟甲磺酰)亚胺(bis-triflimide)化合物及其合成方法。现已知道一小部分金属二(三氟甲磺酰)亚胺化合物。WO99/40124公开了二(三氟甲磺酰)亚胺钛和锆及其通过AgN(SO2CF3)2与R1R2MCl2的反应而进行的制备方法，其中M为Ti或Zr；R1为茚基、环戊二烯基或五甲基环戊二烯基，R2独立地为茚基、环戊二烯基、五甲基环戊二烯基、甲基、甲氧基、羟基、2，4，6-三甲基苯氧基、三氟乙氧基、六氟异丙氧基或氯。二(三氟甲磺酰)亚胺铝和二(三氟甲磺酰)亚胺镱(yttberium)已经为人们所知(Synlett，1996年2月，171页)。二(三氟甲磺酰)亚胺钪也已为人们所知(Synlett，1996年9月，839页)。二(三氟甲磺酰)亚胺镁和锂也已知(Tetrahedron Letters 1997，2645页)。化学反应的催化剂在化学中非常重要。已知某些金属的化合物起到路易斯酸(电子对受体)的作用，其与反应的反应物(和产物)相互作用，导致反应速率增加和/或选择性增加。已知能以各种氧化态存在的金属(诸如过渡金属)的盐也催化化学反应。这些反应的例子有弗瑞德-克来福特反应、氧化反应、还原反应、第尔斯-阿尔德反应、异构反应、偶合反应、加成反应和消去反应。催化剂分成两类催化剂与反应物和/或产物在同一相的均相催化剂和催化剂与反应物和/或产物在不同相的多相催化剂。均相催化剂的特征在于具有高反应性和转化率但难以与反应产物分离的特性。多相催化剂的特征在于具有较低反应性和较低转化率但可较直接地与反应产物分离的特性。因此需要具有高反应性和高转化率且能容易地与反应产物分离的新催化剂。本专利技术提供了一种金属二(三氟甲磺酰)亚胺化合物，其具有下面的通式[Mx]n+[(N(SO2CF3)2)(nx-yz)](nx-yz)-[Ly]z-式中M为选自元素周期表Pb、Ga、In、Pm、Sm、Gd、Tb、Ho、Er、Tm、Lu和锕系元素的金属；L为负性或中性配位体；n为2，3，4，5，6，7或8；x大于或等于1；y为0，1，2，3，4，5，6，7或8；z为0，1，2，3或4。所述金属二(三氟甲磺酰)亚胺也指金属二(三氟甲磺酰)亚胺(bis-trifluoromethanesulfonimide)。M可代表一种以上的金属离子。所述阳离子优选为+2，+3或+4氧化态的阳离子，但也可以是+1，+5，+6，+7或+8氧化态的阳离子。优选M选自Ga、In和Pb。更优选M选自Pb(II)、Ga(III)、In(II)和In(III)。本专利技术的化合物的例子有二(三氟甲磺酰)亚胺镓、二(三氟甲磺酰)亚胺铟和二(三氟甲磺酰)亚胺铅。L可选自含氧化合物(oxos)(如VO2+)、膦(如三苯膦)、水、卤化物或酮。配位体可源于制备催化剂的反应混合物中或使用配位体的反应混合物中的溶剂、试剂或副产物。以前并未制备过本专利技术的化合物。已经发现这些化合物对于通常由路易斯酸催化的反应是特别有效的催化剂。它们适合于许多路易斯酸催化或介导的化学转换。它们具有优于路易斯酸如氯化铝(III)的优点它们不会与化学转换的反应物或产物形成过强的络合物。它们特别适合用于弗瑞德-克来福特反应诸如芳族化合物的酰化或烷基化。它们也可用于芳族化合物的磺酰化。在弗瑞德-克来福特酰化反应中，“催化剂”通常是一种化学计量试剂。但是，现在催化剂负荷可以降低；低至1％(摩尔)金属二(三氟甲磺酰)亚胺可在弗瑞德-克来福特酰化反应中得到定量产率。本专利技术的化合物以一定浓度催化化学反应，所述浓度为0.0000001-1000％(摩尔)、优选0.1-20％(摩尔)，更优选0.5-5％(摩尔)。这降低了催化剂浪费。因为许多金属二(三氟甲磺酰)亚胺化合物具有可以各种氧化态存在的金属，这使得它们适合氧化和还原化学转换。其它可以用金属二(三氟甲磺酰)亚胺化合物获得的化学转换包括异构反应、偶合反应、脱偶合、缩合(包括醇醛和克莱森缩合)、聚合、低聚、二聚、加成、消去、加成/消去、水合、脱水、氢化、脱氢、卤化、磺化和硝化。本专利技术的金属二(三氟甲磺酰)亚胺可能可溶于或部分可溶于或不溶于反应物或产物。在这种情况下，它们可既起溶剂作用又起催化剂作用。它们可能可溶于、不溶于或部分可溶于分子溶剂或包括超临界溶剂在内的溶剂中，或者可溶解或悬浮于离子液体(在反应温度下为液态并在室温(即20℃)或近室温下通常(但并非必须)熔融的熔融盐)。在所有这些情况下，所述金属二(三氟甲磺酰)亚胺可起影响化学转换的催化剂或试剂的作用。当本专利技术的化合物可溶于或部分可溶于反应物时，所述反应可在无溶剂下进行。因此，本专利技术还提供了一种用于进行芳环的亲电子取代反应或异构、聚合或重排成化学化合物或分子的方法，该方法被下式的金属二(三氟甲磺酰)亚胺化合物催化和溶剂化[Mx]n+[(N(SO2CF3)2)(nx-yz)](nx-yz)-[Ly]z-式中M为选自元素周期表5-10族、12族和14-16族以及Cu、Au、Ca、Sr、Ba、Ra、Y、La、Ac、Hf、Rf、Pb、Ga、In、Tl、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Lu和锕系元素的金属；L为负性或中性配位体；n为2，3，4，5，6，7或8；x大于或等于1；y为0，1，2，3，4，5，6，7或8；z为0，1，2，3或4。所述金属二(三氟甲磺酰)亚胺也指金属二(三氟甲磺酰)亚胺。M可代表一种以上的金属离子。M优选选自元素周期表的7，8，9，10，12和14族。8族是指包含Fe、Ru、Os、Hs的族；9族是指包含Co、Rh、Ir、Mt等的族。所述阳离子优选为+2，+3或+4氧化态的阳离子，但也可以是+1，+5，+6，+7或+8氧化态的阳离子。优选M选自Mn、Fe、Co、Ni、In、Zn和Pb。更优选M选自Mn(II)、Fe(III)、Co(II)、Ni(II)、In(III)、Pb(II)、In(II)和Ga(III)。本专利技术的化合物的例子有二(三氟甲磺酰)亚胺钙、二(三氟甲磺酰)亚胺锶、二(三氟甲磺酰)亚胺钡、二(三氟甲磺酰)亚胺镓、二(三氟甲磺酰)亚胺铟、二(三氟甲磺酰)亚胺钪、二(三氟甲磺酰)亚胺钇、二(三氟甲磺酰)亚胺镧、二(三氟甲磺酰)亚胺铈、二(三氟甲磺酰)亚胺铬、二(三氟甲磺酰)亚胺锰、二(三氟甲磺酰)亚胺铁、二(三氟甲磺酰)亚胺钴、二(三氟甲磺酰)亚胺镍、二(三氟甲磺酰)亚胺铜、二(三氟甲磺酰)亚胺锌、二(三氟甲磺酰)亚胺镉、二(三氟甲磺酰)亚胺锡、二(三氟甲磺酰)亚胺铅和二(三氟甲磺酰)亚胺铋。L可选自含氧化合物(oxos)(如VO2+)、膦(如三苯膦)、水、卤化物或酮。配位体可源于制备催化剂的反应混合物中或使用配位体的反应混合物中的溶剂、试剂或副产物。或者，所述化合物可溶解或悬浮于离子液体中，并且反应可在由常规溶剂诸如二氯甲烷提供的可选介质中进行。所以，本专利技术的化合物提供了可在无溶剂条件下或在离子液体存在下使用从而避免了需要使用易爆溶剂如硝基甲烷和有毒溶剂如二氯甲烷的优点。此外，当在无溶剂条件或在离子液体存在下使用本专利技术的金属二(三氟甲磺酰)亚胺进行反应时，它们容易循环使用。具体而言，研究了金属二(三氟甲磺酰)亚胺Zn本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有下面通式的金属二（三氟甲磺酰）亚胺化合物：［Ｍ↓［ｘ］］↑［ｎ＋］［（Ｎ（ＳＯ↓［２］ＣＦ↓［３］）↓［２］）↓［（ｎｘ－ｙｚ）］］↑［（ｎｘ－ｙｚ）－］［Ｌ↓［ｙ］］↑［ｚ－］式中Ｍ为选自元素周期表５－１０族、１２ 族和１４－１６族以及Ｃｕ、Ａｕ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａ、Ｙ、Ｌａ、Ａｃ、Ｈｆ、Ｒｆ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕ和锕系元素的金属；Ｌ为负性或中性配位体；ｎ为２ ，３，４，５，６，７或８；ｘ大于或等于１；ｙ为０，１，２，３，４，５，６，７或８；ｚ为０，１，２，３或４。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】GB 2001-3-12 0106001.1;GB 2001-3-12 0106000.31.一种用于进行芳环的亲电子取代反应或异构、聚合或重排成化合物或分子的方法，该方法被下式的金属二(三氟甲磺酰)亚胺化合物在无溶剂条件下或在离子液体存在下催化和溶剂化[Mx]n+[(N(SO2CF3)2)(nx-yz)](nx-yz)-[Ly]z-式中M为选自元素周期表5-10族、12族和14-16族以及Cu、Au、Ca、Sr、Ba、Ra、Y、La、Ac、Hf、Rf、Pb、Ga、In、Tl、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Lu和锕系元素的金属；L为负性或中性配位体；n为2，3，4，5，6，7或8；x大于或等于1；y为0，1，2，3，4，5，6，7或8；以及z为0，1，2，3或4。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：MJ厄尔，BJ麦考利，A拉马尼，KR塞登，JM汤姆森，
申请(专利权)人：贝尔法斯特皇后大学，
类型：发明
国别省市：GB[英国]