CN1930105A - 由氨基芳族胺化合物制备氟代芳族化合物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通过用氟原子替换氨基由相应的胺制备氟化芳族化合物的方法。该由在芳环上具有至少一个氨基的芳族化合物制备氟代芳族化合物的方法的特征在于：在三氟化硼源的存在下所述氨基芳族化合物在有机介质中与亚硝化剂起反应，并且对包括所得的重氮盐的反应介质进行热处理通过该重氮盐的分解直接地获得该氟代芳族化合物，而不需要对该重氮盐进行中间体分离。

Description

由氨基芳族胺化合物制备氟代芳族化合物的方法
本发明的主题是通过用氟原子取代氨基由相应的胺制备氟化芳族化合物的方法。
溴化或氯化芳族化合物能容易地用分子溴或氯通过亲电卤化来获得，但是对氟代芳族化合物来说，它们极少用氟通过氟化直接地合成；因为这一反应是难以控制的。
已为氟的引入开发出两种方法。
第一种方法在于通过氟取代氯的卤素交换法用氟化物取代卤原子[B.Langlois，L.Gilbert和G.Forat，Ind.Chem.Libr.，1996，8，244]。该交换法高度适合于其中吸电子基位于该卤素的邻和/或对位的氯化(或溴化的)底物。另外，诸如NO2之类的基团能加以置换(氟代脱硝)。
第二种方法在于用氟置换重氮基N2 +。这通常以二个阶段进行：重氮化反应，接着氟代脱重氮化。
因此，能用在无水氢氟酸中的亚硝酸钠将苯胺加以重氮化并使所得的氟化芳基重氮盐经受热分解处理来获得氟代芳族化合物。这一反应用于简单的氟代芳族物(氟苯、3-氟代甲苯)，[N.Ishikawa，Petrotech，1987，10，543]。这一反应顺序显示的缺点在于不适合于具有化学不稳定基团(腈、酮等)的氨基芳烃并要求特定装置。为了最大程度地减少焦油的形成，N.Yoneda[Tetrahedron，1991，47，5329]已经建议将碱添加到该氢氟酸中，但是通常情况下，产率输出要低于仅用氢氟酸的情况。
使用氢氟酸的这一途径要求特殊装置并且具有有限的应用范围，因为它仅适合于不具有化学上对酸性条件不稳定的基团的底物。
另一个较旧的重氮化方法在于在具有盐酸和亚硝酸钠的水介质中实施该氨基芳烃的重氮化。所形成的氯化芳基重氮盐可溶于该介质，但是添加四氟硼酸钠或氟硼酸的水溶液会导致所形成的四氟硼酸重氮盐沉淀。
芳族胺也能在四氟硼酸水溶液中或其中引入三氟化硼的氢氟酸水溶液中直接地加以重氮化。
所获得的四氟硼酸芳基重氮盐通过加热经受氟代脱重氮化操作直到它发生分解产生氟代芳族化合物、氮气和三氟化硼。然而，这一“Balz-Schiemann”反应是高度放热的。
在水介质中并且由苯胺合成氟代芳族化合物显示许多缺点。
由于某些胺在水介质中的低溶解度，按体积计的产量有时不会很高。
当在具有盐酸和亚硝酸钠的水介质中进行该重氮化时，氯化杂质会在该氟代脱重氮化反应期间形成。另外，这一方法产生大量必须加以处理的盐水流出物。
干燥和分离该四氟硼酸芳基重氮盐可能是危险的(热失控(runaway)、爆炸、毒性等)。然而，事实上，鉴于四氟硼酸芳基重氮盐较不稳定，在较低的温度下分解并且当润湿时分解更激烈，该干燥是必要的。另外，水的存在会产生酚类。
本发明的目的是提供一种使得克服上述缺点成为可能的方法。
现已发现并且正是这一发现构成本发明的主题，由在芳环上携带至少一个氨基的芳族化合物制备氟代芳族化合物的方法，其特征在于在三氟化硼源的存在下所述氨基芳族化合物在有机介质中与亚硝化剂起反应，并且在于对包括所获得的重氮盐的反应介质进行热处理，从而通过该重氮盐的分解使得直接获得氟代芳族化合物成为可能，而不需要对该重氮盐进行中间体分离。
在本文中，术语“重氮盐的分解温度”应理解为该重氮盐产生氟代芳族化合物的转化温度，该温度通过对预先准备好的样品进行差热分析测定。
因此，本发明方法通过该重氮盐的分解使得直接获得该氟代芳族化合物成为可能，而不需要对该重氮盐进行中间体分离。
根据本发明方法的一个优选实施方案，该方法在于使在反应介质中形成的重氮盐按照原样进行分解。
本发明方法因此使得避免与处理重氮盐相关的安全问题成为可能。
因此，根据这一优选实施方案，氟代芳族化合物的制备方法根据本发明包括以下顺序：
-通过以任何顺序引入来混合该三氟化硼源、在芳环上携带至少一个氨基的芳族化合物和有机溶剂，
-使该反应介质达到该重氮盐的分解温度，
-逐渐添加该亚硝化剂，
-回收所形成的氟代芳族化合物。
另一个实施方案在于以不同的顺序引入该反应物。
因此，通过以任何顺序引入来混合该三氟化硼源、亚硝化剂和有机溶剂；使该反应介质达到该重氮盐的分解温度；逐渐添加该在芳环上携带至少一个氨基的芳族化合物并然后回收所形成的该氟代芳族化合物。
在这些优选实施方案中，本发明方法使得避免该重氮盐在反应介质中的积聚成为可能。
根据本发明方法，在三氟化硼源的存在下使在芳环上携带至少一个氨基的芳族化合物在有机介质中和亚硝化剂反应制备作为中间体的重氮盐，并且在没有中间体分离的情况下使所述重氮盐发生分解。
在本发明以下的说明中，术语“氨基芳族化合物”应理解为其中直接键接到芳族核的氢原子独自地由氨基置换的芳族化合物并且术语“芳族化合物”应理解为文献中限定的，尤其是由JerryMarch，Advanced Organic Chemistry，第4版，John Wiley和Sons，1992，第40页及以下所限定的芳香性的常规概念。
本发明更具体地涉及对应于以下通式的氨基芳族化合物：
Figure A20058000794300101
在所述通式中：
-A表示形成单环或多环、芳族、碳环或杂环体系的全部或部分的环的残基，
-R，它们相同或不同，表示在该环上的取代基，
-m表示在该环上的取代基数目。
本发明尤其适用于其中A是环状化合物任选取代的残基的对应于通式(I)的氨基芳族化合物，该环状化合物的环中优选具有至少4个原子，优选5或6个原子，并表示以下环中的至少一种：
-单环或多环、芳族、碳环，
-包括杂原子O、N和S中至少一种的单环或多环、芳族、杂环。
举例来说(但没有限制本发明范围的意图)，任选取代的残基A表示以下物质的残基：
1°-单环或多环、芳族、碳环化合物。
术语“多环碳环化合物”应理解为：
.由至少2个芳族碳环组成的化合物，该碳环彼此之间形成邻位或邻位和迫位稠环体系，
.由至少2个碳环组成的化合物，该碳环彼此之间形成邻位或邻位和迫位稠环体系，该碳环中的单独一个是芳族环，
2°-单环或多环、芳族、杂环化合物。
术语“多环杂环化合物”定义如下：
.由至少2个杂环组成的化合物，该杂环的每个环中包括至少一个杂原子，该杂环彼此之间形成邻位或邻位和迫位稠环体系，该化合物的两个环中至少一个是芳族环，
.由至少一个碳环和至少一个杂环组成的化合物，这些环彼此之间形成邻位或邻位和迫位稠环体系，该碳环和杂环中至少一个是芳族环。
3°-由如1和/或2段中所定义的彼此经由以下方式键接的一系列环组成的化合物：
.价键，
.具有1到4个碳原子的烷撑基或烷叉基，优选亚甲基或异丙叉基，
.以下基团中的一个：
Figure A20058000794300121
在这些通式中，R0表示氢原子或具有1到4个碳原子的烷基，环己基或苯基。
举例来说，该任选取代的残基A表示以下环中的一个：
-芳族碳环：
-包括两个芳族碳环的芳族双环：
Figure A20058000794300123
-包括两个碳环的部分芳族的双环，该两个碳环中的一个是芳族环：
-芳族杂环：
Figure A20058000794300125
-包括一个芳族碳环和一个芳族杂环的芳族双环：
-包括一个芳族碳环和一个杂环的部分芳族的双环：
Figure A20058000794300133
-包括两个芳族杂环的芳族双环：
Figure A20058000794300141
-包括一个碳环和一个芳族杂环的部分芳族的双环：
Figure A20058000794300142
-包括至少一个芳族碳环或杂环的三环：
Figure A20058000794300143
-一系列芳族碳环：
-一系列部分芳族碳环：
Figure A20058000794300145
-一系列芳族碳环和芳族杂环：
-一系列部分芳族的碳环和杂环：
Figure A20058000794300147
在本发明方法中，优选使用其中A表示芳族核，优选苯、萘、吡啶或喹啉核的通式(I)的氨基芳族化合物。
该通式(I)的芳族化合物能携带一个或多个取代基。
存在于该环上的取代基的数目取决于该环的碳稠合性并取决于该环中存在或不存在不饱和性。
能够由环携带的取代基的最大数目能由本领域技术人员容易地确定。
在本文中，通常，术语“数个”应理解为在芳族核上小于4个取代基。
以下给出取代基的实例，但是这一列表不说明限制。
一个或多个基团R，它们相同或不同，优选表示以下基团中的一种：
.具有1到6个碳原子，优选1到4个碳原子的直链或支化烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基，
.具有2到6个碳原子，优选2到4个碳原子的直链或支化链烯基或炔基，例如乙烯基或烯丙基，
.具有1到6个碳原子，优选1到4个碳原子的直链或支化烷氧基，例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基或丁氧基、链烯氧基，优选烯丙氧基，或苯氧基，
.环己基、苯基或苄基，
.具有2到6个碳原子的酰基，
.以下通式的基团：
-R1-OH
-R1-SH
-R1-COOM
-R1-COOR2
-R1-CO-R2
-R1-CHO
-R1-N＝C＝O
-R1-N＝C＝S
-R1-NO2
-R1-CN
-R1-N(R2)2
-R1-CO-N(R2)2
-R1-SO3M
-R1-SO2M
-R1-X
-R1-CF3
-R1-CPF2P+1
在所述通式中，R1表示价键或具有1到6个碳原子的饱和或不饱和且直链或支化二价烃基，例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丙基或异丙叉基；基团R2，它们相同或不同，表示氢原子或具有1到6个碳原子的直链或支化烷基或苯基；M表示氢原子、碱金属，优选钠，或基团R2；X表示卤原子，优选氯、溴、氟或碘原子；p表示1到10的数。
本发明非常尤其适用于对应于通式(I)的其中一个或多个基团R表示以下基团的化合物：
.具有1到6个碳原子，优选1到4个碳原子的直链或支化烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基，
.具有2到6个碳原子，优选2到4个碳原子的直链或支化链烯基，例如乙烯基或烯丙基，
.具有1到6个碳原子，优选1到4个碳原子的直链或支化烷氧基，例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基或丁氧基、链烯氧基，优选烯丙氧基，或苯氧基，
.以下通式的基团：
-R1-OH
-R1-N(R2)2
-R1-SO3M
在所述通式中，R1表示价键或具有1到6个碳原子的饱和或不饱且直链或支化二价烃基，例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丙基或异丙叉基；基团R2，它们相同或不同，表示氢原子或具有1到6个碳原子的直链或支化烷基或苯基；M表示氢原子或钠原子。
在该通式(I)中，m是小于或等于4，优选等于1或2的数。至于p，它优选等于1或2。
本发明更具体地涉及以下通式(Ia)的芳族碳环化合物：
Figure A20058000794300171
在所述通式中：
-R和m具有上面给出的意义。
本发明优选涉及对应于以下通式(Ib)的氮杂环化合物：
在所述通式中：
-R和m具有上面给出的意义，
-B表示包括5或6个原子的单环芳族杂环的残基，这些原子中的一个或两个是氮原子；或者表示多环杂环的残基，该多环杂环包括，一方面，一个芳族杂环，该芳族杂环包括5或6个原子，这些原子中的一个或者两个是氮原子，和另一方面，饱和、不饱和或芳族的并且包括5或6个原子的碳环或氮杂环。
作为对应于通式(I)的化合物的实例，尤其可以提及以下氨基芳族化合物：4-溴代苯胺、4-溴-3-甲基苯胺、1-氨基萘、2-氯-3-氨基吡啶、3-氨基喹啉或3-氨基-6-甲氧基喹啉。
作为重氮化试剂，可以使用任何无质子产生NO+的亚硝化剂。
因此，有可能从二氧化氮NO2、三氧化二氮N2O3或四氧化二氮N2O4开始。若该试剂在反应条件下是气体，则使其鼓泡进入该介质。
也可以使用亚硝酸烷基酯并且更尤其对应于通式(II)的那些：
                       Ra-ONO    (II)
在所述通式(II)中，Ra表示具有1到12个碳原子，优选1到6个碳原子的直链或支化烷基，或具有5或6个碳原子的环烷基。
有利地选择亚硝酸正丁、叔丁或异戊酯。
至于三氟化硼源，可以使用呈气态的BF3。
然而，使用包括大约20到70wt％三氟化硼的三氟化硼络合物是优选的。
作为络合物的实例，尤其可以提及包括与Lewis碱型有机化合物结合的三氟化硼的络合物：该Lewis碱型有机化合物选自水、醚类、醇类和酚类、乙酸或乙腈的。
作为醚类的实例，尤其可以提及二甲醚、二乙醚、二丁醚或甲基叔丁基醚。
作为其它的溶剂，尤其可以提及醇类，例如甲醇、丙醇或苯酚。
优选使用商购的三氟化硼源。
尤其可以提及BF3·2H2O络合物或BF3与乙酸、二乙醚、二丁醚或甲基叔丁基醚的络合物。
作为优选的试剂，优选选择与水、乙酸或二乙醚结合的三氟化硼。
根据本发明方法，该反应在有机介质中进行，这是指存在有机溶剂或任选地存在有机溶剂的混合物。
该溶剂的选择满足它对于该重氮盐必须不显示还原性。
使用极性或非极性质子惰性溶剂。
作为适用于本发明方法的溶剂的非限制性实例，可以提及：
-脂族烃更尤其是链烷烃，例如，具体来说，戊烷、己烷、庚烷、辛烷、异辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十四烷、石油醚和环己烷；芳族烃，例如，具体来说，苯、甲苯、二甲苯、乙苯、二乙基苯、三甲基苯、枯烯、假枯烯、由烷基苯的混合物组成的石油馏分，尤其是Solvesso类的馏分，
-卤化脂族或芳族烃，并且可以提及：全氯化烃，例如，具体来说，三氯甲烷或四氯乙烯；部分氯化烃，例如二氯甲烷、二氯乙烷、四氯乙烷、三氯乙烯、1-氯丁烷、1，2-二氯丁烷；单氯苯、1，2-二氯苯、1，3-二氯苯、1，4-二氯苯或不同氯苯的混合物；全氟萘烷、三氟甲基苯，
-脂族、脂环族或芳族醚更尤其是甲基叔丁基醚、二戊醚、二异戊醚、乙二醇二甲醚(或1，2-二甲氧基乙烷)、二甘醇二甲醚(或1，5-二甲氧基-3-氧杂戊烷)或环醚，例如二烷或四氢呋喃，
-脂族或芳族腈，例如乙腈、丙腈、丁腈、异丁腈、苯基腈或苄基腈，
-直链或环状羧酰胺，例如N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N，N-二乙基乙酰胺、二甲基甲酰胺(DMF)或二乙基甲酰胺，
-N-甲基吡咯烷酮。
在所有这些溶剂之中，氯苯、1，2-二氯苯、甲苯和苯基腈是优选的。
至于试剂的用量和实施本发明方法的条件，优选的那些在下面具体说明。
所使用的重氮化试剂的用量能在广泛范围内变化。当它由定义为NO+摩尔比率的氨基芳族化合物/亚硝化剂表示时，它至少等于该化学计量用量但是对它来说过量使用是优选的，该过量能达到该化学计量用量的120％，优选100％到120％。
所使用的氟化物源的用量满足F-/氨基芳族化合物摩尔比率在1和2之间，优选在1.2和1.5之间。
至于所使用的有机溶剂的用量，它满足该氨基芳族底物在该反应介质中的浓度优选在0.5和2.5摩尔/1之间，优选在1摩尔/l附近。
应该指出的是本发明方法采用三氟化硼的非离子源。
至于温度和压力条件，它们有利地按照下面所述。
第一阶段的重氮化反应通常在低温下进行，有利地在-10℃和20℃之间，优选在0℃和10℃之间。
至于该重氮盐的分解温度，它能在环境温度和150℃之间，优选在40℃和130℃之间。
通常，术语“环境温度”应理解为在15℃和25℃之间的温度。
该热处理的持续时间有利地在5分钟和4小时之间，优选在15分钟和2小时之间。
本发明方法在常压下进行，但是优选在惰性气体(例如氮气或稀有气体，例如氩气)的受控气氛下进行。略微高于或低于常压的压力是适合的。
至于在实践中实施本发明的方法，其中之一包括由该氨基芳族化合物形成重氮盐并且然后热分解在反应介质中的所述盐。
为此，以任何顺序引入该三氟化硼源、氨基芳族化合物和有机溶剂；引入该亚硝化剂并使该反应介质经受热处理以使所获得的重氮盐发生分解，而不需要将其从该介质中移出；回收所获得的氟代芳族化合物。
更具体地说，出于对处理方便性的考虑，该三氟化硼源优选以络合物形式并在低温下加入。
该温度有利地在-10℃和20℃之间，优选在0和10℃之间选择，除了以二水合物形式的三氟化硼之外，它在环境温度下引入。
随后添加该氨基芳族化合物，一次或逐渐添加。优选逐渐添加。
首先引入该氨基芳族化合物然后引入该氟化物源不存在坏处。
该氨基芳族化合物能单独地或以在所有或部分有机溶剂中的溶液引入，举例来说，该有机溶剂的用量占要使用的溶剂的总量的50到100wt％。
随后添加该亚硝化剂，一次或逐渐添加。优选逐渐添加。
该亚硝化剂能单独地或以在例如按0到50wt％的量使用的有机溶剂中的溶液引入。
获得芳基重氮或杂芳基重氮盐并沉淀。
它优选对应于以下通式(III)：
Figure A20058000794300201
其中：
-A、R和m具有上面给出的意义，
-x有可能是衍生自BF3的盐或源自该亚硝酸烷基酯的醇盐部分(Ra-O-)。
该反应介质经受热处理以使所获得的重氮盐发生分解，而不需要将其从该介质中移出。
在上面限定的温度范围内进行加热，即在环境温度和150℃之间，优选在40℃和130℃之间。
获得氟代芳族化合物(IV)，它对应于通式：
Figure A20058000794300211
其中A、R和m具有上面给出的意义。
应该指出的是，该通式(IV)包括由对应于通式(Ia)和(Ib)的氨基芳族化合物获得的化合物。
获得在有机溶液中的该氟代芳族化合物。
根据常规分离技术来回收它，优选通过蒸馏。
根据一个优选实施方案，本发明方法通过使该重氮盐按在反应介质中形成的原样发生分解来进行。
该底物、三氟化硼源和有机溶剂的使用是相同的。
优选在低温下，加入该三氟化硼源，随后一次全部或逐渐添加单独或在有机溶液中的该氨基芳族化合物。优选逐渐添加。
在该氨基芳族化合物的添加之后，进行加热以该反应介质达到该重氮盐的分解温度，该温度在环境温度和150℃之间，优选在40℃和130℃之间选择。
在接下来的程序中，将该亚硝化剂(优选亚硝酸烷基酯)添加到维持在该重氮盐分解温度下的反应介质中。
该热处理(包括升温和添加第三试剂)的持续时间有利地在5分钟和4小时之间，优选在15分钟和2小时之间。
继续该反应直到气体的放出已完全停止(氮气，有可能三氟化硼)。能继续加热，直至结束。
优选对应于通式(III)的芳基重氮或杂芳基重氮盐作为中间体获得，因为该盐会迅速地分解，所以它仅以极小量存在于该反应介质中。举例来说，重氮盐浓度的数量级比起始氨基芳族化合物的浓度低大约十倍。
在该反应结束时，获得在有机溶液中的优选对应于通式(IV)的氟代芳族化合物。
如上所述，以常规方式回收。
根据本发明方法的另一个实施方案，以任何顺序引入该三氟化硼源、亚硝化剂和有机溶剂，然后加热该混合物到该重氮盐的分解温度，随后引入该氨基芳族化合物。
后者逐渐地来添加。该添加能逐滴或连续地进行。
获得通式(IV)的化合物并按上所述进行回收。
本发明方法能根据连续方法容易地进行。
本发明方法是尤其有利的，因为它使得获得难以获得的氟代芳族化合物(尤其由于存在不稳定基团(例如CO))，或氟化氮杂环化合物成为可能。
本发明方法显示许多优点。
它使得省去分离该重氮盐的阶段成为可能。
它更好地满足安全要求，因为该重氮盐没有分离并且优选按其形成时的原样进行分解，这降低爆炸或热失控的风险。
它比现有的方法具有更低的污染性，因为除了BF3它不使用任何酸源，通过中和该BF3形成能容易分离的无机盐。
下面通过说明给出本发明的实施性实施例且没有限制性。
在这些实施例中，所使用的简称如此定义：
转化度(DC)对应于已转化的底物的摩尔数与已使用的底物的摩尔数的比率。
产率(RY)对应于已形成的产物的摩尔数与已使用的底物的摩尔数的比率。
实施例
实施例1
间氟代甲苯的制备
在-15℃的温度下，向装备有回流冷凝器、热电偶和搅拌系统的三颈圆底烧瓶中，将在2.96g邻二氯苯(o-DCB)中的534mg(4.98毫摩尔)间甲苯胺于5分钟内缓慢引入到1.05g(7.42毫摩尔，1.5摩尔当量)BF3·Et2O的底料(heel)上。
然后在这一温度下(或在环境温度下)逐滴添加在1.96g o-DCB中的745mg(6.49毫摩尔)亚硝酸叔丁酯，然后在100℃加热该反应介质17分钟/。
反应产率(由气相色谱法(GC)和19F NNR测定)是60％，转化度是100％。
实施例2到6
在详细描述这些实施例之前，对在所有这些实施例中使用的程序加以规定。
向装备有回流冷凝器、热电偶和搅拌系统的三颈圆底烧瓶中，将在溶剂(邻二氯苯或苯基腈)中的氨基芳族化合物在小于0℃的温度下慢慢地引入到BF3·Et2O底料(1.4-1.5摩尔当量)上或在环境温度下慢慢地引入到BF3·2H2O底料(1.4-1.5摩尔当量)上。
然后在环境温度下添加在相同溶剂中的亚硝酸叔丁酯，然后在下表中规定的温度下并根据示出的时间进行加热。
结果记录在表(I)中。
                                表(I)
Figure A20058000794300241
*A.C.＝氨基芳族化合物
实施例7和8
根据表(II)中限定的条件重复实施例1的程序。
结果记录在表(II)中。
                          表(II)
Figure A20058000794300251
*A.C.＝氨基芳族化合物
实施例9
间氟代甲苯的制备
在环境温度下，向装备有回流冷凝器、热电偶和搅拌系统的25ml三颈烧瓶中，将在3.03g邻二氯苯中的284mg(2.62毫摩尔)间甲苯胺于6分钟内逐滴引入到400.2mg(3.85毫摩尔，1.47摩尔当量)BF3·2H2O的底料上。
在该添加结束时，该溶液为粉红色并具有沉淀。
然后将该反应介质加热到100℃，然后在20分钟之后，以5ml/h的流速添加在100℃下的在2.02g邻二氯苯中的388mg(3.39毫摩尔，1.29摩尔当量)亚硝酸叔丁酯(纯度，90％)。
当该亚硝酸叔丁酯的引入已经开始，该反应介质从粉红色转变成褐色。
将该温度维持在90℃15分钟并停止加热。
由GC和19F NMR测定的间氟代甲苯的反应产率为39％。
实施例10
2-氯-5-氟代吡啶的制备
在环境温度下，向装备有回流冷凝器、热电偶和搅拌系统的25ml三颈烧瓶中，将在14.3g邻二氯苯中的1g(7.78毫摩尔)2-氯-5-氨基吡啶于5分钟内逐滴引入到1.64克2g(11.5毫摩尔，1.47摩尔当量)BF3·Et2O的底料上。
在该添加结束时，该溶液为米黄色并具有沉淀。
然后将该反应介质加热到105℃，然后，在20分钟之后，在该温度下，以25ml/h的流速添加在5.0g邻二氯苯中的1.05g(9.2毫摩尔，1.18摩尔当量)亚硝酸叔丁酯(纯度，90％)。
将该温度维持在105℃25分钟并停止加热。
由19F NMR测定的2-氯-5-氟代吡啶的反应产率为36％。
实施例11
3-氟代喹啉的制备
在环境温度下，向装备有回流冷凝器、热电偶和搅拌系统的50ml三颈烧瓶中，将在10ml氯苯中的1g(6.94毫摩尔)3-氨基喹啉于10分钟内逐滴引入到0.66ml(10.4毫摩尔，1.5摩尔当量)BF3·2H2O的底料上。
然后加热该反应介质到50℃，然后在该温度下于30分钟内添加1.2ml(9.01毫摩尔，1.3摩尔当量)亚硝酸叔丁酯(纯度，90％)。
使该反应介质达到100℃并搅拌1小时。
分离产物的产率为40％。
实施例12
3-氟-6-甲氧基喹啉的制备
在环境温度下，向装备有回流冷凝器、热电偶和搅拌系统的25ml三颈烧瓶中，将在2.5ml邻二氯苯中的224mg(1.29毫摩尔)3-氨基-6-甲氧基喹啉于5分钟内逐滴引入到125μl(1.97毫摩尔，1.5摩尔当量)BF3·2H2O的底料上。
然后加热该反应介质到40℃，然后在该温度下于7分钟内添加在0.3ml邻二氯苯中的0.22ml(1.65毫摩尔，1.3摩尔当量)亚硝酸叔丁酯(纯度，90％)，然后，在40分钟之后，使该反应介质达到100℃并搅拌45分钟。
反应产率(由19F NMR测定)为48％且分离产物的产率为34％。

Claims (35)

1.由在芳环上携带至少一个氨基的芳族化合物制备氟代芳族化合物的方法，特征在于在三氟化硼源的存在下所述氨基芳族化合物在有机介质中与亚硝化剂起反应，并且在于对包含所获得的重氮盐的反应介质进行热处理，从而通过该重氮盐的分解使得直接获得该氟代芳族化合物成为可能，而不需要对该重氮盐进行中间体分离。
2.根据权利要求1的方法，特征在于以任何顺序引入该三氟化硼源、氨基芳族化合物和有机溶剂；在于引入该亚硝化剂；在于该反应介质经受热处理以使所获得的重氮盐发生分解，而不需要将其从介质中移出并且在于回收所获得的氟代芳族化合物。
3.根据权利要求1的方法，特征在于在反应介质中形成的重氮盐按其形成时的原样发生分解。
4.根据权利要求3的方法，特征在于它包括以下顺序：
-通过以任何顺序引入来混合该三氟化硼源、在芳环上携带至少一个氨基的芳族化合物和有机溶剂，
-使该反应介质达到该重氮盐的分解温度，
-逐渐添加该亚硝化剂，
-回收所形成的氟代芳族化合物。
5.根据权利要求3的方法，特征在于它包括以下顺序：
-通过以任何顺序引入来混合该三氟化硼源、亚硝化剂和有机溶剂，
-使该反应介质达到该重氮盐的分解温度，
-逐渐添加该在芳环上携带至少一个氨基的芳族化合物，
-回收所形成的氟代芳族化合物。
6.根据权利要求1至5中一项的方法，特征在于该三氟化硼源在低温下加入，该温度在-10℃和20℃之间，优选在0和10℃之间选择，除了以二水合物形式存在的三氟化硼外，它在环境温度下引入。
7.根据权利要求1到4中一项的方法，特征在于该氨基芳族化合物全部一次引入或逐渐地引入。
8.根据权利要求1到7中一项的方法，特征在于该氨基芳族化合物能单独地或以在有机溶剂中的溶液引入。
9.根据权利要求1到3，5到8中一项的方法，特征在于该亚硝化剂全部一次引入或逐渐地引入。
10.根据权利要求1到9中一项的方法，特征在于该亚硝化剂能单独地或以在有机溶剂中的溶液引入。
11.根据权利要求1到10中一项的方法，特征在于该重氮盐的分解温度在环境温度和150℃之间，优选在40℃和130℃之间。
12.根据权利要求1到11中一项的方法，特征在于该方法在常压下但优选在惰性气体的受控气氛下进行。
13.根据权利要求4，6到12中一项的方法，特征在于在低温下加入该三氟化硼源；在于逐渐地添加该氨基芳族化合物；在于加热该反应介质到该重氮盐的分解温度并且在于逐渐地添加该亚硝化剂，优选亚硝酸烷基酯。
14.根据权利要求13的方法，特征在于将该反应介质加热到在环境温度和150℃之间，优选在40℃和130℃之间的温度。
15.根据权利要求1到14中一项的方法，特征在于该氟代芳族化合物从该有机相中回收。
16.根据权利要求1到15中一项的方法，特征在于该亚硝化剂是任何无质子产生NO+的源。
17.根据权利要求16的方法，特征在于该亚硝化剂是二氧化氮NO2，三氧化二氮N2O3，四氧化二氮N2O4或亚硝酸烷基酯。
18.根据权利要求16的方法，特征在于该亚硝酸烷基酯对应于通式(II)：                      Ra-ONO    (II)
在所述通式(II)中，Ra表示具有1到12个碳原子，优选1到6个碳原子的直链或支化烷基，或具有5或6个碳原子的环烷基。
19.根据权利要求18的方法，特征在于该亚硝酸烷基酯是亚硝酸正丁、叔丁或异戊酯。
20.根据权利要求1到19中一项的方法，特征在于该三氟化硼源是气体形式或，优选，络合物形式的三氟化硼。
21.根据权利要求19的方法，特征在于该氟化物源是与选自水、醚类、醇类和酚类、乙酸或乙腈的溶剂结合的三氟化硼。
22.根据权利要求19的方法，特征在于该氟化物源是与选自水、乙醚或乙酸的溶剂结合的三氟化硼。
23.根据权利要求1到22中一项的方法，特征在于该反应在有机溶剂，优选极性或非极性质子惰性溶剂中进行。
24.根据权利要求23的方法，特征在于该有机溶剂选自：卤化或未卤化脂族或芳族烃；脂族、脂环族或芳族醚，或环醚；脂族或芳族腈；直链或环状羧酰胺；N-甲基吡咯烷酮。
25.根据权利要求24的方法，特征在于该有机溶剂是氯苯、1，2-二氯苯、甲苯和苯基腈。
26.根据权利要求1到25中一项的方法，特征在于该氨基芳族化合物对应于以下通式：
在所述通式中：
-A表示形成单环或多环、芳族、碳环或杂环体系的全部或部分的环的残基，
-R，它们相同或不同，表示在该环上的取代基，
-m表示在该环上的取代基数目。
27.根据权利要求26的方法，特征在于该氨基芳族化合物对应于其中A是环状化合物的任选取代的残基的通式(I)，该环状化合物的环中优选具有至少4个原子，优选5或6个原子，并表示以下环中的至少一种：
-单环或多环、芳族、碳环，
-包括杂原子O、N和S中至少一种的单环或多环、芳族、杂环。
28.根据权利要求26的方法，特征在于该任选取代的残基A表示以下物质的残基：
1°-单环或多环、芳族、碳环化合物，
2°-单环或多环、芳族、杂环化合物，
3°-由一系列如1和/或2段中所定义的彼此经由以下方式键接的环组成的化合物：
.价键，
.具有1到4个碳原子的烷撑基或烷叉基，优选亚甲基或异丙叉基，
.以下基团中的一个：
在这些通式中，R0表示氢原子或具有1到4个碳原子的烷基、环己基或苯基。
29.根据权利要求26的方法，特征在于该任选取代的残基A表示：
-芳族碳环，
-包括两个芳族碳环的芳族双环，
-包括两个碳环，其中之一是芳族环的部分芳族的双环，
-芳族杂环，
-包括一个芳族碳环和一个芳族杂环的芳族双环，
-包括一个芳族碳环和一个杂环的部分芳族的双环，
-包括两个芳族杂环的芳族双环，
-包括一个碳环和一个芳族杂环的部分芳族双环，
-包括至少一个芳族碳环或杂环的三环，
-一系列芳族碳环，
-一系列部分芳族碳环，
-一系列芳族碳环和芳族杂环，
-一系列部分芳族的碳环和杂环。
30.根据权利要求26的方法，特征在于该任选取代的残基A表示苯、萘、吡啶或喹啉核。
31.根据权利要求26到30中一项的方法，特征在于该氨基芳族化合物对应于其中R，它们相同或不同，表示以下基团的通式(I)：
.具有1到6个碳原子，优选1到4个碳原子的直链或支化烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基，
.具有2到6个碳原子，优选2到4个碳原子的直链或支化链烯基或炔基，例如乙烯基或烯丙基，
.具有1到6个碳原子，优选1到4个碳原子的直链或支化烷氧基，例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基或丁氧基、链烯氧基，优选烯丙氧基，或苯氧基，
.环己基、苯基或苄基，
.具有2到6个碳原子的酰基，
.以下通式的基团：
-R1-OH
-R1-SH
-R1-COOM
-R1-COOR2
-R1-CO-R2
-R1-CHO
-R1-N＝C＝O
-R1-N＝C＝S
-R1-NO2
-R1-CN
-R1-N(R2)2
-R1-CO-N(R2)2
-R1-SO3M
-R1-SO2M
-R1-X
-R1-CF3
-R1-CPF2P+1
在所述通式中，R1表示价键或具有1到6个碳原子的饱和或不饱和且直链或支化的二价烃基，例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丙基或异丙叉基；基团R2，它们相同或不同，表示氢原子或具有1到6个碳原子的直链或支化的烷基或苯基；M表示氢原子、碱金属，优选钠，或基团R2；X表示卤原子，优选氯、溴、氟或碘原子；p表示1到10的数。
32.根据权利要求26到31中一项的方法，特征在于该氨基芳族化合物对应于其中m是小于或等于4，优选等于1或2的数的通式(I)。
33.根据权利要求26到32中一项的方法，特征在于该氨基芳族化合物对应于通式(Ia)：
Figure A2005800079430007C1
在所述通式中：
-R和m具有上面给出的意义。
34.根据权利要求26到33中一项的方法，特征在于该氨基芳族化合物对应于通式(Ib)：
在所述通式中：
-R和m具有上面给出的意义，
-B表示包括5或6个原子的单环芳族杂环的残基，这些原子中的一个或两个是氮原子；或者多环杂环的残基，该多环杂环包括，一方面，一个芳族杂环，该芳族杂环包括5或6个原子，这些原子中的一个或者两个是氮原子，和另一方面，饱和、不饱和或芳族的并且包括5或6个原子的碳环或氮杂环。
35.根据权利要求26到34中一项的方法，特征在于该氨基芳族化合物选自：4-溴苯胺、4-溴-3-甲基苯胺、1-氨基萘、2-氯-3-氨基吡啶、3-氨基喹啉或3-氨基-6-甲氧基喹啉。
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