CN105001042A - 三氟甲基苯类化合物的制备方法 - Google Patents

三氟甲基苯类化合物的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种三氟甲基苯类化合物的制备方法，包括：在保护气、碘化亚铜以及诱导反应剂的存在下，将如式(I)所示结构的化合物与三氟甲基化试剂于有机溶剂中进行接触反应制得如式(II)所示结构的三氟甲基苯类化合物，诱导反应剂选自银盐和/或氧化银，三氟甲基化试剂选自三氟乙酸钠、三氟乙酸钾和三氟乙酸银中的一种或多种；X选自卤素，n为1-4中的正整数，R选自氢、C1-C6的烃基、C1-C6的烃氧基、硝基或氰基；该制备方法条件温和、步骤简单、产率高且成本低，

Description

三氟甲基苯类化合物的制备方法
技术领域
本发明涉及含氟有机化合物的制备方法，具体地，涉及一种三氟甲基苯类化合物的制备方法。
背景技术
含氟有机化合物广泛应用于国防工业，农业，医药和材料等研究领域，在临床诊断和治疗中发挥着越来越重要的作用，如聚四氟乙烯可作人造关节的部件，长期用于人体内；全氟萘烷和全氟三丙胺的混合乳剂可作为氟碳代血液；全氟环丁烷可作食品发泡剂；全氟三丁胺乳剂可替换大白鼠的全部血液而使动物仍能正常存活。其中，三氟甲基苯类化合物是含氟有机化合物中的典型化合物，由于三氟甲基基团的特殊结构，进而使得三氟甲基苯类化合物具有很强的极性、高稳定性和亲油性质，进而可以可以作为优异的医药、农药和染料行业的有机中间体。
目前，三氟甲基苯类化合物的制备方法主要是通过过渡金属进行催化制备而得，其中三氟甲基化试剂为DAST(二乙胺基三氟化硫)和TMSCF3(三甲基(三氟甲基)硅烷)等。现有的制备方法存在反应条件苛刻和原料价格昂贵的缺陷，进而使得三氟甲基苯类化合物难以得到广泛应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种三氟甲基苯类化合物的制备方法，该制备方法条件温和、步骤简单、产率高且成本低。
为了实现上述目的，本发明提供了本发明提供了一种三氟甲基苯类化合物的制备方法，包括：在保护气、碘化亚铜以及诱导反应剂的存在下，将如式(I)所示结构的化合物与三氟甲基化试剂于有机溶剂中进行接触反应制得如式(II)所示结构的三氟甲基苯类化合物，
其中，诱导反应剂选自银盐和/或氧化银，三氟甲基化试剂选自三氟乙酸钠、三氟乙酸钾和三氟乙酸银中的一种或多种；X选自卤素，n为1-4中的正整数，R选自氢、C1-C6的烃基、C1-C6的烃氧基、硝基或氰基。
通过上述技术方案，本发明提供的方法在保护气的存在下，以碘化亚铜为促进剂、银盐和/或氧化银为诱导反应剂，以三氟乙酸钠、三氟乙酸钾和三氟乙酸银中的一种或多种为三氟甲基化试剂，进而使得式(I)所示结构的化合物与三氟甲基化试剂能够有效地进行取代反应，生成如式(II)所示结构的三氟甲基苯类化合物。在该制备方法中，反应条件温和(如反应温度)、反应时间短暂、步骤简单，但是产率高；同时该方法中使用的原料易得且成本低廉。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种三氟甲基苯类化合物的制备方法，包括：在保护气、碘化亚铜以及诱导反应剂的存在下，将如式(I)所示结构的化合物与三氟甲基化试剂于有机溶剂中进行接触反应制得如式(II)所示结构的三氟甲基苯类化合物，
在发明中，诱导反应剂选自银盐和/或氧化银，其中银盐的种类可以在宽的范围内选择，但是从反应的产率上考虑，优选地，银盐选自六氟磷酸银、氟化银、硝酸银和三氟甲基磺酸银中的一种或多种。
同时，三氟甲基化试剂可选自三氟乙酸钠、三氟乙酸钾和三氟乙酸银中的一种或多种。
另外，在上式中，X选自卤素，但是从接触反应进行的难易程度以及产率上考虑，优选X为碘或溴，进一步优选为碘。
在上述方法中，n可为1-4中的正整数，但是从接触反应进行的难易程度以及产率上考虑，优选n为1或2。
此外，R可选自氢、C1-C6的烃基、C1-C6的烃氧基、硝基或氰基，同样从接触反应进行的难易程度以及产率上考虑，优选地，R选自氢、C1-C3的烃基、C1-C3的烃氧基、硝基或氰基。更优选地，R选自氢、甲基、甲氧基、硝基或氰基。
综上，如式(I)所示结构的化合物优选选自碘苯、4-碘甲苯、4-碘苯甲醚、4-硝基碘苯、4-氰基碘苯和2,6-二甲基碘苯中的一种或多种。
在上述制备方法中，保护气可以是本领域中任何一种惰性气体，但是从成本上考虑，优选地，保护气选自氮气、氩气和氦气中的一种或多种。
在发明中，有机溶剂可以在宽的范围内选择，只要能够将该方法中的原料能够充分地溶解即可，但是从溶解的效果上考虑，优选地，有机溶剂选自N,N二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的一种或多种。
当然，本制备方法中各原料的具体用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高该接触反应的产率，优选地，相对于1mmol如式(I)所示结构的化合物，三氟甲基化试剂的用量为1-4mmol，碘化亚铜的用量为0.5-1.5mmol，诱导反应剂的用量为1-3mmol，有机溶剂的用量为5-20ml。
在上述内容的基础上，该接触反应的温度和时间可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高该接触反应的产率和速率，优选地，接触反应至少满足以下条件：反应温度为140-160℃，反应时间为20-25h。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，核磁氢谱和核磁碳谱数据均通过瑞士Bruker AV300核磁共振仪测得，核磁氟谱数据通过瑞士Bruker AV 500MHz核磁共振仪测得。碘苯、4-碘甲苯、4-碘苯甲醚、4-硝基碘苯、4-氰基碘苯和2,6-二甲基碘苯均为上海晶纯生化科技股份有限公司公司的产品，碘化亚铜为国药集团化学试剂有限公司的产品，六氟磷酸银为阿法埃莎(中国)化学有限公司和三氟乙酸钠为萨恩化学技术(上海)有限公司的产品，N,N二甲基甲酰胺为上海晶纯生化科技股份有限公司公司的产品。
实施例1
在氮气的保护下，将408mg(2mmol)的碘苯、381mg(2mmol)的碘化亚铜、758mg(3mmol)的六氟磷酸银、816mg(6mmol)三氟乙酸钠和N,N二甲基甲酰胺25mL混合后并于140℃下反应20h；接着冷却至25℃，再用30mL乙酸乙酯和15mL水的混合物萃取三次，保留有机相，乙酸乙酯和石油醚1:1柱层析后，最后旋干得到无色油状液体243mg，产率为83％。
核磁共振数据为：1H NMR(300MHz,CDCl3,ppm):δ7.66(d,2H),7.47-7.59(m,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3,ppm):131.7,130.7,128.7,125.2,96；19F NMR(470MHz,CDCl3,ppm):-62.8。由核磁共振数据可知，该实施例中制得的无色油状液体为三氟甲基苯。
实施例2
按照实施例1的方法进行，所不同的是将碘苯换为2mmol的4-碘甲苯，制得无色油状液体275mg，产率为86％。
核磁共振数据为：1H NMR(300MHz,CDCl3,ppm):δ7.55(d,2H),7.31(d,1H),2.45(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3,ppm):142.0,129.3,127.8,125.1,124.5,21.3；19F NMR(470MHz,CDCl3,ppm):-62.3。由核磁共振数据可知，该实施例中制得的无色油状液体为4-甲基三氟甲基苯。
实施例3
按照实施例1的方法进行，所不同的是将碘苯换为2mmol的4-碘苯甲醚，制得无色油状液体324mg，产率为92％。
核磁共振数据为：1H NMR(300MHz,CDCl3,ppm):δ7.56(d,2H),6.98(d,1H),3.86(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3,ppm):162.1,126.7,122.8,124.5,113.9,55.4；19F NMR(470MHz,CDCl3,ppm):-61.5。由核磁共振数据可知，该实施例中制得的无色油状液体为4-甲氧基三氟甲基苯。
实施例4
按照实施例1的方法进行，所不同的是将碘苯换为2mmol的4-硝基碘苯，制得无色油状液体355mg，产率为93％。
核磁共振数据为：1H NMR(300MHz,CDCl3,ppm):δ8.34(d,2H),7.84(d,2H)；13C NMR(125MHz,CDCl3,ppm):150.0,135.9,126.7,124.0,123.0；19F NMR(470MHz,CDCl3,ppm):-63.3。由核磁共振数据可知，该实施例中制得的无色油状液体为4-硝基三氟甲基苯。
实施例5
按照实施例1的方法进行，所不同的是将碘苯换为2mmol的4-氰基碘苯，制得无色油状液体325mg，产率为95％。
核磁共振数据为：1H NMR(300MHz,CDCl3,ppm):δ7.78-7.93(d,2H),7.66-7.88(d,2H)；13C NMR(125MHz,CDCl3,ppm):134.4,132.6,126.1,123.0,117.6,116.2；19F NMR(470MHz,CDCl3,ppm):-63.7。由核磁共振数据可知，该实施例中制得的无色油状液体为4-氰基三氟甲基苯。
实施例6
按照实施例1的方法进行，所不同的是将碘苯换为2mmol的2,6-二甲基碘苯，制得无色油状液体244mg，产率为70％。
核磁共振数据为：1H NMR(300MHz,CDCl3,ppm):δ7.27-7.32(m,1H),7.13(d,2H),2.55(t,6H)；13C NMR(125MHz,CDCl3,ppm):137.4,130.6,129.9,127.4,126.0,21.4；19F NMR(470MHz,CDCl3,ppm):-54.0。由核磁共振数据可知，该实施例中制得的无色油状液体为2,6-二甲基三氟甲基苯。
实施例7
按照实施例1的方法进行，所不同的是将六氟磷酸银换为3mmol的氟化银，制得无色油状液体219mg，产率为75％。
核磁共振数据为：1H NMR(300MHz,CDCl3,ppm):δ7.66(d,2H),7.47-7.59(m,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3,ppm):131.7,130.7,128.7,125.2,96；19F NMR(470MHz,CDCl3,ppm):-62.8。由核磁共振数据可知，该实施例中制得的无色油状液体为三氟甲基苯。
实施例8
按照实施例1的方法进行，所不同的是将六氟磷酸银换为3mmol的氧化银，制得无色油状液体228mg，产率为78％。
核磁共振数据为：1H NMR(300MHz,CDCl3,ppm):δ7.66(d,2H),7.47-7.59(m,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3,ppm):131.7,130.7,128.7,125.2,96；19F NMR(470MHz,CDCl3,ppm):-62.8。由核磁共振数据可知，该实施例中制得的无色油状液体为三氟甲基苯。
实施例9
按照实施例1的方法进行，所不同的是将三氟乙酸钠换为6mmol的三氟乙酸银，制得无色油状液体269mg，产率为92％。
核磁共振数据为：1H NMR(300MHz,CDCl3,ppm):δ7.66(d,2H),7.47-7.59(m,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3,ppm):131.7,130.7,128.7,125.2,96；19F NMR(470MHz,CDCl3,ppm):-62.8。由核磁共振数据可知，该实施例中制得的无色油状液体为三氟甲基苯。
实施例10
按照实施例1的方法进行，所不同的是将接触反应温度由140℃改为150℃，制得无色油状液体263mg，产率为90％。
核磁共振数据为：1H NMR(300MHz,CDCl3,ppm):δ7.66(d,2H),7.47-7.59(m,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3,ppm):131.7,130.7,128.7,125.2,96；19F NMR(470MHz,CDCl3,ppm):-62.8。由核磁共振数据可知，该实施例中制得的无色油状液体为三氟甲基苯。
实施例11
按照实施例1的方法进行，所不同的是将接触反应温度由140℃改为160℃，制得无色油状液体251mg，产率为86％。
核磁共振数据为：1H NMR(300MHz,CDCl3,ppm):δ7.66(d,2H),7.47-7.59(m,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3,ppm):131.7,130.7,128.7,125.2,96；19F NMR(470MHz,CDCl3,ppm):-62.8。由核磁共振数据可知，该实施例中制得的无色油状液体为三氟甲基苯。
对比例1
按照实施例1的方法进行，所不同的是将三氟乙酸钠换为6mmol的二乙胺基三氟化硫，制得无色油状液体102mg，产率为35％。
核磁共振数据为：1H NMR(300MHz,CDCl3,ppm):δ7.66(d,2H),7.47-7.59(m,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3,ppm):131.7,130.7,128.7,125.2,96；19F NMR(470MHz,CDCl3,ppm):-62.8。由核磁共振数据可知，该实施例中制得的无色油状液体为三氟甲基苯。
对比例2
按照实施例1的方法进行，所不同的是将三氟乙酸钠换为6mmol的三甲基(三氟甲基)硅烷，制得无色油状液体117mg，产率为40％。
核磁共振数据为：1H NMR(300MHz,CDCl3,ppm):δ7.66(d,2H),7.47-7.59(m,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3,ppm):131.7,130.7,128.7,125.2,96；19F NMR(470MHz,CDCl3,ppm):-62.8。由核磁共振数据可知，该实施例中制得的无色油状液体为三氟甲基苯。
由上述实施例和对比例可知，本发明提供的制备的三氟甲基苯类化合物的方法条件温和、步骤简单、产率高且成本低。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种三氟甲基苯类化合物的制备方法，其特征在于，包括：在保护气、碘化亚铜以及诱导反应剂的存在下，将如式(I)所示结构的化合物与三氟甲基化试剂于有机溶剂中进行接触反应制得如式(II)所示结构的三氟甲基苯类化合物，
其中，诱导反应剂选自银盐和/或氧化银，三氟甲基化试剂选自三氟乙酸钠、三氟乙酸钾和三氟乙酸银中的一种或多种；X选自卤素，n为1-4中的正整数，R选自氢、C1-C6的烃基、C1-C6的烃氧基、硝基或氰基。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，X选自卤素，n为1-4中的正整数，R选自氢、C1-C3的烃基、C1-C3的烃氧基、硝基或氰基。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，X选自碘或溴，n为1或2，R选自氢、甲基、甲氧基、硝基或氰基。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述银盐选自六氟磷酸银、氟化银、硝酸银和三氟甲基磺酸银中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，如式(I)所示结构的化合物选自碘苯、4-碘甲苯、4-碘苯甲醚、4-硝基碘苯、4-氰基碘苯和2,6-二甲基碘苯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述保护气选自氮气、氩气和氦气中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自N,N二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的一种或多种。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的制备方法，其特征在于，相对于1mmol所述如式(I)所示结构的化合物，所述三氟甲基化试剂的用量为1-4mmol，所述碘化亚铜的用量为0.5-1.5mmol，所述诱导反应剂的用量为1-3mmol，所述有机溶剂的用量为5-20ml。
9.根据权利要求1-7中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述接触反应至少满足以下条件：反应温度为140-160℃，反应时间为20-25h。
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