羰基化合物的全氟烷基化的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種由羰基化合物制備含有全氟化烷基基團(tuán)的化合物的方法。通常，該方法包括在足以產(chǎn)生含有全氟化烷基的化合物的條件下，使羰基化合物與硅烷化合物在存在氟氫化離子液體的情況下接觸。所述的硅烷化合物包含全氟烷基。
【專利說(shuō)明】
嚴(yán)基化合物的全氣烷基化
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種制備包含全氣烷基的化合物的方法。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，該 方法是W氣氨化離子液體作為催化劑進(jìn)行催化，并且利用全氣烷基Ξ甲基硅烷作為全氣燒 基化試劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 氣是最高電負(fù)性的元素。由于它的大小和獨(dú)特的電子特性，氣往往賦予有機(jī)分子 明顯不同（通常是有益的）的性能。（化ambers 2004;Kirsch 2004)通常，氣滲入到分子中， 導(dǎo)致分子的物理和化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生意義深遠(yuǎn)的變化。氣有機(jī)物（即具有一個(gè)或多個(gè)氣取代基 的有機(jī)化合物)在各種領(lǐng)域中具有重要應(yīng)用，包括但不限于，材料科學(xué)、農(nóng)業(yè)化學(xué)和制藥工 業(yè)。（Liebman,Greenberg,and Dolbier 1988)。
[0003] 在過(guò)去已經(jīng)展開(kāi)了將氣化基團(tuán)滲入到有機(jī)分子中的大量工作。Ξ氣甲基Ξ甲基娃 燒(TMS-CF3)是一種公知的Ξ氣甲基化試劑。通過(guò)引入Ξ氣甲基將醒和酬轉(zhuǎn)化為Ξ氣甲基 化醇，TMS-CF3的有用性已經(jīng)被廣泛證明。在各種碳、硫、憐和氮中屯、引入Ξ氣甲基也已被證 明。。招4日311日]1(1化(1;[]1 1997;5;[]1曲日]1(1化'66￥0 2〇〇〇)。
[0004] 各種氣源，例如四下基氣化錠(TBAF)、四正下基錠二氣代Ξ苯基娃酸鹽(ΤΒΑΤ)、四 甲基氣化錠(TMAF)或氣化飽，已被用來(lái)作為催化劑(或引發(fā)劑）用于不同親電試劑的Ξ氣甲 基化反應(yīng)。（Singh and Shreeve 2000;Nelson,Owens,and Hiraldo 2001;Pet;rov 2000; Li,T曰ng,曰nd Piccirilli 2001;Seven曰rd et 曰1.2003;Ben曰youd et 曰1.2000;Lin and Jiang 2000)。然而，運(yùn)些引發(fā)劑是昂貴和濕度敏感的。使用TMS-CF3的Ξ氣甲基化反應(yīng)的最 常用催化劑是四下基氣化錠(TBAF)，它通常W水合形式存在，例如，作為Ξ水合物。TBAF也 可W是市售的1M的THF溶液。運(yùn)種溶液通常具有約5 %的水。試圖使TBAF進(jìn)一步在較高溫度 下脫水，往往導(dǎo)致HF和締控副產(chǎn)物的產(chǎn)生。不受任何理論的束縛，人們認(rèn)為水的存在有利于 TMSCF3分解成CF出，從而導(dǎo)致顯著降低或沒(méi)有所需的反應(yīng)。
[0005] 將簡(jiǎn)單醋轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的Ξ氣甲基酬的常規(guī)方法是一個(gè)相當(dāng)緩慢或遲緩的過(guò)程或 經(jīng)常導(dǎo)致所需產(chǎn)物的產(chǎn)率低。運(yùn)個(gè)失敗的主要原因是催化劑(TBAF)中存在水。人們認(rèn)為，水 破壞了反應(yīng)過(guò)程中形成的關(guān)鍵中間體，從而干擾催化循環(huán)。
[0006] 因此，對(duì)于有機(jī)化合物的全氣烷基化反應(yīng)，對(duì)氣化催化劑或引發(fā)劑存在持續(xù)的需 要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的一些方面提供一種由幾基化合物制備含有全氣化烷基基團(tuán)的化合物的 方法。通常，運(yùn)種方法包括在足夠生成包含全氣化烷基的化合物的條件下，將幾基化合物與 包含全氣烷基(即-CnF2n+l )的硅烷化合物在存在氣氨化離子液體的情況下接觸。
[000引在一些實(shí)施例中，幾基化合物是醒、酬或醋。
[0009]仍然在其他實(shí)施例中，硅烷化合物是全氣烷基(Ξ烷基)硅烷化合物。
[0010] 然而在其他實(shí)施例中，所述的氣氨化離子液體包含季錠陽(yáng)離子。通常，所述的季錠 陽(yáng)離子包括氮雜芳基陽(yáng)離子。在某些情況下，所述的季錠陽(yáng)離子包括N-乙基-N-甲基咪挫 鐵，N-甲基-N-丙基化咯燒鐵、N-甲基-N-下基化咯燒鐵或它們的組合。
[0011] 仍然在其他實(shí)施例中，相對(duì)于所述的幾基化合物的量，該方法中所用的所述氣氨 化離子液體的量小于1當(dāng)量。
[0012] 本發(fā)明的其他方面提供一種制備結(jié)構(gòu)式I的娃氧基化合物的方法：
[0013]
[0014] 包括在足夠生成結(jié)構(gòu)式I的娃氧基化合物的條件下，將結(jié)構(gòu)式II的幾基化合物：
[0015]
[0016] 與結(jié)構(gòu)式ΙΠ 的硅烷化合物在存在氣氨化離子液體的情況下接觸：
[0017] (R3)3Si(CnF2n+l)
[001 引 III
[0019] 其中
[0020] η是從1至30的整數(shù)；
[0021 ] Ri是氨、烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)烷基、芳基、雜芳基、面代烷基、雜烷基、（環(huán)烷基)烷基、 (雜環(huán)烷基)烷基、芳烷基或雜芳烷基；
[0022] R2是氨、烷基或結(jié)構(gòu)式-OR4的基團(tuán)，其中R4是烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)烷基、芳基、雜芳 基、面代烷基、雜烷基、（環(huán)烷基)烷基、（雜環(huán)烷基)烷基、芳烷基或雜芳烷基;和
[0023] 每個(gè)R3獨(dú)立地為烷基、環(huán)烷基、芳基、（環(huán)烷基)烷基或芳烷基。
[0024] 在一些實(shí)施例中，R2是結(jié)構(gòu)式-OR4的基團(tuán)。在運(yùn)些實(shí)施例中，在某些情況下該方法 進(jìn)一步包括水解所述的結(jié)構(gòu)式I的娃氧基化合物W生成下式的酬化合物的步驟：
[0025]
[00%]然而在其他實(shí)施例中，每個(gè)R3獨(dú)立地為C1-C6烷基。在運(yùn)些實(shí)施例中，在某些情況 下，R3是甲基。
[0027] 仍然在其他實(shí)施例中，所述的氣氨化離子液體包括季錠陽(yáng)離子。在運(yùn)些實(shí)施例中， 在某些情況下，所述的季錠陽(yáng)離子包括氮雜芳基陽(yáng)離子。在某些特定的情況下，所述的季錠 陽(yáng)離子包括N-乙基-N-甲基咪挫鐵，N-甲基-N-丙基化咯燒鐵、N-甲基-N-下基化咯燒鐵或它 們的組合。
[0028] 在其他實(shí)施例中，R2是氨或烷基。在運(yùn)些實(shí)施例中，在某些情況下，該方法進(jìn)一步 包括水解所述的結(jié)構(gòu)式I的娃氧基化合物W生成下式的醇化合物的步驟：
[0029]
[0030] 然而在其他實(shí)施例中，相對(duì)于所述的結(jié)構(gòu)式II的幾基化合物的量，該方法中所用 的所述的氣氨化離子液體的量小于1當(dāng)量。在運(yùn)些實(shí)施例中，在某些情況下，相對(duì)于所述的 結(jié)構(gòu)式II的幾基化合物的量，該方法中所用的所述的氣氨化離子液體的量的范圍為約0.2 至0.4當(dāng)量。
[0031] 仍在其他實(shí)施例中，相對(duì)于所述的結(jié)構(gòu)式II的幾基化合物的量，該方法中所用的 所述的結(jié)構(gòu)式ΠΙ的娃烷基化合物的量小于1當(dāng)量。
[0032] 在一些實(shí)施例中，應(yīng)該重視的是，本發(fā)明的方法是在無(wú)任何其他催化劑的情況下 進(jìn)行。本文中所用到的，除非上下文另有要求，"沒(méi)有任何其他催化劑的情況下"一詞是指沒(méi) 有顯著量(例如，<0.2的當(dāng)量，通常<0.1的當(dāng)量，經(jīng)常<0.05的當(dāng)量，更經(jīng)常<0.01的當(dāng)量和最 經(jīng)常<0.001的當(dāng)量)的任何其他催化劑。因此，基本上只有所述的氣氨化離子液體和含有全 氣化烷基（即-CnF2n+l)的硅烷化合物用于反應(yīng)中。應(yīng)當(dāng)理解，該方法可任選地包括有機(jī)溶劑 或有機(jī)溶劑的混合物。
【具體實(shí)施方式】
[0033]
[0034] "烷基"是指1至12個(gè)碳原子的飽和直鏈的單價(jià)控基團(tuán)，通常是1至6個(gè)碳原子，或12 至13個(gè)碳原子的飽和支鏈的單價(jià)控基基團(tuán)，通常是3至6個(gè)碳原子。烷基的示例包括但不限 于，甲基、乙基、正丙基，2-丙基、叔-下基、戊基等。
[00對(duì)"亞燒堂'是指1至12個(gè)碳原子的飽和直鏈的二價(jià)控基團(tuán)，通常是1至6個(gè)碳原子，或 3至12個(gè)碳原子的飽和支鏈的二價(jià)控基基團(tuán)，通常是3至化個(gè)碳原子。亞烷基的示例包括但不 限于，亞甲基、亞乙基、亞丙基、亞下基、亞戊基等。
[0036] "芳基"是指6-15個(gè)環(huán)原子的單價(jià)單環(huán)、雙環(huán)或Ξ環(huán)芳香控基團(tuán)，其被一個(gè)或多個(gè) 取代基可選擇地取代。當(dāng)芳基被取代時(shí)，通常是在環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)被一個(gè)、兩個(gè)或Ξ個(gè)取代基，經(jīng) 常是一個(gè)取代基取代。當(dāng)芳基中存在兩個(gè)或多個(gè)取代基時(shí)，每個(gè)取代基是獨(dú)立地選擇的。芳 基的取代基的示例包括但不限于，烷基、面素、面代烷基、氯基、硝基、氨基、單燒氨基、二燒 基氨基、-0R3(其中R3是氨或烷基），等等。
[0037] "芳烷基"指的是結(jié)構(gòu)式-RbR。的基團(tuán)，其中Rb是本文所限定的亞烷基，和R。是本文 所限定的芳基。芳烷基的示例包括，但不限于，芐基、苯乙基等。
[003引"環(huán)烷基"是指非芳香族，通常是3-10個(gè)環(huán)碳的飽和的單價(jià)單環(huán)或雙環(huán)的控基基 團(tuán)。環(huán)烷基可W被一個(gè)或多個(gè)取代基可選擇地取代。當(dāng)被取代時(shí)，環(huán)烷基通常包括1個(gè)、2個(gè) 或3個(gè)在環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)的取代基。當(dāng)環(huán)烷基中存在兩個(gè)或多個(gè)取代基時(shí)，每個(gè)取代基是獨(dú)立選擇 的。環(huán)烷基也可W包括一個(gè)或多個(gè)不飽和(例如，締控和/或烘控)基++團(tuán)。環(huán)烷基的示例包 括環(huán)丙基、環(huán)下基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)辛基等。環(huán)烷基的取代基的示例包括，但不限于，燒 基、面代烷基、面素、雜烷基、芳基、-0R3(其中R3是氨或烷基)等。
[0039]術(shù)語(yǔ)"環(huán)烷基烷基"和"(環(huán)烷基)烷基"在本文中可互換使用，是指結(jié)構(gòu)式為-RdR6的 基團(tuán)，其中Rd是如本文所限定的亞烷基和R6是如本文所限定的環(huán)烷基。環(huán)烷基烷基的示例包 括，但不限于，環(huán)丙基甲基、環(huán)己基丙基、3-環(huán)己基-2-甲基丙基、環(huán)己基甲基等。
[0040] 術(shù)語(yǔ)"氣氨化離子液體"是指包括一個(gè)或多個(gè)氣氨化陰離子的離子液體。通常，氣 氨化陰離子是F · 2HF或F · 3HF的形式，即氣陰離子與一個(gè)或多個(gè)(通常是兩個(gè)或Ξ個(gè))氣 化氨溶劑化。通常，氣氨化離子液體的烙點(diǎn)低于l〇〇°C和在室溫下常為液體。氣氨化離子液 體通常是真空穩(wěn)定和有時(shí)具有經(jīng)驗(yàn)式F · 2.3HF。氣氨化離子液體家族的典型成員包括季 錠陽(yáng)離子。通常，所述的季錠陽(yáng)離子包括氮雜芳基陽(yáng)離子。氣氨化離子液體的示例包括，但 不限于，N-甲基-N-下基化咯燒鐵氣氨化物（"PYRmF化F)2.3" )，N-甲基-N-丙基化咯燒鐵氣氨 化物rPYRuF化F)2.3")，和N-乙基-N-甲基咪挫鐵氣氨化物（?ΜΙΜΡ化F)2.3")。
[0041] 術(shù)語(yǔ)"面代"、"面素"和"面化物"在本文中可互換使用，指氣、氯、漠或艦。
[0042] "面代烷基"是指如本文所限定的烷基，其中的一個(gè)或多個(gè)氨原子被相同或不同的 面素原子取代。術(shù)語(yǔ)"面代烷基"還包括全面化烷基，其所有烷基氨原子都被面素原子取代。 面代烷基的示例包括，但不是限于，-C出C1、-肌、-C出肌、-C出CC13等。
[0043] "雜環(huán)烷基"是指Ξ至八個(gè)環(huán)原子的非芳香族單環(huán)基團(tuán)，其中一個(gè)或兩個(gè)環(huán)原子是 選自N、0或S(0)n(其中η是從0至2的整數(shù))的雜原子，其余的環(huán)原子是碳，其中一個(gè)或兩個(gè)碳 原子可W任選地為幾基。雜環(huán)烷基環(huán)可W可選擇性地被一個(gè)或多個(gè)取代基獨(dú)立地取代。當(dāng) 雜環(huán)烷基中存在兩個(gè)或多個(gè)取代基時(shí)，每個(gè)取代基是獨(dú)立選擇的。雜環(huán)烷基的取代基的示 例包括，但并不僅限于，烷基、面代烷基、雜烷基、面素、芳基等。
[0044] 詞語(yǔ)"(雜環(huán)烷基)烷基"指結(jié)構(gòu)式為-RfRg的基團(tuán)，其中Rf是本文所限定的亞烷基， Rg是本文所限定的雜環(huán)烷基。
[0045] 術(shù)語(yǔ)"雜芳基"是指5至12個(gè)環(huán)原子的單價(jià)單環(huán)或雙環(huán)芳香基團(tuán)，所述的環(huán)原子包 含一個(gè)、兩個(gè)或Ξ個(gè)選自N、0或S的環(huán)雜原子，其余的環(huán)原子是C。雜芳環(huán)可選擇地獨(dú)立地被 一個(gè)或多個(gè)取代基取代。雜芳基的取代基的示例包括芳基等那些。雜芳基的示例包括，但并 不僅限于，化晚基、巧喃基、嚷吩基、嚷挫基、異嚷挫基、Ξ挫基、咪挫基、異惡挫基、化咯基、 化挫基、喀晚基、苯并巧喃基、異苯并巧喃基、苯并嚷挫基、苯并異嚷挫基、苯并Ξ挫基、嗎I噪 基、異嗎I噪基、苯并惡挫基、哇嘟基、異哇嘟基、苯并咪挫基、苯并異惡挫基、苯并嚷吩基、二 苯并巧喃，和苯并二氮雜-2-酬-5-基等。
[0046] 術(shù)語(yǔ)"雜芳烷基"是指結(jié)構(gòu)式為-RhRi的基團(tuán)，其中Rh是如本文所限定的亞烷基和R1 是如本文所限定的雜芳基。
[0047] 本文中所使用的術(shù)語(yǔ)"雜烷基"是指分枝或不分枝，有環(huán)或無(wú)環(huán)的飽和烷基基團(tuán)， 其包含碳、氨和一個(gè)或多個(gè)的取代碳原子的雜原子，或者可選擇地一個(gè)或多個(gè)包含雜原子 的獨(dú)立地選自=0、-0Ra、-C(0)Ra、-NRbR。、-C(0)NRbR。和-S(0)nRd(n是0至2的整數(shù)）的取代基。 R3是氨、烷基、面代烷基、環(huán)烷基、環(huán)烷基烷基、雜環(huán)基、雜環(huán)烷基、芳基、芳烷基、雜芳基、雜 芳烷基或酷基。Rb是氨、烷基、面代烷基、環(huán)烷基、環(huán)烷基烷基、雜環(huán)基、雜環(huán)烷基、芳基、芳燒 基、雜芳基、雜芳烷基或酷基。護(hù)是氨、烷基、面代烷基、環(huán)烷基、環(huán)烷基烷基、雜環(huán)基、雜環(huán)燒 基、芳基、芳烷基、酷基、烷基橫酷基、甲酯胺基或單或二烷基氨甲酯基?？蛇x地，Rb和r通過(guò)N 結(jié)合在一起，它們每個(gè)與N連接形成一4、5、6或7元雜環(huán)（例如，化咯烷基環(huán)、贓晚環(huán)或嗎口林 環(huán)KRd是氨（如果η為0)、烷基、面代烷基、環(huán)烷基、環(huán)烷基烷基、雜環(huán)基、雜環(huán)烷基、芳基、芳 烷基、雜芳基、雜芳烷基、酷基、氨基、單取代氨基、二取代氨基或徑烷基。代表性的例子包 括，例如，2-甲氧基乙基、節(jié)氧基甲基、嚷吩-2-基硫代甲基、2-徑乙基和2，3-二徑丙基。
[0048] "保護(hù)基"指一除了烷基之外的基團(tuán)，當(dāng)其在分子屏障中附著在反應(yīng)基團(tuán)上時(shí)，減 少或防止反應(yīng)基團(tuán)反應(yīng)。保護(hù)基的例子可W在T.W.Greene and P.G.Μ.Wilts,Protective Groups in Organic Synthesis , 3^*^ edition , John Wiley&Sons ,New York, 1999和 Harrison and Harrison et al..Compendium of Synthetic Organic Methods,Vols.1-8 (John Wil巧and Sons, 1971-1996)中找到，它們的整體通過(guò)引用并入本文。代表性的徑基 保護(hù)基包括酷基、芐基和Ξ苯甲基酸、四氨化喃酸、Ξ烷基硅烷酸和締丙基酸。代表性的氨 基保護(hù)基包括，甲酯基、乙酷基、Ξ氣乙酷基、芐基、節(jié)氧幾基(CBZ)、叔下氧幾基(Boc)、S甲 基娃烷基(TMS)、2-S甲基娃烷基-乙橫酷基（SES)、S苯甲基和取代的Ξ苯甲基、締丙氧基 幾基、9-巧甲氧幾基(FM0C)、硝基-襲蘆氧幾基(NV0C)等。
[0049] 當(dāng)描述一化學(xué)反應(yīng)時(shí)，術(shù)語(yǔ)"處理"、"接觸"和"反應(yīng)"在本文中可交換使用，W及它 們指添加或混合兩種或更多的試劑，在適當(dāng)?shù)臈l件下生成所示的和/或所需的產(chǎn)物。應(yīng)該理 解的是，生成所示和/或所需產(chǎn)物的反應(yīng)可能不一定會(huì)直接由最初添加的兩種試劑的組合 產(chǎn)生，即可能有一種或多種在混合中產(chǎn)生的中間體，其最終導(dǎo)致所指示和/或所需的產(chǎn)物的 形成。
[0050] 本文中所使用的術(shù)語(yǔ)上所限定的那些"和"本文所限定的那些"指的是一可變 組合時(shí)，如果有的話，通過(guò)引用變量的廣義限定W及任何狹義和/或更狹義的限定合并。 [0051 ] 本發(fā)明的方法和過(guò)程
[0052] 利用全氣烷基Ξ甲基硅烷的有機(jī)化合物的親核全氣烷基化反應(yīng)是引入全氣烷基 的非常好的方式。由于全氣烷基基團(tuán)的高度吸電子的性質(zhì)，在全氣烷基Ξ甲基硅烷(MesSi- CnF2n+l)中S巧日CnF2n+込間的結(jié)合是薄弱的。全氣烷基S甲基硅烷容易被氣離子裂解，產(chǎn)生 MesSiF和釋放作為親核試劑的全氣烷基陰離子（即CnF2n+l )。
[0053] 令人遺憾的是，如上文所討論，利用全氣烷基Ξ甲基硅烷引入全氣烷基的常規(guī)方 法是一個(gè)相對(duì)緩慢或遲緩的過(guò)程，或常常導(dǎo)致所需產(chǎn)物的產(chǎn)量低。尤其是，常規(guī)的催化劑 和/或引發(fā)劑具有吸濕性，從而在許多情況下使得傳統(tǒng)的方法不適宜。
[0054] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，引入全氣烷基的傳統(tǒng)方法的許多缺陷可W很容易地通過(guò)使用氣氨 化離子液體克服。通過(guò)本發(fā)明的方法，很多的化合物可W被全氣烷基化。一些可W被全氣燒 基化的化合物包括幾基化合物（即包含C = 0官能團(tuán)的化合物），如酬、醒類(lèi)和醋類(lèi)，和橫酸化 合物、亞橫酸化合物和砸酸化合物。
[0055] 在一些實(shí)施例中，如方案1所示，本發(fā)明提供一種全氣烷基化幾基化合物如醋類(lèi)、 醒類(lèi)和酬類(lèi)的簡(jiǎn)單的一步法。通常，將幾基化合物與通式(CH3)3Si-CnF2n+l的全氣烷基立甲 基硅烷在存在氣氨化離子液體，如EMIMF化F)2.3、PYRi4F化F)2.3、PYRi3F化F)2.3或它們的組合 的情況下反應(yīng)。通常，氣氨化離子液體作為催化劑。在本發(fā)明的方法中，相對(duì)于幾基化合物 的量，本發(fā)明方法中所用的氣氨化離子液體的通常用量小于1當(dāng)量，通常為約0.5當(dāng)量或更 少，更通常為約0.2至0.4當(dāng)量，最經(jīng)常為0.1當(dāng)量或更少。
[0化6]
[0057]再次參考方案1，該反應(yīng)通常生成甲娃烷基酸中間體。該甲娃烷基酸可W被分離或 在原位或在后處理(work-up)過(guò)程中可W被轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的醇或酬。
[005引當(dāng)幾基化合物是醒例如，RC冊(cè)(其中R是氨、烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)烷基、芳基、雜芳基、 面代烷基、雜烷基、（環(huán)烷基)烷基、（雜環(huán)烷基)烷基、芳烷基或雜芳烷基)時(shí)，本發(fā)明的方法 制備得到的產(chǎn)物是全氣烷基甲娃烷基酸或結(jié)構(gòu)式R(CnF2n+i)CH(0R'）的醇，其中η通常是1-8 的整數(shù)，R '是氨或Ξ烷基娃烷基如Ξ甲基甲硅烷。
[0059] 當(dāng)幾基化合物是酬時(shí)，例如，R'c〇r(R'和r每個(gè)獨(dú)立地為烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)燒 基、芳基、雜芳基、面代烷基、雜烷基、（環(huán)烷基)烷基、（雜環(huán)烷基)烷基、芳烷基或雜芳烷基）， 得到的產(chǎn)物是甲娃烷基酸或者相應(yīng)的結(jié)構(gòu)式為R'（CnF2n+i)CR"(0R)的醇，其中η通常是1-8的 整數(shù)，R是氨或Ξ烷基甲娃烷基如Ξ甲基甲娃烷基。
[0060] 當(dāng)幾基化合物是醋時(shí)，例如RC化R'（其中R是氨、烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)烷基、芳基、雜 芳基、面代烷基、雜烷基、（環(huán)烷基)烷基、（雜環(huán)烷基)烷基、芳烷基或雜芳烷基，R'是烷基、環(huán) 烷基、雜環(huán)烷基、芳基、雜芳基、面代烷基、雜烷基、（環(huán)烷基)烷基、（雜環(huán)烷基)烷基、芳烷基 或雜芳烷基），所得的中間體可轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的結(jié)構(gòu)式R(CnF2n+l)C = 0的全氣烷基酬化合物，其 中η通常是從1至8的整數(shù)。
[0061 ]幾基化合物還可W包括其他官能團(tuán)，只要運(yùn)些官能團(tuán)在反應(yīng)條件下相對(duì)不反應(yīng)或 被保護(hù)。例如，氨基酸，例如R2N(C也)mC〇2R '（每個(gè)R是烷基或芳基，m是1至6的整數(shù)，R '是燒 基、環(huán)烷基、雜環(huán)烷基、芳基、雜芳基、面代烷基、雜烷基、（環(huán)烷基)烷基、（雜環(huán)烷基)烷基、芳 烷基或雜芳烷基)可W轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的結(jié)構(gòu)式化N(C也)m(CnF2n+l)C = 0的全氣烷基化合物，其中 η通常為1至8的整數(shù)。
[0062]其他可W被全氣烷基化的化合物包括橫酸醋（例如，R'-S〇2-〇r)、亞橫酸醋（例 如，R' -S0-0R")，和砸酸醋(例如，R' -SeO-OR")(其中R'是氨、烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)烷基、芳基、 雜芳基、因代烷基、雜烷基、（環(huán)烷基)烷基、（雜環(huán)烷基)烷基、芳烷基或雜芳烷基，R為烷基、 環(huán)烷基、雜環(huán)烷基、芳基、雜芳基、因代烷基、雜烷基、（環(huán)烷基)烷基、（雜環(huán)烷基)烷基、芳焼 基或雜芳烷基。通常R'是烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)烷基、芳基、雜芳基、因代烷基、雜烷基、（環(huán)焼 基)烷基、（雜環(huán)烷基)烷基、芳烷基或雜芳烷基）。運(yùn)些化合物所得的產(chǎn)物分別是結(jié)構(gòu)式尺- S〇2 ( CnF2n+l)、R- S ( 0 ) - ( CnF2n+l )和R- Se ( 0 ) - ( CnF2n+l)，其中η通常為 1 至8的整數(shù)。
[0063] 反應(yīng)溫度可W根據(jù)多種因素而變化，例如，但不限于，幾基(或橫酸醋、亞橫酸醋或 砸酸鹽)化合物的反應(yīng)性、所用的全氣烷基硅烷化合物的量、所用的氣氨化離子液體的量和 性質(zhì)、所用的溶劑、反應(yīng)時(shí)間等。但是，通常反應(yīng)溫度范圍從約-78Γ至約5(TC，通常從約-40 °C至約30°C，和經(jīng)常從約-10°C至約25°C。通常，該反應(yīng)在0°C至室溫下進(jìn)行。
[0064] 甲娃烷基酸中間體或最終產(chǎn)物的的產(chǎn)率也可根據(jù)多種因素而變化，例如W上所描 述的那些因素。通常，產(chǎn)物的產(chǎn)率至少為80 %，經(jīng)常至少為90%，更經(jīng)常至少為95 %。與常規(guī) 方法相比，運(yùn)種產(chǎn)率明顯更高。
[0065] 反應(yīng)時(shí)間可W根據(jù)各種因素而變化，如W上所討論的那些因素。另外，反應(yīng)物的濃 度也可影響反應(yīng)時(shí)間。然而，通常反應(yīng)時(shí)間從約1小時(shí)至約24小時(shí)，通常從約1小時(shí)至約12小 時(shí)，并更經(jīng)常從約1小時(shí)至約6小時(shí)。
[0066] 當(dāng)全氣烷基Ξ甲基硅烷被用作全氣烷基化化合物時(shí)，該反應(yīng)也生成Ξ甲基甲硅烷 氣化物。此產(chǎn)物可W回收和再利用。
[0067] 含有全氣烷基的有機(jī)化合物的有用性是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。例如，Ξ氣甲基 酬是已知的潛在的水解酶抑制劑，因?yàn)槠溆行纬煞€(wěn)定的水合物的能力（Ge化，Svaren，and Abeles 1985)。在本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)之前，Ξ氣甲基酬的合成的常規(guī)方法是罕見(jiàn)的，設(shè)及多步合 成的操作（B自gu自and Bonnet-Delpon 1991)(Yokoyama and Mochida 1997;Keumi et 曰1.1990；Cockburn 曰ndB曰nn曰rd 1957)〇
[0068] 通過(guò)W下的實(shí)施例，本發(fā)明附加的目的、優(yōu)點(diǎn)和新的特征對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō) 是顯而易見(jiàn)的，W下的實(shí)施例運(yùn)并不意在限制本發(fā)明。在實(shí)施例中，正在應(yīng)用于實(shí)踐的步驟 被描述為現(xiàn)在時(shí)態(tài)，已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室完成的步驟被描述為過(guò)去時(shí)態(tài)。
[0069] 實(shí)施例
[0070] 所有的反應(yīng)均在無(wú)水氣氣氣氛下進(jìn)行。本文中使用的所有氣氨化離子液體都是在 無(wú)水條件下使用無(wú)水HF合成的。
[0071] 實(shí)施例1
[0072]
[0073] 將無(wú)水苯甲醒（1.06mg,10mmol)和（Ξ氣甲基)Ξ甲基硅烷（1.46g, 10.25mmol)置 于在氣氣下的干燥燒瓶中并溶于10ml的二氯甲燒中。將所得溶液用冰水浴冷卻。添加催化 量的EMIM F化。)2.3(35111旨，0.2111111〇1)，同時(shí)攬拌反應(yīng)混合物。觀察到一些氣體逸出(16351尸）。 攬拌0.5小時(shí)后，移除冰水浴，在室溫下再攬拌2.5小時(shí)。然后用4N鹽酸（10ml)巧滅反應(yīng)混合 物，并在室溫下攬拌1小時(shí)。用另外5ml的二氯甲燒稀釋所得的溶液，并除去水相。用10ml水 沖洗有機(jī)層，濃縮得到所需的產(chǎn)物。產(chǎn)量：1.62克，產(chǎn)率：92 %。在CDCh中氣nmr顯示，在- 76.化 pm 的雙峰為 CF3, Jf-h=7.0Hz。
[0074] 實(shí)施例2
[0075]
[0076] 將無(wú)水苯甲醒（1.06mg, 1 Ommo 1)和(Ξ氣甲基)Ξ甲基硅烷（1.46g, 10.25mmo 1)置 于在氣氣下的干燥燒瓶中并溶于10ml二氯甲燒中。將所得溶液用冰水浴冷卻。向混合物中 添加催化量的氣氨化甲基下基化咯燒鐵（"PYRmF化F)2.3")(41.4mg，0.2mmol)?？匆?jiàn)一些氣 體逸出（MesSiF)。攬拌0.5小時(shí)后，除去冰水浴，將混合物在室溫下再攬拌2.5小時(shí)。然后用 4N鹽酸（10ml)澤滅反應(yīng)后，在室溫下攬拌1小時(shí)。用5ml的二氯甲燒稀釋所得的混合物并除 去水相。用10ml水沖洗有機(jī)層，濃縮得到所需的產(chǎn)物。產(chǎn)量：1.58克，產(chǎn)率:90 %。在CDC13中 氣nmr顯示，在-76.化pm的雙峰為CF3，Jf-h=7. OHz。
[0077] 實(shí)施例3
[007引
[0079] 將無(wú)水乙酷苯（（1.20邑，10111111〇1)和（^氣甲基)^甲基硅烷（1.46邑，10.25111111〇1)置 于在氣氣下的干燥燒瓶中并溶于10ml二氯甲燒中?；旌衔镉帽±鋮s。添加催化量的 EMIMF化。)2.3(35111旨，0.2111111〇1)。看見(jiàn)一些氣體(16351。)逸出。攬拌0.5小時(shí)后，除去冰水浴， 將混合物在室溫下再攬拌2.5小時(shí)。加入4N鹽酸（10ml)澤滅反應(yīng)，將產(chǎn)生的溶液在室溫下攬 拌1小時(shí)，用5ml的二氯甲燒稀釋。除去水相。用10ml水沖洗有機(jī)層，濃縮得到所需產(chǎn)物。產(chǎn) 量：1.78g，產(chǎn)率:94%。在CDC13的氣nmr顯示，在-81.7ppm的單峰為CF3。
[0080] 實(shí)施例4
[0081]
[0082] 將無(wú)水乙酷苯（（1.20邑，10111111〇1)和（^氣甲基)^甲基硅烷（1.46邑，10.25111111〇1)置 于氣氣下的干燥燒瓶中并溶于10ml二氯甲燒中。得到的溶液用冰水浴冷卻。添加催化量的 PYRuF化。)2.3(38111旨，0.2111111〇1)?？匆?jiàn)一些氣體(16351。)逸出。攬拌0.5小時(shí)后，除去冰水浴， 將混合物在室溫下再攬拌2.5小時(shí)。加入4N鹽酸（10ml)澤滅反應(yīng)，產(chǎn)生的溶液在室溫下攬拌 1小時(shí)，用5ml的二氯甲燒稀釋。除去水相。用10ml水沖洗有機(jī)層，濃縮得到所需產(chǎn)物。產(chǎn)量： 1.72g，產(chǎn)率:91 %。在CDC13的氣nmr顯示，在-81.7ppm的單峰為C的。
[0083] 實(shí)施例5
[0084]
[0085] 將無(wú)水苯丙酸乙醋（1.78g, lOmmol)和(Ξ氣甲基)Ξ甲基硅烷（1.46g，10.25mmol) 置于氣氣下的干燥燒瓶中并溶于10ml二氯甲燒中。得到的溶液用冰水浴冷卻。添加催化量 的EMIMF化。)2.3(35111旨，0.2111111〇1)?？匆?jiàn)一些氣體(16351。)逸出。攬拌0.5小時(shí)后，除去冰水 浴，將混合物在室溫下再攬拌5小時(shí)。加入4N鹽酸（10ml)澤滅反應(yīng)，產(chǎn)生的溶液在室溫下攬 拌1小時(shí)。用5ml的二氯甲燒稀釋混合物并除去水相。用10ml水沖洗有機(jī)層，濃縮得到所需產(chǎn) 物。產(chǎn)量:1.76g，產(chǎn)率:87%。在CDC13的氣nmr顯示，在-80.化pm的單峰為C的。
[00化]實(shí)施例6
[0087]
[008引將無(wú)水苯丙酸乙醋（1.78g, lOmmol)和(Ξ氣甲基)Ξ甲基硅烷（1.46g，10.25mmol) 置于氣氣下的干燥燒瓶中并溶于10ml二氯甲燒中。得到的溶液用冰水浴冷卻，并添加催化 量的PYRmF化。)2.3(41.4111邑，0.211111101)?？匆?jiàn)一些氣體(16351。)逸出。攬拌0.5小時(shí)后，除去冰 水浴，將混合物在室溫下再攬拌5小時(shí)。加入4N鹽酸（10ml)澤滅反應(yīng)，將產(chǎn)生的溶液在室溫 下攬拌1小時(shí)。用5ml的二氯甲燒稀釋溶液，并去除水相。用10ml水沖洗有機(jī)層，濃縮得到所 需產(chǎn)物。產(chǎn)量:1.78g，產(chǎn)率:88 %。在CDC13中氣nmr顯示，在-80.化pm的單峰為C的。
[0089] 本發(fā)明的上述討論是為了說(shuō)明和描述的目的而提出。上述討論并不是為了限制本 發(fā)明的形式或本文所公開(kāi)的形式。盡管本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)已經(jīng)包括一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的描述 W及特定的變化和修飾，但是其他各種變化和修飾是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，例如，在理解本申 請(qǐng)公開(kāi)的內(nèi)容后，可W作為在本領(lǐng)域的技術(shù)和知識(shí)范圍內(nèi)。它旨在獲得包括允許范圍內(nèi)的 替換的實(shí)施例的權(quán)利，包括本發(fā)明所限定的替換的、可互換的和/或等效的結(jié)構(gòu)、功能、范圍 或步驟。無(wú)論運(yùn)些替換的、可互換的和/或等效的結(jié)構(gòu)、功能、范圍或步驟是否被本文公開(kāi)， 并不打算公開(kāi)奉獻(xiàn)任何可取得專利的主題。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種由羰基化合物制備含有全氟化烷基基團(tuán)的化合物的方法，所述的方法包括:在 足以產(chǎn)生含有全氟化烷基的化合物的條件下，將羰基化合物與含有全氟烷基的硅烷化合物 在存在氟氫化離子液體的情況下接觸。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的羰基化合物是醛、酮，或酯。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的硅烷化合物是全氟烷基(三烷基)硅烷化合 物。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的氟氫化離子液體包含季銨陽(yáng)離子。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述的季銨陽(yáng)離子包含氮雜芳基陽(yáng)離子。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述的季銨陽(yáng)離子包括N-乙基-N-甲基咪唑鑰、N-甲基-N-丙基吡咯烷鑰、N-甲基-N-丁基吡咯烷鑰或它們的組合。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，相對(duì)于所述的羰基化合物的量，該方法中所用的 所述氟氫化離子液體的量小于1當(dāng)量。8. -種制名·結(jié)構(gòu)忒T的辟氬某ik合物的方法：包括在足夠生成結(jié)構(gòu)式I的硅氧基化合物的條件下，將結(jié)構(gòu)式II的羰基化合物：與結(jié)構(gòu)式III的硅烷基化合物： (R3)3Si (CnF2n+i) III 在存在氟氫化離子液體的情況下接觸， 其中， η是從1到30的整數(shù)； R1是氣、烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)烷基、芳基、雜芳基、鹵代烷基、雜烷基、（環(huán)烷基)烷基、（雜環(huán) 烷基)烷基、芳烷基或雜芳烷基； R2是氫、烷基或結(jié)構(gòu)式為-OR4的基團(tuán)，其中R4是烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)烷基、芳基、雜芳基、 鹵代烷基、雜烷基、（環(huán)烷基)烷基、（雜環(huán)烷基)烷基、芳烷基或雜芳烷基;和 每個(gè)R3獨(dú)立地為烷基、環(huán)烷基、芳基、（環(huán)烷基)烷基或芳烷基。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中R2是式-OR4的基團(tuán)，其中R4如權(quán)利要求8所限定的。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括水解所述的結(jié)構(gòu)式I的硅氧基化合物以產(chǎn) 生下式的酮化合物的步驟：其中η如權(quán)利要求8所限定的。11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中每個(gè)R3獨(dú)立地SC1-C6烷基。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中R3是甲基。13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述的氟氫化離子液體包含季銨陽(yáng)離子。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述的季銨陽(yáng)離子包含氮雜芳基陽(yáng)離子。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述的季銨陽(yáng)離子包括N-乙基-N-甲基咪唑鑰、 N-甲基-N-丙基吡咯烷鑰、N-甲基-N-丁基吡咯烷鑰或它們的組合。16. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中R2是氫或烷基。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括水解所述的結(jié)構(gòu)式I的硅氧基化合物以產(chǎn) 生下式的醇化合物的步驟：18. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，相對(duì)于所述的結(jié)構(gòu)式II的羰基化合物的量，該方 法中所用的所述氟氫化離子液體的量小于1當(dāng)量。19. 根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中，相對(duì)于所述的結(jié)構(gòu)式II的羰基化合物的量，該方法 中所用的所述氟氫化離子液體的量的范圍從約0.2至0.4的當(dāng)量。20. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，相對(duì)于所述的結(jié)構(gòu)式II的羰基化合物的量，該方 法中所用的所述結(jié)構(gòu)式III的甲硅烷基化合物的量至少為1當(dāng)量。21. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述的反應(yīng)是在不存在任何其他催化劑的條件 下進(jìn)行的。22. -種由羰基化合物制備含有全氟化烷基基團(tuán)的化合物的方法，所述的方法基本上 由在足以生成含有全氟化烷基的化合物的條件下，將羰基化合物與含有全氟烷基的硅烷化 合物在存在氟氫化離子液體的情況下接觸而構(gòu)成。23. -種由羰基化合物制備含有全氟化烷基基團(tuán)的化合物的方法，所述方法包括在足 以生成含有全氟化烷基的化合物的條件下，將羰基化合物與包含全氟烷基的硅烷化合物在 存在氟氫化離子液體的情況下接觸，其中，相對(duì)于所述的羰基化合物的量，該方法中所用的 所述氟氫化離子液體的量少于1當(dāng)量。
【文檔編號(hào)】C07C45/61GK106029676SQ201480074084
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2014年12月19日
【發(fā)明人】R·P·辛格
【申請(qǐng)人】庫(kù)爾斯特克氟化工有限公司