CN117024237A - 一种芳基磺酰氟以及以芳基碘鎓盐为原料的制备方法 - Google Patents

一种芳基磺酰氟以及以芳基碘鎓盐为原料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种芳基磺酰氟以及以芳基碘鎓盐为原料的制备方法，包括：在惰性气体氛围中，将芳基碘鎓盐、二氧化硫源、氟源、光敏剂于有机溶剂中混合，并在光照条件下搅拌反应，即得到芳基磺酰氟；其中，芳基碘鎓盐结构式如下所示：式中，R1、R2分别为H、烷基、卤代基、甲氧基、氰基或三氟甲基等；阴离子X为六氟磷酸根阴离子、三氟甲磺酸根阴离子或对甲苯磺酸根阴离子等。与现有技术相比，本发明基于“自由基二氧化硫插入氟化”新策略，实现室温下无金属光催化的芳基磺酰氟的高效合成，具有反应条件温和、操作简便、产率良好等优点，对于对称的和不对称的芳基碘鎓盐均有较好的适用性，克级反应为在药物分子中引入磺酰氟基团提供了更多的可能性。

Description

一种芳基磺酰氟以及以芳基碘鎓盐为原料的制备方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，涉及一种芳基磺酰氟以及以芳基碘鎓盐为原料的制备方法。
背景技术
磺酰氟化合物具有特殊的反应活性和稳定性的平衡、抗还原性及对亲核取代反应的高热力学稳定性，在有机合成、生物学医药、高分子材料等领域有着重要的应用[Angew.Chem.Int.Ed.,2019,58,957；RSC Med.Chem.,2020,11,10.]。2014年Sharpless教授课题组报道了一种新型点击化学反应——六价硫(VI)氟交换(SuFEx)反应[Angew.Chem.Int.Ed.,2014,53,9430.]，而磺酰氟基团是该反应的核心基团。含磺酰氟基团的分子几乎涉及在现代化学的所有领域。然而目前向有机分子中引入磺酰氟基团的方法还比较局限，限制了SuFEx点击反应的进一步研究和应用，因此迫切需要开发更多合成磺酰氟的方法。随着点击化学SuFEx反应的发展，芳基磺酰氟化合物的研究和应用也越来越多，在化学生物学和分子药理学中可以作为反应探针、蛋白质不可逆共价抑制剂或探针的弹头等[J.Am.Chem.Soc.,2017,139,680.]。而制备各种芳基磺酰氟化合物的方法也被广泛报道。
最经典的制备芳基磺酰氟方法是芳基磺酰氯的亲核氟氯交换反应[J.Org.Chem.,1977,42,2031.]，然而芳基磺酰氯性质不稳定，对水敏感且不易制备。芳基磺酰氟化合物也可依赖各种含硫官能团的转化通过简单的氧化氟化或电化学方法来制备[Green Chem.,2016,18,1224；J.Am.Chem.Soc.,2019,141,11832.]，但底物限制了其广泛应用。此外，通过过渡金属催化的方法同样能够有效地合成各种芳基磺酰氟化合物[J.Org.Chem.,2017,82,2294.]，然而过渡金属的使用会造成环境污染，对自然环境不友好。因此，开发新的合成方法环境友好地来制备各种高价值的芳基磺酰氟化合物具有重要意义。
目前对于光化学合成方法的应用非常广泛，而不同于金属催化的反应，有机光氧化还原催化剂的应用吸引了从化学生物、药物到材料科学等各个领域中人们对它的探索。有机光氧化还原催化提供的可以不仅仅是过渡金属催化示例的“无金属”替代方案，还可以是有效反应的独特化学物质以及在大多数合成环境中并不反应的广泛底物[Chem.Rev.,2016,116,10075.]。
对于光化学合成芳基磺酰氟的方法少有报道。最近Tlili课题组报道了一例可见光介导的以芳基重氮盐作为底物，使用一种氰芳烃作为有机光氧化还原催化剂，通过单电子转移过程合成芳基磺酰氟的方法[Chem.–Eur.J.,2021,27,8704.]。芳基重氮盐作为一种具有高反应性活性的化合物，广泛用于通过Sandmeyer反应制备多官能团化的芳香族化合物，然而，芳基重氮盐通常不太稳定，在加热状态或剧烈振动时容易分解甚至发生爆炸，具有潜在的危险。
基于以上研究背景，发展温和反应条件，从稳定的底物出发合成芳基磺酰氟是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的就是提供一种芳基磺酰氟以及以芳基碘鎓盐为原料的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
芳基碘鎓盐是一类稳定且具有高反应活性的物质，能在光照作用下作为芳基自由基前体。本发明通过在可见光诱导下实现无金属催化芳基磺酰氟的构建，提供一种高效温和的从芳基碘鎓盐制备芳基磺酰氟的方法，该方法包括：
在惰性气体氛围中，将芳基碘鎓盐、二氧化硫源、氟源、光敏剂于有机溶剂中混合，并在光照条件下搅拌反应，即得到芳基磺酰氟；
其中，所述的芳基碘鎓盐结构式如下所示：
相应的，所述的芳基磺酰氟结构式如下所示，为
或者/>
式中，R1、R2分别为H、C1-C10的直链或支链的烷基、F、Cl、Br、I、甲氧基、硝基、氰基、乙酰氨基、三氟甲基、三氟甲氧基或联苯基中的一种或几种组合；
阴离子X为六氟磷酸根阴离子、三氟甲磺酸根阴离子、对甲苯磺酸根阴离子或四氟硼酸根阴离子中的一种。
进一步地，所述的二氧化硫源为4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-双(二氧化硫)加合物(DABSO)、二氧化硫脲、二氧化硫、4-(二甲氨基)吡啶-1-鎓-1-亚磺酸酯、焦亚硫酸钾、焦亚硫酸钠(Na2S2O5)或连二亚硫酸钠(Na2S2O4)中的一种。
进一步地，所述的氟源为N-氟代双苯磺酰胺(NFSI)、选择性氟化试剂(Selectfluor)、1-氟吡啶四氟硼酸盐、1-氟-2,4,6-三甲基吡啶四氟化硼盐、氟化钾、氟氢化钾、氟化钠、氟化铯、氟化银或氟化铜中的一种。
进一步地，所述的光敏剂为樟脑醌(CQ)、10-己基-7-(噻吩-3-基)-10H-吩噻嗪-3-甲醛(Ps)、7,7’-((10-己基-10H-吩噻嗪-3,7-二基)双(乙炔-2,1-二基))双(10-己基-10H-吩噻嗪-3-甲醛)(PCPCHO)、曙红Y(Eosin Y)、荧光素(Fluorecein)、姜黄素、四氯四碘荧光素二钠(Rose Bengal)、罗丹明B、蒽醌、2,4,6-三苯基吡喃四氟化硼盐、米氏酮、四氯苯醌、10-苯基吩噻嗪或2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)中的一种。
进一步地，所述的有机溶剂为乙腈、1,2-二氯乙烷(DCE)、二氯甲烷(DCM)、乙酸乙酯、正己烷、乙醇(EtOH)、叔丁醇、甲苯(toluene)、丙酮(acetone)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)、氯苯或氯仿中的一种。
进一步地，搅拌反应中，反应温度为室温，反应时间为1-48h。
进一步地，所述的芳基碘鎓盐、二氧化硫源、氟源、光敏剂的摩尔比为1:(0.5～5):(1.2～5):(0.01～0.1)。
进一步地，所述的光照条件中，所用光源为紫外灯、蓝光灯(blue LED)、白炽灯(CFL)、绿光灯(green LED)中的一种。
进一步地，当选用蓝光灯作为光源时，蓝光灯功率为20W，蓝光波长为440～445nm。
一种芳基磺酰氟，采用如上所述的方法制备而成。
光化学合成方法在近年来受到广泛关注和应用，是一种绿色环保且高效的有机合成方法。本发明通过在光催化条件下，光敏剂与芳基碘鎓盐作用形成芳基自由基，同时从二氧化硫源中捕获二氧化硫形成芳基磺酰基自由基，随后被氟负离子亲核进攻得到芳基磺酰氟化合物。反应条件温和，操作简便，用料简单，无需过渡金属催化，对于对称的和不对称的底物均有较好的适用性。
本发明对反应过程中的工艺条件，如反应温度、反应时间及各原料之间的添加量之比进行了限定，条件若不在本发明权利要求范围内，反应仍然可以顺利进行得到芳基磺酰氟化合物，但产率会降低。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)本发明基于“自由基二氧化硫插入氟化”策略，实现了从芳基碘鎓盐到芳基磺酰氟的高效合成，产率良好；
2)本发明在光照条件下合成芳基磺酰氟，且反应无需过渡金属催化，绿色合成，条件温和，操作简便；
3)本发明合成芳基磺酰氟的方法对于各种对称的和不对称的芳基碘鎓盐底物均有良好的适用性。
附图说明
图1为本发明中实施例3中4-异丙基苯磺酰氟化合物的核磁共振氢谱；
图2为本发明中实施例3中4-异丙基苯磺酰氟化合物的核磁共振氟谱；
图3为本发明中实施例3中4-异丙基苯磺酰氟化合物的核磁共振碳谱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
一种芳基磺酰氟，其制备方法包括：
在惰性气体氛围中，将芳基碘鎓盐、二氧化硫源、氟源、光敏剂以摩尔比1:(0.5～5):(1.2～5):(0.01～0.1)于有机溶剂中混合，并在光照条件下室温搅拌反应1-48h，即得到芳基磺酰氟。
其中，芳基碘鎓盐中的芳基可以为苯基、取代苯基、稠环芳基、取代稠环芳基、芳杂环或者芳杂环衍生基团中的任意一种或几种，其中取代苯基、取代稠环芳基、取代芳杂环或者芳杂环衍生基团可以为单一取代或者多基团取代；
优选的，芳基碘鎓盐结构式如下所示：
式中，R1、R2分别为H、C1-C10的直链或支链的烷基、F、Cl、Br、I、甲氧基、硝基、氰基、乙酰氨基、三氟甲基、三氟甲氧基或联苯基中的一种或几种组合；
阴离子X为六氟磷酸根阴离子、三氟甲磺酸根阴离子、对甲苯磺酸根阴离子或四氟硼酸根阴离子中的一种。
二氧化硫源为4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-双(二氧化硫)加合物、二氧化硫脲、二氧化硫、4-(二甲氨基)吡啶-1-鎓-1-亚磺酸酯、焦亚硫酸钾、焦亚硫酸钠或连二亚硫酸钠中的一种；并优选为1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓-1,4-二亚磺酸盐(DABSO)。
氟源为N-氟代双苯磺酰胺(NFSI)、选择性氟化试剂(Selectfluor)、1-氟吡啶四氟硼酸盐、1-氟-2,4,6-三甲基吡啶四氟化硼盐、氟化钾、氟氢化钾、氟化钠、氟化铯、氟化银或氟化铜中的一种；并优选为氟氢化钾。
光敏剂为樟脑醌(CQ)、10-己基-7-(噻吩-3-基)-10H-吩噻嗪-3-甲醛(Ps)、7,7’-((10-己基-10H-吩噻嗪-3,7-二基)双(乙炔-2,1-二基))双(10-己基-10H-吩噻嗪-3-甲醛)(PCPCHO)、曙红Y(Eosin Y)、荧光素(Fluorecein)、姜黄素、四氯四碘荧光素二钠(RoseBengal)、罗丹明B、蒽醌、2,4,6-三苯基吡喃四氟化硼盐、米氏酮、四氯苯醌、10-苯基吩噻嗪或2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)中的一种；并优选为樟脑醌(CQ)。
有机溶剂为乙腈、1,2-二氯乙烷(DCE)、二氯甲烷(DCM)、乙酸乙酯、正己烷、乙醇(EtOH)、叔丁醇、甲苯(toluene)、丙酮(acetone)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)、氯苯或氯仿中的一种；并优选为乙腈。
光照条件中，所用光源为紫外灯、蓝光灯(blue LED)、白炽灯(CFL)、绿光灯(greenLED)中的一种。优选的，当选用蓝光灯作为光源时，蓝光灯功率为20W，蓝光波长为440～445nm。
与现有技术相比，本发明基于“自由基二氧化硫插入氟化”策略，实现室温下无金属光催化的芳基磺酰氟的高效合成，具有反应条件温和、操作简便、产率良好等优点，对于对称的和不对称的芳基碘鎓盐均有较好的适用性，克级反应为在药物分子中引入磺酰氟基团提供了更多的可能性。
本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。表1为文中所用到市售试剂的规格以及厂家，二芳基碘鎓盐依据文献制备(J.Org.Chem.2008,73,4602-4607；Synlett 2008,2008,592-596；Adv.Synth.Catal.2007,349,2610-2618；Chem.Commun.2007,2521-2523；Chem.–Eur.J.2021,27,5790-5795；Org.Lett.2014,16,6408-6411；芳香碘鎓盐的环氧光引发体系的性能研究[D].北京化工大学,2015)。
表1实验药品及生产厂家
实施例1：4-甲基苯磺酰氟的合成
在装有磁转子的、烘箱干燥过的10mL封管中，加入181.6mg(0.4mmol)二(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐(V)、115.3mg(0.48mmol)1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓-1,4-二亚磺酸盐(DABSO)、62.5mg(0.8mmol)KHF2和3.3mg(0.02mmol)CQ。然后使用双排管将体系抽真空并用抽换氩气2-3次，之后在氩气氛围下通过注射器加入4.0mL无水乙腈。反应管密封后将其置于蓝光灯(20W,440～445nm)照射下，并在室温下搅拌反应24小时。之后将反应混合物通过200-300目硅胶过滤并通过薄层色谱监测。用旋转蒸发仪减压除去溶剂后，粗产物通过硅胶柱色谱纯化，分离得到产物4-甲基苯磺酰氟(白色固体，75％)。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.89(d,J＝8.2Hz,2H),7.42(d,J＝8.0Hz,2H),2.49(s,3H)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ66.3ppm.GC-MS(EI):m/z＝174.0(M+).
对比例1：
与实施例1相比，区别仅在于：二氧化硫源(即DABSO)替换为焦亚硫酸钾、焦亚硫酸钠、连二亚硫酸钠、二氧化硫脲，其余同实施例1。
通过核磁共振氟谱检测，采用上述二氧化硫源均能得到痕量的产率，结果如表2所示。
表2
对比例2：
与实施例1相比，区别仅在于：氟源(即KHF2)替换为等摩尔量的选择性氟化试剂(Selectfluor)、1-氟吡啶四氟硼酸盐、1-氟-2,4,6-三甲基吡啶四氟化硼盐、氟化钾、氟化钠、氟化银、氟化铜，其余同实施例1。
通过核磁共振氟谱检测，产率降低，具体如表3所示。
表3
对比例3：
与实施例1相比，区别仅在于：光敏剂(即CQ)替换为等摩尔量Ps、PCPCHO、TPO、Eosin Y、Fluorecein、Rose Bengal等，其余同实施例1。
通过核磁共振氟谱检测，产率均低于70％，具体如表4所示。
表4
对比例4：
与实施例1相比，区别仅在于：溶剂(即乙腈)替换为等体积的二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、甲苯、丙酮，其余同实施例1。
通过核磁共振氟谱检测，产率均低于14％，具体如表5所示。
表5
对比例5：光波长对底物的影响
与实施例1相比，区别仅在于：光源(即蓝光灯)替换为等功率的绿光灯(LED)或白炽灯(CFL)，其余同实施例1。
通过核磁共振氟谱检测，使用绿光灯时产率明显降低，只有53％，使用CFL灯时产率没有明显的变化，结果如表6所示。
表6
对比例6：
与实施例1相比，区别仅在于：调整搅拌反应时间(原24h)，其余同实施例1。
通过核磁共振氟谱检测，结果如表7所示。当反应时间为8小时以内时，可能由于时间太短，反应原料可能还没转化完全，氟谱产率为39％以下；对比实施例1，12小时以上产率均较为接近。
表7
综上所述，该反应的最优条件为：1.0当量芳基碘鎓盐底物、1.2当量DABSO、2.0当量氟氢化钾、0.05当量樟脑醌(CQ)、0.1M乙腈，在氩气氛围中，蓝光灯(20W,440～445nm)照射下，在室温下搅拌反应24小时。
基于以上最优条件，合成了一系列具有吸电子基、推电子基以及含有杂环芳基的磺酰氟。
实施例2：2-甲基苯磺酰氟的合成
在装有磁转子的、烘箱干燥过的10mL封管中加入158.4mg(0.4mmol)二(2-甲苯)碘鎓四氟硼酸盐、115.3mg(0.48mmol)1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓-1,4-二亚磺酸盐(DABSO)、62.5mg(0.8mmol)KHF2和3.3mg(0.02mmol)CQ。然后使用双排管将体系抽真空并用抽换氩气2-3次，并在氩气氛围下通过注射器加入4.0mL无水乙腈。反应管密封后将其置于蓝光灯(20W,440～445nm)照射下，并在室温下搅拌反应24小时。之后将反应混合物通过200-300目硅胶过滤并通过薄层色谱监测。用旋转蒸发仪减压除去溶剂后，粗产物通过硅胶柱色谱纯化，分离得到产物2-甲基苯磺酰氟(无色液体，58％)。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.03(d,J＝7.9Hz,1H),7.63(t,J＝7.2Hz,1H),7.41(t,J＝8.6Hz,2H),2.69(s,3H)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ60.2ppm.GC-MS(EI):m/z＝174.0(M+).
实施例3：苯磺酰氟的合成
在装有磁转子的、烘箱干燥过的10mL封管中加入170.4mg(0.4mmol)二苯基碘鎓六氟磷酸盐(V)、115.3mg(0.48mmol)1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓-1,4-二亚磺酸盐(DABSO)、62.5mg(0.8mmol)KHF2和3.3mg(0.02mmol)CQ。然后使用双排管将体系抽真空并用抽换氩气2-3次，并在氩气氛围下通过注射器加入4.0mL无水乙腈。反应管密封后将其置于蓝光灯(20W,440～445nm)照射下，并在室温下搅拌反应24小时。之后将反应混合物通过200-300目硅胶过滤并通过薄层色谱监测。用旋转蒸发仪减压除去溶剂后，粗产物通过硅胶柱色谱纯化，分离得到产物苯磺酰氟(淡黄色液体，71％)。该产物的核磁表征结果如图1-3所示。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.02(d,J＝8.0Hz,2H),7.79(t,J＝7.5Hz,1H),7.64(t,J＝7.8Hz,2H)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ65.8ppm.GC-MS(EI):m/z＝160.0(M+).
实施例4：4-异丙基苯磺酰氟的合成
在装有磁转子的、烘箱干燥过的10mL封管中加入204.1mg(0.4mmol)双(4-异丙基苯基)碘鎓六氟磷酸盐(V)、115.3mg(0.48mmol)1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓-1,4-二亚磺酸盐(DABSO)、62.5mg(0.8mmol)KHF2和3.3mg(0.02mmol)CQ。然后使用双排管将体系抽真空并用抽换氩气2-3次，并在氩气氛围下通过注射器加入4.0mL无水乙腈。反应管密封后将其置于蓝光灯(20W,440～445nm)照射下，并在室温下搅拌反应24小时。之后将反应混合物通过200-300目硅胶过滤并通过薄层色谱监测。用旋转蒸发仪减压除去溶剂后，粗产物通过硅胶柱色谱纯化，分离得到产物4-异丙基苯磺酰氟(无色液体，70％)。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.93(d,J＝8.4Hz,2H),7.47(d,J＝8.2Hz,2H),3.04(hept,J＝6.9Hz,1H),1.29(d,J＝6.9Hz,6H)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ66.2；13C NMR(101MHz,CDCl3):δ157.8,130.4(d,J＝22Hz),128.8,127.9,34.6,23.6ppm.HRMS(FI)m/z:[M]+Calcd forC9H11FO2S 202.0464；Found 202.0459.
实施例5：4-叔丁基苯磺酰氟的合成
在装有磁转子的、烘箱干燥过的10mL封管中加入215.2mg(0.4mmol)双(4-叔丁基苯基)碘鎓六氟磷酸盐(V)、115.3mg(0.48mmol)1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓-1,4-二亚磺酸盐(DABSO)、62.5mg(0.8mmol)KHF2和3.3mg(0.02mmol)CQ。然后使用双排管将体系抽真空并用抽换氩气2-3次，并在氩气氛围下通过注射器加入4.0mL无水乙腈。反应管密封后将其置于蓝光灯(20W,440～445nm)照射下，并在室温下搅拌反应24小时。之后将反应混合物通过200-300目硅胶过滤并通过薄层色谱监测。用旋转蒸发仪减压除去溶剂后，粗产物通过硅胶柱色谱纯化，分离得到产物4-叔丁基苯磺酰氟(白色固体，48％)。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.94(d,J＝8.8Hz,2H),7.63(d,J＝8.8Hz,2H),1.37(s,9H)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ66.2ppm.GC-MS(EI):m/z＝216.0(M+).
实施例6：2,4,6-三甲基苯磺酰氟的合成
在装有磁转子的、烘箱干燥过的10mL封管中加入205.7mg(0.4mmol)双(2,4,6-三甲基苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐、115.3mg(0.48mmol)1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓-1,4-二亚磺酸盐(DABSO)、62.5mg(0.8mmol)KHF2和3.3mg(0.02mmol)CQ。然后使用双排管将体系抽真空并用抽换氩气2-3次，并在氩气氛围下通过注射器加入4.0mL无水乙腈。反应管密封后将其置于蓝光灯(20W,440～445nm)照射下，并在室温下搅拌反应24小时。之后将反应混合物通过200-300目硅胶过滤并通过薄层色谱监测。用旋转蒸发仪减压除去溶剂后，粗产物通过硅胶柱色谱纯化，分离得到产物2,4,6-三甲基苯磺酰氟(白色固体，69％)。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.03(s,2H),2.65–2.62(m,6H),2.35(s,3H)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ68.2ppm.GC-MS(EI):m/z＝202.0(M+).
实施例7：4-甲氧基苯磺酰氟的合成
在装有磁转子的、烘箱干燥过的10mL封管中加入205.0mg(0.4mmol)双(4-甲氧基苯基)碘鎓-4-甲基苯磺酸盐、115.3mg(0.48mmol)1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓-1,4-二亚磺酸盐(DABSO)、62.5mg(0.8mmol)KHF2和3.3mg(0.02mmol)CQ。然后使用双排管将体系抽真空并用抽换氩气2-3次，并在氩气氛围下通过注射器加入4.0mL无水乙腈。反应管密封后将其置于蓝光灯(20W,440～445nm)照射下，并在室温下搅拌反应24小时。之后将反应混合物通过200-300目硅胶过滤并通过薄层色谱监测。用旋转蒸发仪减压除去溶剂后，粗产物通过硅胶柱色谱纯化，分离得到产物4-甲氧基苯磺酰氟(黄色液体，16％)。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.95(d,J＝9.1Hz,2H),7.06(d,J＝9.0Hz,2H),3.92(s,3H)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ67.3ppm.GC-MS(EI):m/z＝190.0(M+).
实施例8：4-氟苯磺酰氟的合成
在装有磁转子的、烘箱干燥过的10mL封管中加入186.5mg(0.4mmol)双(4-氟苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐、115.3mg(0.48mmol)1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓-1,4-二亚磺酸盐(DABSO)、62.5mg(0.8mmol)KHF2和3.3mg(0.02mmol)CQ。然后使用双排管将体系抽真空并用抽换氩气2-3次，并在氩气氛围下通过注射器加入4.0mL无水乙腈。反应管密封后将其置于蓝光灯(20W,440～445nm)照射下，并在室温下搅拌反应24小时。之后将反应混合物通过200-300目硅胶过滤并通过薄层色谱监测。用旋转蒸发仪减压除去溶剂后，粗产物通过硅胶柱色谱纯化，分离得到产物4-氟苯磺酰氟(无色液体，74％)。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.06(dd,J＝9.0,4.8Hz,2H),7.32(t,J＝8.5Hz,2H)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ66.74,-99.34(tt,J＝8.4,4.9Hz)ppm.GC-MS(EI):m/z＝177.9(M+).
实施例9：4-氯苯磺酰氟的合成
在装有磁转子的、烘箱干燥过的10mL封管中加入197.6mg(0.4mmol)双(4-氯苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐、115.3mg(0.48mmol)1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓-1,4-二亚磺酸盐(DABSO)、62.5mg(0.8mmol)KHF2和3.3mg(0.02mmol)CQ。然后使用双排管将体系抽真空并用抽换氩气2-3次，并在氩气氛围下通过注射器加入4.0mL无水乙腈。反应管密封后将其置于蓝光灯(20W,440～445nm)照射下，并在室温下搅拌反应24小时。之后将反应混合物通过200-300目硅胶过滤并通过薄层色谱监测。用旋转蒸发仪减压除去溶剂后，粗产物通过硅胶柱色谱纯化，分离得到产物4-氯苯磺酰氟(白色固体，62％)。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.96(d,J＝8.7Hz,2H),7.62(d,J＝8.8Hz,2H)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ66.5ppm.GC-MS(EI):m/z＝193.9(M+).
实施例10：不对称底物(4-(叔丁基)苯基)(苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐的反应
在装有磁转子的、烘箱干燥过的10mL封管中加入194.5mg(0.4mmol)(4-(叔丁基)苯基)(苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐、115.3mg(0.48mmol)1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓-1,4-二亚磺酸盐(DABSO)、62.5mg(0.8mmol)KHF2和3.3mg(0.02mmol)CQ。然后使用双排管将体系抽真空并用抽换氩气2-3次，并在氩气氛围下通过注射器加入4.0mL无水乙腈。反应管密封后将其置于蓝光灯(20W,440～445nm)照射下，并在室温下搅拌反应24小时。在处理之前加入内标4-(三氟甲氧基)苯甲醚，通过19F NMR谱测量目标产物的粗产率(苯磺酰氟：51％；4-叔丁基苯磺酰氟：30％)。之后将反应混合物通过200-300目硅胶过滤并通过薄层色谱监测。用旋转蒸发仪减压除去溶剂后，粗产物通过硅胶柱色谱纯化，得到两种混合的氟磺酰基化的产物苯磺酰氟和4-叔丁基苯磺酰氟，混合产率为75％(4:3)。19F NMR(376MHz,CDCl3):δ66.2,65.9ppm.
实施例11：不对称底物(4-碘苯基)(苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐的反应
在装有磁转子的、烘箱干燥过的10mL封管中加入222.4mg(0.4mmol)(4-碘苯基)(苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐、115.3mg(0.48mmol)1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓-1,4-二亚磺酸盐(DABSO)、62.5mg(0.8mmol)KHF2和3.3mg(0.02mmol)CQ。然后使用双排管将体系抽真空并用抽换氩气2-3次，并在氩气氛围下通过注射器加入4.0mL无水乙腈。反应管密封后将其置于蓝光灯(20W,440～445nm)照射下，并在室温下搅拌反应24小时。在处理之前加入内标4-(三氟甲氧基)苯甲醚，通过19F NMR谱测量目标产物的粗产率(苯磺酰氟：33％；4-碘苯磺酰氟：44％)。之后将反应混合物通过200-300目硅胶过滤并通过薄层色谱监测。用旋转蒸发仪减压除去溶剂后，粗产物通过硅胶柱色谱纯化，得到两种混合的氟磺酰基化的产物苯磺酰氟和4-碘苯磺酰氟，混合产率为67％(1.7:4)。19F NMR(376MHz,CDCl3):δ66.2,65.9ppm.
实施例12：不对称底物(4-甲氧基苯基)(苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐的反应
在装有磁转子的、烘箱干燥过的10mL封管中加入184.1mg(0.4mmol)(4-甲氧基苯基)(苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐、115.3mg(0.48mmol)1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓-1,4-二亚磺酸盐(DABSO)、62.5mg(0.8mmol)KHF2和3.3mg(0.02mmol)CQ。然后使用双排管将体系抽真空并用抽换氩气2-3次，并在氩气氛围下通过注射器加入4.0mL无水乙腈。反应管密封后将其置于蓝光灯(20W,440～445nm)照射下，并在室温下搅拌反应24小时。在处理之前加入内标4-(三氟甲氧基)苯甲醚，通过19F NMR谱测量目标产物的粗产率(苯磺酰氟：43％；4-甲氧基苯磺酰氟：15％)。之后将反应混合物通过200-300目硅胶过滤并通过薄层色谱监测。用旋转蒸发仪减压除去溶剂后，粗产物通过硅胶柱色谱纯化，得到分离的两种氟磺酰基化产物苯磺酰氟(37％)和4-甲氧基苯磺酰氟(13％)。benzenesulfonyl fluoride:1HNMR(400MHz,CDCl3):δ8.02(d,J＝8.0Hz,2H),7.79(t,J＝7.5Hz,1H),7.64(t,J＝7.6Hz,2H)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ65.8ppm.4-methoxybenzenesulfonyl fluoride:1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.94(d,J＝8.8Hz,2H),7.06(d,J＝8.9Hz,2H),3.92(s,3H)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ67.2ppm.
实施例13：不对称底物(4-硝基苯基)(苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐的反应
在装有磁转子的、烘箱干燥过的10mL封管中加入190.1mg(0.4mmol)(4-硝基苯基)(苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐、115.3mg(0.48mmol)1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓-1,4-二亚磺酸盐(DABSO)、62.5mg(0.8mmol)KHF2和3.3mg(0.02mmol)CQ。然后使用双排管将体系抽真空并用抽换氩气2-3次，并在氩气氛围下通过注射器加入4.0mL无水乙腈。反应管密封后将其置于蓝光灯(20W,440～445nm)照射下，并在室温下搅拌反应24小时。在处理之前加入内标4-(三氟甲氧基)苯甲醚，通过19F NMR谱测量目标产物的粗产率(苯磺酰氟：17％；4-硝基苯磺酰氟：27％)。之后将反应混合物通过200-300目硅胶过滤并通过薄层色谱监测。用旋转蒸发仪减压除去溶剂后，粗产物通过硅胶柱色谱纯化，得到分离的两种氟磺酰基化产物苯磺酰氟和4-硝基苯磺酰氟(28％)。benzenesulfonyl fluoride:19F NMR(376MHz,CDCl3):δ65.9ppm.p-nitrobenzenesulfonyl fluoride:1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.49(d,J＝8.3Hz,2H),8.25(d,J＝8.8Hz,2H)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ66.2ppm.
实施例14：不对称底物(4-氰基苯基)(4-甲氧基苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐的反应
在装有磁转子的、烘箱干燥过的10mL封管中加入194.1mg(0.4mmol)(4-氰基苯基)(4-甲氧基苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐、115.3mg(0.48mmol)1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓-1,4-二亚磺酸盐(DABSO)、62.5mg(0.8mmol)KHF2和3.3mg(0.02mmol)CQ。然后使用双排管将体系抽真空并用抽换氩气2-3次，并在氩气氛围下通过注射器加入4.0mL无水乙腈。反应管密封后将其置于蓝光灯(20W,440～445nm)照射下，并在室温下搅拌反应24小时。在处理之前加入内标4-(三氟甲氧基)苯甲醚，通过19F NMR谱测量目标产物的粗产率(4-氰基苯磺酰氟：63％；4-甲氧基苯磺酰氟：15％)。之后将反应混合物通过200-300目硅胶过滤并通过薄层色谱监测。用旋转蒸发仪减压除去溶剂后，粗产物通过硅胶柱色谱纯化，得到分离的两种氟磺酰基化产物4-氰基苯磺酰氟(54％)和4-甲氧基苯磺酰氟。p-cyanobenzenesulfonyl fluoride:1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.16(d,J＝8.5Hz,2H),7.95(d,J＝8.1Hz,2H)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ66.0ppm.4-methoxybenzenesulfonylfluoride:19F NMR(376MHz,CDCl3):δ67.2ppm.
实施例15：不对称底物(4-甲氧基苯基)(吡啶-3-基)碘鎓三氟甲磺酸盐的反应
在装有磁转子的、烘箱干燥过的10mL封管中加入184.5mg(0.4mmol)(4-甲氧基苯基)(吡啶-3-基)碘鎓三氟甲磺酸盐、115.3mg(0.48mmol)1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓-1,4-二亚磺酸盐(DABSO)、62.5mg(0.8mmol)KHF2和3.3mg(0.02mmol)CQ。然后使用双排管将体系抽真空并用抽换氩气2-3次，并在氩气氛围下通过注射器加入4.0mL无水乙腈。反应管密封后将其置于蓝光灯(20W,440～445nm)照射下，并在室温下搅拌反应24小时。在处理之前加入内标4-(三氟甲氧基)苯甲醚，通过19F NMR谱测量目标产物的粗产率(吡啶-3-磺酰氟：28％；4-甲氧基苯磺酰氟：7％)。之后将反应混合物通过200-300目硅胶过滤并通过薄层色谱监测。用旋转蒸发仪减压除去溶剂后，粗产物通过硅胶柱色谱纯化，得到分离的两种氟磺酰基化产物吡啶-3-磺酰氟(23％)和4-甲氧基苯磺酰氟(5％)。pyridine-3-sulfonyl fluoride:1H NMR(400MHz,CDCl3):δ9.23(s,1H),9.00(d,J＝4.7Hz,1H),8.30(dt,J＝8.1,1.9Hz,1H),7.61(dd,J＝8.1,4.9Hz,1H)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ67.9ppm.4-methoxybenzenesulfonyl fluoride:1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.95(d,J＝9.1Hz,2H),7.06(d,J＝9.0Hz,2H),3.92(s,3H)；19F NMR(376MHz,CDCl3):δ67.2ppm.
以上实施例证明，通过本发明的方法可以有效合成如表7所示的化合物。
表7
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上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种芳基磺酰氟的制备方法，其特征在于，包括：
在惰性气体氛围中，将芳基碘鎓盐、二氧化硫源、氟源、光敏剂于有机溶剂中混合，并在光照条件下搅拌反应，即得到芳基磺酰氟；
其中，所述的芳基碘鎓盐结构式如下所示：
相应的，所述的芳基磺酰氟结构式如下所示，为
或者/>
式中，R1、R2分别为H、C1-C10的直链或支链的烷基、F、Cl、Br、I、甲氧基、硝基、氰基、乙酰氨基、三氟甲基、三氟甲氧基或联苯基中的一种或几种组合；
R3为稠环芳基、取代稠环芳基、芳杂环或者芳杂环衍生基团中的一种；
阴离子X为六氟磷酸根阴离子、三氟甲磺酸根阴离子、对甲苯磺酸根阴离子或四氟硼酸根阴离子中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种芳基磺酰氟的制备方法，其特征在于，所述的二氧化硫源为4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-双(二氧化硫)加合物、二氧化硫脲、二氧化硫、4-(二甲氨基)吡啶-1-鎓-1-亚磺酸酯、焦亚硫酸钾、焦亚硫酸钠或连二亚硫酸钠中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种芳基磺酰氟的制备方法，其特征在于，所述的氟源为N-氟代双苯磺酰胺、选择性氟化试剂、1-氟吡啶四氟硼酸盐、1-氟-2,4,6-三甲基吡啶四氟化硼盐、氟化钾、氟氢化钾、氟化钠、氟化铯、氟化银或氟化铜中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种芳基磺酰氟的制备方法，其特征在于，所述的光敏剂为樟脑醌、10-己基-7-(噻吩-3-基)-10H-吩噻嗪-3-甲醛、7,7’-((10-己基-10H-吩噻嗪-3,7-二基)双(乙炔-2,1-二基))双(10-己基-10H-吩噻嗪-3-甲醛)、曙红Y、荧光素、姜黄素、四氯四碘荧光素二钠、罗丹明B、蒽醌、2,4,6-三苯基吡喃四氟化硼盐、米氏酮、四氯苯醌、10-苯基吩噻嗪或2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种芳基磺酰氟的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂为乙腈、1,2-二氯乙烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、正己烷、乙醇、叔丁醇、甲苯、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、氯苯或氯仿中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种芳基磺酰氟的制备方法，其特征在于，搅拌反应中，反应温度为室温，反应时间为1-48h。
7.根据权利要求1所述的一种芳基磺酰氟的制备方法，其特征在于，所述的芳基碘鎓盐、二氧化硫源、氟源、光敏剂的摩尔比为1:(0.5～5):(1.2～5):(0.01～0.1)。
8.根据权利要求1所述的一种芳基磺酰氟的制备方法，其特征在于，所述的光照条件中，所用光源为紫外灯、蓝光灯、白炽灯、绿光灯中的一种。
9.根据权利要求8所述的一种芳基磺酰氟的制备方法，其特征在于，当选用蓝光灯作为光源时，蓝光灯功率为20W，蓝光波长为440～445nm。
10.一种芳基磺酰氟，其特征在于，其采用如权利要求1至9任一项所述的方法制备而成。
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