CN107739317B - 一种全氟烷基重氮甲烷的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种温和的原位生成全氟烷基重氮甲烷的方法,利用该方法,以廉价易得的全氟烷基醛或其水合物出发,在质子酸催化下与苯磺酰肼的衍生物发生取代反应,在脱水剂存在下脱水得到全氟烷基重氮甲烷前体,在碱性条件下缓慢的释放出全氟烷基重氮甲烷。进一步的,利用该全氟烷基重氮甲烷制备方法,发明了一种不经分离,在两相体系中一锅法合成三氟甲基环丙烷的新方法。该方法避免了分离具有毒性的、爆炸危险的三氟甲基重氮甲烷;该方法反应条件温和,底物范围广,官能团耐受性好;同时,具有操作简便,无需特殊设备进行缓慢滴加的优点;在实验室能够实现安全高效的合成1~100克数量级的三氟甲基环丙烷,具有进一步工业化应用的潜力。
Description
技术领域
本发明涉及有机化学合成领域,尤其涉及一种全氟烷基重氮甲烷的制备方法及其在一锅法合成三氟甲基环丙烷的应用。
技术背景
含氟有机分子往往呈现独特的性能,在医药、农药和材料等领域得到广泛应用。全氟烷基有很强的吸电子性、亲脂性和含有较稳定的C-F键等特性,将其引入到有机化合物中能够显著改变化合物的物理化学性质和生物学特性。据统计,超过20%的药物和农用化学品含有至少一个氟原子,特别是很多药物含有三氟甲基官能团(Nature 2011, 473, 470; Chem. Rev. 2014, 114,2432)。因此,利用廉价易得原料,发展新的全氟烷基化试剂具有重要意义。例如,三氟甲基重氮甲烷是一类重要的构建含有CF3官能团的一碳合成子。1943年,Gilman和Jones利用三氟乙胺盐酸盐和亚硝酸钠反应首次得到了全氟烷基重氮甲烷(J. Am. Chem. Soc. 1943, 65,1458),但是由于三氟甲基重氮甲烷的沸点为11.7oC,在常温下为气体,具有很强的毒性和易爆炸性的特性,导致合成应用研究非常有限。直到2010年,瑞士化学家Erick M. Carreira课题组发展了在10%硫酸酸性条件下,向三氟乙胺盐酸盐中缓慢滴加亚硝酸钠水溶液,原位生成三氟甲基重氮甲烷的方法,并做出了系列开拓性工作,这一方向的报道才逐渐增多(Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 938)。目前,三氟甲基重氮甲烷可以高效的参与一系列非常有价值的化学转化,例如环丙烷化,环丙烯化,氮杂环丙烷化,C-H键三氟甲基化,X-H键插入反应,1,3偶极环加成反应等(J. Am. Chem. Soc.2017,139,5293; Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 4294; Org. Lett.2012, 14, 1900; Angew. Chem. Int. Ed.2012, 51, 6227; Angew. Chem. Int. Ed.2016, 55, 3785;Angew. Chem. Int. Ed.2013, 52, 6255)。三氟乙胺盐酸盐氧化法是目前制备三氟甲基重氮甲烷的唯一方法,但是存在如下缺点:1)不适用于对酸、氧化剂敏感的反应物;2)三氟甲基重氮甲烷爆炸性强,积累过多易于发生爆炸危险;3)操作繁琐,需要缓慢向反应体系中滴加亚硝酸钠水溶液,以控制释放三氟甲基重氮甲烷的速率。
环丙烷作为张力最大的最小的环烷烃,广泛存在于天然和人工合成的生物活性分子中。将氟原子引入环丙烷结构中,例如三氟甲基环丙烷,可以改变整个分子的构象,从而增强药物分子的生物活性,改善药物代谢动力学性质(Chem. Eur. J. 2017, 23,4950;Tetrahedron2011,67, 803)。事实上,三氟甲基环丙烷结构被当作叔丁基的生物电子等排体,在医药化学领域,向分子中引入三氟甲基环丙烷是开发新的抗肿瘤药物、抗病毒试剂、消炎药物、中枢神经药物的重要方向(ACS Med. Chem. Lett. 2013, 4, 514)。因此,发展从廉价易得的底物出发,安全,高效的构建三氟甲基环丙烷的新方法,在学术研究以及工业化生产上都具有重要意义。烯烃和三氟甲基卡宾的[2+1]环加成反应,是合成三氟甲基环丙烷最直接,最常用方法。2010年Carreira报道了酸性条件下,向三氟乙胺盐酸盐水溶液中缓慢滴加亚硝酸钠水溶液,原位生成三氟甲基重氮甲烷,在卟啉铁催化下和烯烃生成三氟甲基环丙烷的方法(Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 938;Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 1101)。但是该方法为了避免三氟甲基重氮甲烷的累积,需要使用注射泵缓慢滴加亚硝酸钠,不利于进一步的工业化生产。同时,反应需要在强酸,强氧化剂条件下进行,官能团种类受到了极大的限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种温和的原位生成全氟烷基重氮甲烷的方法,以及利用该制备方法在两相体系中一锅法合成三氟甲基环丙烷的新方法。
一种全氟烷基重氮甲烷的制备方法,它包括:
(1)将具有式II所示结构的全氟烷基醛水合物和具有式III所示结构的苯磺酰肼衍生物在质子酸催化下进行取代反应,得到具有式IV所示结构的全氟烷基的苯磺酰肼衍生物;
所述R基团为2-硝基、2-氰基、2-三氟甲基、4-硝基、4-甲基、2,4-二硝基、2,4,6-三甲基、2,4,6-三异丙基、2,3,4,5,6-五氟、2-溴、2-氟、2,4-二溴、2-硝基-4-三氟甲基或2-三氟甲基-4-硝基;
(2)所述步骤(1)得到具有式IV所示结构的全氟烷基的苯磺酰肼衍生物在脱水剂存在下脱水生成具有式V结构的全氟烷基醛的苯磺酰腙衍生物;
(3)将所述步骤(2)得到的具有式V所示结构的全氟烷基醛的苯磺酰腙衍生物在碱性条件下,加热分解得到具有式I所示结构全氟烷基重氮甲烷;
步骤(1)所述的反应温度为-20~60℃;
所述的具有式III结构的苯磺酰肼衍生物与全氟烷基醛水合物的摩尔比为1:1~5.0;
步骤(1)所述的质子酸为浓硫酸、冰醋酸、盐酸或磷酸;
步骤(1)所述的所用溶剂为乙酸乙酯、四氢呋喃、甲苯或二氯甲烷;
所述的具有式III结构的苯磺酰肼衍生物与全氟烷基醛水合物的摩尔比为1:1~2.0;
步骤(2)所述的反应温度为0~100℃;
步骤(2)所述的脱水剂为二环己基碳二亚胺、三氟化硼乙醚、浓硫酸等常见的脱水剂;
步骤(2)所述的具有式IV所示结构的全氟烷基的苯磺酰肼与脱水剂的摩尔比为1:0.05~2;
步骤(3)所述的碱为氢化钠、叔丁醇钠、叔丁醇锂、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸铯和\或磷酸钾;
步骤(3)所述的有机溶剂为二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六环、甲苯、苯、乙腈、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺和\或二甲基亚砜;
步骤(3)所述的具有式V所示结构的全氟烷基醛的苯磺酰腙与碱、有机溶剂的用量比为:10 mmol:10~30 mmol:10~100mL;
步骤(3)所述的反应温度为0~100℃;
所述的全氟烷基重氮甲烷为具有式a、式b、式c或d所示结构:
一种三氟甲基环丙烷的制备方法,它包括:
按照上述全氟烷基重氮甲烷制备方法制备得到具有式VI结构的三氟甲基重氮甲烷前体,在碱性条件下分解释放出三氟甲基重氮甲烷,不经过分离,直接与具有式VII结构的烯烃和催化剂混合,保温反应,得到具有式VIII所示结构的三氟甲基环丙烷,
所述的具有式VII结构的烯烃的R1为芳基、杂芳基、烷基或氢;R2为芳基、杂芳基、烷基、烯基或炔基;
所述的催化剂为二聚醋酸铑,醋酸钯,四苯基卟啉铁,四苯基卟啉钌等过渡金属催化剂;
所述溶剂为二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六环、甲苯、苯、氯苯、1-4-二氧六环或乙醚,或者它们与水的混合溶剂;
所述的具有式VII结构的烯烃与具有式VI所示结构的三氟甲基重氮甲烷前体和催化剂的摩尔比为100:100~1000:1~30;所述保温反应的温度为0~100℃,所述保温反应的时间为4~48 h。
本发明提供了一种温和的原位生成全氟烷基重氮甲烷的方法,利用该方法,以廉价易得的全氟烷基醛或其水合物出发,在质子酸催化下与苯磺酰肼的衍生物发生取代反应,在脱水剂存在下脱水得到全氟烷基重氮甲烷前体,在碱性条件下缓慢的释放出全氟烷基重氮甲烷。进一步的,利用该全氟烷基重氮甲烷制备方法,发明了一种不经分离,在两相体系中一锅法合成三氟甲基环丙烷的新方法。该方法避免了分离具有毒性的、爆炸危险的三氟甲基重氮甲烷;该方法反应条件温和,底物范围广,官能团耐受性好;同时,具有操作简便,无需特殊设备进行缓慢滴加的优点;在实验室能够实现安全高效的合成1~100克数量级的三氟甲基环丙烷,具有进一步工业化应用的潜力。
附图说明
图1 全氟烷基重氮甲烷的制备及一锅法合成三氟甲基环丙烷路线图;
图2 为实施例2中三氟乙醛的邻三氟甲基苯磺酰腙4b的1H核磁共振谱图;
图3为实施例2中三氟乙醛的邻三氟甲基苯磺酰腙4b的13C核磁共振谱图;
图4为实施例2中三氟乙醛的邻三氟甲基苯磺酰腙4b的19F核磁共振谱图;
图5 为实施例3中五氟丙醛的邻三氟甲基苯磺酰腙4c的1H核磁共振谱图;
图6为实施例3中五氟丙醛的邻三氟甲基苯磺酰腙4c的13C核磁共振谱图;
图7为实施例3中五氟丙醛的邻三氟甲基苯磺酰腙4c的19F核磁共振谱图;
图8 为实施例6中三氟甲基环丙烷6b的1H核磁共振谱图;
图9为实施例6中三氟甲基环丙烷6b的13C核磁共振谱图;
图10为实施例6中三氟甲基环丙烷6b的19F核磁共振谱图;
图11 为实施例7中三氟甲基环丙烷6c的1H核磁共振谱图;
图12为实施例7中三氟甲基环丙烷6c的13C核磁共振谱图;
图13为实施例7中三氟甲基环丙烷6c的19F核磁共振谱图。
具体实施方式
实施例1三氟乙醛苯磺酰腙4a的制备
步骤(1)~(2)的反应式如下所示:
(1)氮气条件下,向250mL的反应瓶中加入邻硝基苯磺酰肼2a(10.9g,50mmol)和乙酸乙酯200mL,搅拌至溶解,冰水浴降温至0℃,滴加10滴浓硫酸,加入三氟乙醛水合物1a(8.7g,75mmol),0℃反应至薄层色谱监测显示邻硝基苯磺酰肼2a消失;加入10%食盐水50mL,分液,有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤2次,无水硫酸镁干燥,抽滤,滤液滴入1000mL正己烷中,逐渐有白色固体析出,过滤,真空干燥得到白色固体3a(15.1g,产率96 %),无需纯化,直接下一步反应。
(2)氮气保护条件下,向100mL反应瓶中加入依次加入上述步骤(1)中制备得到的3a(3.15g,10mmol),乙酸乙酯50mL,三氟化硼乙醚(0.71g,5mmol),常温搅拌至3a消失,用饱和氯化钠水溶液洗涤2次,无水硫酸镁干燥,浓缩至20mL左右,将体系滴入200mL石油醚中,逐渐有白色固体析出,抽滤,得到白色固体4a(2.7 g,产率92%),其结构表征如下数据所示;
白色固体,m.p 124-125 ℃; 1H-NMR (600 MHz, DMSO) δ 13.00 (s, 1H), 8.06(dd,J = 7.8 Hz, J = 1.2 Hz, 1H), 8.03 (dd,J = 7.8 Hz, J = 1.8 Hz,1H),7.95(td,J = 7.8 Hz,J = 1.2 Hz,1H), 7.91 (dd, J = 7.2 Hz, J = 1.2 Hz, 1H),7.65 (q,J = 4.2 Hz,1H). 13C-NMR (150 MHz, DMSO) δ 148.24, 136.10, 134.45 (q, J = 37.8Hz),133.65,131.30,130.86,125.65, 120.42 (q, J = 272.0 Hz). 19F-NMR (565 MHz,DMSO) δ -66.52. HRMS (ESI) m/z calculated for C8H8F3N3NaO4S [M+Na]+ 319.9925,found 319.9920。
实施例2 三氟乙醛苯磺酰腙4b的制备
步骤(1)~(2)的反应式如下所示:
(1)氮气条件下,向250 mL的反应瓶中加入邻三氟甲基苯磺酰肼2b(4.8 g,20mmol)和1,2-二氯乙烷40mL,搅拌至溶解,冰水浴降温至0℃,滴加10滴冰醋酸,加入三氟乙醛水合物1a (3.5g,30mmol),0℃反应至薄层色谱显示邻三氟甲基苯磺酰肼2b消失,加入10%食盐水25mL,分液,有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤2次,无水硫酸镁干燥,抽滤,滴入300mL正己烷中,逐渐有白色固体析出,过滤,真空干燥得到白色固体3b(15.1g,产率96%),无需纯化,直接下一步反应。
(2)氮气保护条件下,向100mL反应瓶中加入依次加入上述步骤(1)中制备得到的3b(3.15g,10mmol),乙酸乙酯40mL,二环己基碳二亚胺 (1.03g,5mmol),常温搅拌至薄层色谱显示3b消失,用饱和氯化钠水溶液洗涤2次,无水硫酸镁干燥,浓缩至20mL左右,将体系滴入200 mL石油醚中,逐渐有白色固体析出,抽滤,得到白色固体4b(2.9g,产率90%),其结构表征如图2、图3、图4及以下数据所示。
白色固体, m.p 125-126 ℃; 1H-NMR (600 MHz, DMSO) δ 13.05 (s, 1H),8.12 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.99 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.93 (t, J = 7.8 Hz, 1H),7.88 (t, J = 7.8 Hz, 1H), 7.58 (q, J = 7.8 Hz, J = 4.2 Hz, 1H). 13C-NMR (150MHz, DMSO) δ 137.46, 134.64, 133.54 (q, J = 37.6 Hz), 133.46 (q, J = 37.9Hz), 132.06, 129.14 (q, J = 6.3 Hz), 126.98 (q, J = 33.0 Hz), 123.13 (q, J =272.4 Hz), 120.39 (q, J = 271.5 Hz). 19F-NMR (565 MHz, DMSO) δ -51.95, -61.94,-61.95. HRMS (ESI) m/z calculated for C9H6F6N2NaO2S [M+Na]+ 342.9952, found342.9940。
实施例3 五氟丙醛苯磺酰腙4c的制备
步骤(1)~(2)的反应式如下所示:
(1)氮气条件下,向250 mL的反应瓶中加入邻三氟甲基苯磺酰肼2b(4.8 g, 20mmol)和1,2-二氯乙烷 40 mL,搅拌至溶解,冰水浴降温至0℃,滴加10滴冰醋酸,加入五氟丙醛水合物1b (5.0 g, 30 mmol),0℃反应至薄层色谱显示邻三氟甲基苯磺酰肼2b消失,加入10%食盐水25 mL,分液,有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤2次,无水硫酸镁干燥,抽滤,滤液滴入200 mL正己烷中,逐渐有白色固体析出,过滤,真空干燥得到白色色固体3c(7.0g,产率90 %),无需纯化,直接下一步反应。
(2)氮气保护条件下,向100 mL反应瓶中加入依次加入上述步骤(1)中制备得到的3c (3.9 g,10mmol),乙酸乙酯40 mL,二环己基碳二亚胺 (1.03 g,5mmol),常温搅拌至薄层色谱显示3c消失,用饱和氯化钠水溶液洗涤2次,无水硫酸镁干燥,浓缩至30 mL左右,将体系滴入200 mL正己烷中,逐渐有白色固体析出,抽滤,得到白色固体4c(3.1g,产率85%),其结构表征如图5、图6、图7及以下数据所示;
白色固体,m.p 95-96℃;1H-NMR (600 MHz,CDCl3) δ 8.76(s,1H),8.36-8.34 (m,1H),7.94-7.91(m,1H),7.81-7.78 (m,2H), 7.16 (t,J = 5.4 Hz, 1H). 13C-NMR (150MHz, CDCl3) δ 135.56, 134.17, 133.51, 132.96 (t, J = 30.0 Hz), 132.66, 128.51(q, J = 6.3 Hz), 127.76 (q, J = 33.3 Hz), 122.56 (q, J = 273.0 Hz), 118.88(qt, J = 286.7, J = 36.1 Hz), 109.20 (tq, J = 253.3, J = 38.3 Hz). 19F-NMR(565 MHz, CDCl3) δ -58.242, -83.529, -117.029, -117.035, -117.038. HRMS (ESI)m/z calculated for C10H6F8N2NaO2S [M+Na]+ 392.9920, found 392.9902。
实施例4 三氟甲基重氮甲烷5a的制备
反应式如下所示:
将上述实施例1或者2制备所得到的三氟乙醛苯磺酰腙4a或4b(2mmol)加入到25mL密封反应管中,依次加入碱(3mmol),反应溶剂5~20mL, 密封后0~50℃保温反应1~4h,降温到0℃,过滤可以直接得到三氟甲基重氮甲烷5a的溶液,其浓度可以三氟甲苯为内标,用19F-NMR标定。如果需要得到高纯度的三氟甲基重氮甲烷,可以将反应完毕体系,倒入饱和氯化铵溶液中,有机溶剂提取,饱和氯化钠洗涤,硫酸镁干燥,过滤后得到高纯度的三氟甲基重氮甲烷溶液。
所述的碱为氢化钠、叔丁醇钠、叔丁醇锂、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸铯和磷酸钾中的一种或几种;所述的反应溶剂可以为二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六环、甲苯、苯、乙腈、四氢呋喃中一种或几种。
实施例5五氟乙基重氮甲烷5b的制备
反应式如下所示:
将上述实施例3制备所得到的五氟丙醛苯磺酰腙4c(2mmol)加入到25mL密封反应管中,依次加入碳酸铯(3mmol),反应溶剂5~20mL,密封后0~50℃保温反应1~4h,降温到0℃,过滤可以直接得到五氟乙基重氮甲烷5b的溶液,其浓度可以三氟甲苯为内标,用19F-NMR标定;
所述的碱为氢化钠、叔丁醇钠、叔丁醇锂、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸铯和磷酸钾中的一种或几种;所述的反应溶剂可以为二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六环、甲苯、苯、乙腈、四氢呋喃中一种或几种。
实施例6三氟甲基环丙烷6a的制备
反应式如下所示:
氮气条件下,将上述实施例2制备所得到的三氟乙醛苯磺酰腙4b(640 mg,2mmol),与4-叔丁基苯乙烯(160.3 mg,1 mmol)、催化剂二聚醋酸铑(8.8mg,2mol%)、20 wt%氢氧化钠溶液8mL、甲苯2mL一次加入25mL反应瓶中,40℃搅拌12小时,分液,水相用二氯甲烷提取,硫酸钠干燥,过滤,滤液减压浓缩后,硅胶柱层析分离得到无色液体为三氟甲基环丙烷6a(230.0mg, 收率为95%)。三氟甲基环丙烷6a的结构表征如下数据所示;
无色油状物; 1H-NMR (600 MHz, CDCl3) δ 7.31 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.04(d, J = 8.4 Hz, 2H), 2.33-2.30 (m, 1H), 1.80-1.73 (m, 1H), 1.34-1.31 (m, 1H),1.30 (s, 9H), 1.14-1.10 (m, 1H). 13C-NMR (150 MHz, CDCl3) δ 149.80, 136.03,126.19, 125.93 (q, J = 37.8 Hz), 125.52, 34.44, 31.31, 22.82 (q, J = 37.8Hz), 19.15 (q, J = 37.8 Hz), 10.73 (q, J = 37.8 Hz). 19F-NMR (565 MHz, CDCl3)δ -66.67, -66.68。
实施例7三氟甲基环丙烷6b的制备
反应式如下所示:
氮气条件下,将上述实施例1制备所得到的三氟乙醛苯磺酰腙4a(594.4 mg, 2mmol),4-氯苯乙烯(138.6 mg, 1 mmol),催化剂四苯基卟啉铁(14.1 mg, 1 mol%),20 wt%氢氧化钠溶液8 mL,二氯甲烷2 mL一次加入25 mL反应瓶中,室温搅拌24小时,分液,水相二氯甲烷提取,硫酸钠干燥,过滤,滤液减压浓缩后,硅胶柱层析分离得到无色液体为三氟甲基环丙烷6b(187.5 mg, 收率为85%)。三氟甲基环丙烷6b的结构表征如图8、图9、图10及以下数据所示;
无色油状物; 1H-NMR (600 MHz, CDCl3) δ 7.31 (d,J = 8.4 Hz, 2H), 7.04(d,J = 8.4 Hz,2H), 2.33-2.30 (m,1H),1.80-1.73 (m,1H),1.34-1.31 (m,1H),1.30(s,9H),1.14-1.10 (m,1H). 13C-NMR (150MHz,CDCl3) δ 139.01,128.58,126.75,126.49,126.26 (q,J=271.3 Hz), 22.90 (q,J = 37.0 Hz),19.55 (q,J=2.8 Hz),10.79 (q,J =2.6 Hz). 19F-NMR (565 MHz, CDCl3) δ -66.76, -66.77。
实施例8 三氟甲基环丙烷6c的制备
反应式如下所示:
氮气条件下,将上述实施例1或者实施例2制备所得到的三氟乙醛苯磺酰腙4a(6.4g, 20 mmol),萘乙烯(1.8 g, 10 mmol),催化剂四苯基卟啉铁(141 mg, 1 mol%),20 wt%氢氧化钾溶液80 mL,二氯甲烷20 mL 一次加入250 mL 反应瓶中,40℃保温搅拌30小时,分液,水相二氯甲烷提取,硫酸钠干燥,过滤,滤液减压浓缩后,硅胶柱层析分离得到无色液体为三氟甲基环丙烷6c (2.2 g, 收率为92%)。三氟甲基环丙烷6c的结构表征如图11、图12、图13及以下数据所示;
无色油状物; 1H-NMR (600 MHz, CDCl3) δ 7.80-7.75 (m, 3H), 7.56 (s, 1H),7.47-7.42 (m, 2H), 7.22-7.20 (m, 1H), 2.53-2.50 (m, 1H), 1.93-1.86 (m, 1H),1.45-4.41 (m, 1H), 1.29-1.26 (m, 1H). 13C-NMR (150 MHz, DMSO) δ 136.39,133.34, 132.38, 128.35, 127.65, 127.42, 126.41 (q, J = 271.0 Hz), 126.38,125.70, 125.07, 124.81, 22.92 (q, J = 36.8 Hz), 19.80 (q, J = 2.6 Hz), 10.76(q, J = 271.0 Hz). 19F-NMR (565 MHz, DMSO) δ -66.63 (d, J = 2.4 Hz). 19F-NMR(565 MHz, CDCl3) δ -66.62, -66.64。
Claims (6)
1.一种全氟烷基重氮甲烷的制备方法,其特征在于,它包括:
(1)将具有式II所示结构的全氟烷基醛水合物和具有式III所示结构的苯磺酰肼衍生物在质子酸催化下进行取代反应,得到具有式IV所示结构的全氟烷基的苯磺酰肼衍生物;
所述的R基团为2-硝基、2-氰基、2-三氟甲基、4-硝基、4-甲基、2,4-二硝基、2,4,6-三甲基、2,4,6-三异丙基、2,3,4,5,6-五氟、2-溴、2-氟、2,4-二溴、2-硝基-4-三氟甲基或2-三氟甲基-4-硝基;
(2)所述步骤(1)得到具有式IV所示结构的全氟烷基的苯磺酰肼衍生物在脱水剂存在下脱水生成具有式V结构的全氟烷基醛的苯磺酰腙衍生物;
(3)将所述步骤(2)得到的具有式V所示结构的全氟烷基醛的苯磺酰腙衍生物在碱性条件下,加热分解得到具有式I所示结构全氟烷基重氮甲烷;
所述式I所示结构的全氟烷基重氮甲烷为具有式a、式b、式c或d所示结构:
2.根据权利要求1所述的一种全氟烷基重氮甲烷的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述的反应温度为-20~60℃;
所述的具有式III结构的苯磺酰肼衍生物与全氟烷基醛水合物的摩尔比为1:1~5.0;
步骤(1)所述的质子酸为浓硫酸、冰醋酸、盐酸或磷酸;
步骤(1)所述的所用溶剂为乙酸乙酯、四氢呋喃、甲苯或二氯甲烷。
3.根据权利要求2所述的一种全氟烷基重氮甲烷的制备方法,其特征在于:所述的具有式III结构的苯磺酰肼衍生物与全氟烷基醛水合物的摩尔比为1:1~2.0。
4.根据权利要求1所述的一种全氟烷基重氮甲烷的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述的反应温度为0~100℃;
步骤(2)所述的脱水剂为二环己基碳二亚胺、三氟化硼乙醚、浓硫酸;
步骤(2)所述的具有式IV所示结构的全氟烷基的苯磺酰肼与脱水剂的摩尔比为1:0.05~2。
5.根据权利要求1所述的一种全氟烷基重氮甲烷的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述的碱为氢化钠、叔丁醇钠、叔丁醇锂、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸铯和\或磷酸钾;
步骤(3)所述的有机溶剂为二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六环、甲苯、苯、乙腈、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺和\或二甲基亚砜;
步骤(3)所述的具有式V所示结构的全氟烷基醛的苯磺酰腙与碱、有机溶剂的用量比为:10mmol:10~30mmol:10~100mL。
6.根据权利要求5所述的一种全氟烷基重氮甲烷的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述的反应温度为0~100℃。
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