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磺酰氟类化合物的制备方法及其应用

磺酰氟类化合物的背景与重要性磺酰氟类化合物在有机合成中具有重要的地位.它们不仅可以作为亲电试剂与多种亲核试剂发生加成反应(J.Chem.Soc.PerkInTrans.21988,1919;J.FluorIneChem.2010,131,248),还可以作为自由基氟化试剂,用于氟化脂肪醇等化合物(J.Am.Chem.Soc.2015,137,9571).此外,磺酰氟类化合物广泛存在于许多生物活性分子中(Chem.BIol.2013,20,541;J.Med.Chem.2012,55,10995),并且被用作18F的标记试剂,取得了显著的研究成果(J.Am.Chem.Soc.2008,36,12045;J.Am.Chem.Soc.2013,135,5656).然而,现有的磺酰氟类化合物合成方法存在一些局限性.传统方法主要通过磺酰氯与四丁基氟化铵或氟化钾发生亲核加成反应.这种方法需要严格的无水无氧条件,因为原料磺酰氯非常不稳定(Med.Chem.Lett.2003,13,3301;Tetrahedron2005,61,1523;Synth.Commun.2003,33,2151;Synlett2010,3049;TetrahedronLett.2009,50,3391).另一种方法是通过亚磺酸钠与DAST试剂反应制备磺酰氟,但同样需要无水条件,且原料亚磺酸钠难以制备(TetrahedronLett.2009,50,3391).因此,开发一种高效,方便且易于大规模生产的磺酰氟类化合物合成方法具有重要意义.

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磺酰氟类化合物的制备方法

本文介绍一种以磺酰肼和氟试剂为起始原料,制备磺酰氟类化合物的方法.该方法条件温和,对水和空气具有良好的兼容性,无需加入任何催化剂,只需在溶剂中搅拌加热即可高产率地得到各种取代的磺酰氟类化合物.

该制备方法的具体步骤如下:

将具有结构(I)的磺酰肼类化合物和氟试剂分散在溶剂中.

将混合物在0—100℃温度下反应2—18小时,得到含有结构(II)的磺酰氟类化合物.

其中,R1可以是芳基,取代芳基,烷基或取代烷基.优选地,R1为芳基时,可以是苯基,萘基或噻吩基;R1为取代芳基时,可以是对氯苯基,对甲基苯基,对硝基苯基,对甲氧基苯基,对三氟甲基苯基,对叔丁基苯基,对氟苯基,对乙酰氨基苯基,4-氯-3-硝基苯基,对碘苯基,对三氟甲氧基苯基,对正丙基苯基,邻硝基苯基,均三甲苯基,4-甲基-3-氟苯基或3-溴-5-三氟甲基苯基;R1为烷基时,可以是正辛基;R1为取代烷基时,可以是苄基.

氟试剂可以是1-氯甲基-4-氟-1,4-重氮化二环2.2.2辛烷双(四氟硼酸盐),N-氟代双苯磺酰胺或1-氟-2,4,6-三甲基吡啶四氟硼酸盐.磺酰肼类化合物与氟试剂的摩尔比为1:1—1:3,溶剂可以是乙腈,甲苯,N,N-二甲基甲酰胺,二甲亚砜,二氧六环或水.

实验数据与结果

通过多个实施例验证了该方法的有效性.例如,在实施例1中,以对甲基苯磺酰肼为原料,使用1-氯甲基-4-氟-1,4-重氮化二环2.2.2辛烷双(四氟硼酸盐)作为氟试剂,在水中25℃下反应2小时,得到的对甲基苯磺酰氟产率高达80%.通过核磁共振氢谱,碳谱和氟谱分析,确认了产物的结构.

在其他实施例中,分别使用了对氯苯磺酰肼,对硝基苯磺酰肼,对甲氧基苯磺酰肼,对三氟甲基苯磺酰肼,4-氯-3-硝基苯磺酰肼,苄基磺酰肼,2-萘磺酰肼,正辛基磺酰肼和2-噻吩磺酰肼作为原料,成功制备了相应的磺酰氟类化合物,产率均高于70%.

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