专利名称：用于将取代的二氟甲基基团移植到至少含有一个亲电子官能团化合物上的试剂及其方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将取代二氟甲基基团接枝到至少含有一个亲电子官能团化合物上的试剂以及方法。具体而言本发明涉及一项通常通过有机金属衍生物进行亲核取代反应或加成反应而全氟烷基化各种化合物的技术。
通常，全氟烷基化技术或其等效技术在锌存在下使用全氟烷基碘化物类型的衍生物。由于锌是一种很大的水源污染物，所以在使用这项技术的同时还需要相应的设备以处理所必须处理的金属污染物，因此，这项技术的使用费用很高。
而在其它技术中，其中的全氟烷基原子团不能形成有机金属类型的稳定活性中间产物，正是由于反应介质中自由全氟阴离子的稳定性非常低，所以这些技术的全氟烷基化作用通常很难实现。以上这些阴离子通常会因失去其取代基而导致产生卡宾类产物。
因此，本发明的一个目的是提供一种试剂，允许按照包括阴碳离子类型的机理进行全氟烷基化反应，而不用过渡元素如锌的有机金属试剂。
人们通常把全氟羧酸作为全氟烃基原子团、特别是三氟甲基原子团的来源，通过分解反应旨在从所说的酸中消去羧基片段放出二氧化碳。但是，用这种方法取得的成功非常缓慢特别是方法中使用了复杂的催化体系。此外，由于通过分解所说的全氟羧酸而产生的全氟烷基原子团或它的等价物在反应介质中不稳定，所以要使用稳定剂。
G.Stahly在Journal of Fluorine Chemistry，45(1989)，431-433和US-A-4,990,699，中也报道了在芳香化合物如1，3，5，-三硝基苯存在的条件下热解全氟链烷酸盐形成三氟甲基阴离子CF3-，它们被证明形成了Meisenheimer配合物。然后这个配合物在相应的芳香环上由于氧化作用而转化成为全氟烷基衍生物。
但是，由于反应需要完成这个氧化作用所以导致芳香衍生物的全氟烷基化作用是非常耗费时间的。
本发明的目的在于提供一种试剂，它对环境无危害并且能够以较满意的产率生产所要求的产品，以解决现有技术方法中所存在的缺点。
在导致本发明的研究过程中，实验表明可以用氟代羧酸盐进行氟代烷基取代反应，而不必使用催化剂和在分解各种全氟羧酸时可以稳定所产生的各种想得到的中间产物而使用的稳定剂。
因此，为了得到氟代羧酸分解产物，反应有两个基本条件，一个是选择溶剂，另一个是组成本发明试剂的混合物中杂质的含量。因此，在试剂体系中可以证明起绝对关键作用的不稳定氢，或更确切地说是，可释放性质子，其含量必须小于分解氟代羧酸盐时释放的氟基基团的量。术语不稳定氢和可释放性质子是指能够被强碱以质子的形式除掉的氢原子。实际上它们是具有酸性官能的质子，其pKa约小于20(这里“约”强调数20仅是一个有效数字)。
上述目的以及以下将涉及的内容都可以通过使用亲核试剂的方法来实现，这个亲核试剂用来将取代二氟甲基基团接枝到至少含有一个亲电子官能团的化合物上，其特征在于所说的试剂包括a)一种分子式为Ew-CF2-COOH的氟代羧酸，其中Ew表示一种吸电子原子或基团，这个氟代羧酸和有机阳离子或无机阳离子至少部分成盐，以及b)一种极性非质子传递溶剂；并且试剂中的各种组分包括其杂质所携带着的可释放性质子的含量至多等于所说氟代羧酸的初始摩尔浓度的一半。
能够和本发明试剂反应的亲电子官能团是指那些经常和有机金属试剂发生反应的官能团，下面将具体描述这些官能团。
试剂中可释放性质子含量越低，发生副反应的可能性就越低，产品的产率就越好。
因此，试剂中不稳定氢原子优选的含量相对于所说氟代羧酸的初始含量至多等于10％，更优选1％(摩尔)。
通常水是作为不稳定氢原子载体的主要杂质，每分子水可以释放出两个氢原子。
一般说来，优选小心使用脱水试剂和溶剂，相对于整个试剂而言，每1000重量的试剂其含水重量至多等于1。
基于整个反应条件，这样的含水量应当符合要求了，但在某些情况下较低的含水量更有利于反应的进行，例如每10,000重量份试剂中含水量约为1。
但是，将所有的水都除去这是不必要的也是不可能的，而且只要水/氟代羧酸的摩尔比值小于10％，就是可以被接受的了。
此外，试剂中存在有其它元素，即具有两个稳定价键状态的过渡元素例如铜，对反应无益甚至是有害的。
虽然本发明的试剂不需要任何催化剂，但其中却存在有这样的、特别是由溶剂带来的、被认为是杂质的金属元素。
因此，相对于所说氟代羧酸的初始含量，这些元素优选的摩尔含量小于1000ppm，更优选小于100ppm，最好小于10ppm。
还有，虽然为了激活某些作用物并加速某些反应类型，人们多次推荐使用选自元素周期表第VIII族的元素和全氟乙酸反应，但是这样作会对以上预计的反应造成特别的危害。因此优选使用不含有选自VIII族的金属特别是铂矿石金属的试剂，其中所说的VIII族的金属由铂、锇、铱、钯、铑、钌组成。
本文的描述中，参考了1966年1月份的公报de la Societe Chimique deFranceNO.1，在其增刊里出版了元素周期表。
因此，铂矿石金属或者甚至其它选自VIII族的金属，其优选的含量小于100ppm，更优选小于10ppm，最好小于1ppm。这里所表达的值都是相对于起始氟代羧酸而言的，并且用摩尔来表示。
进一步说，凭经验而言这两类金属，即具有两价状态的过渡金属及第VIII族的元素，它们在试剂中存在的全部浓度含量水平应当至多等于1000mol ppm，优选10mol ppm。
应当注意的是具有这种全部浓度含量水平的不同金属其存在的数量非常地低，这样它们起不到任何催化作用。过渡金属及VIII族元素的存在并不能改进反应动力学，相反当它们的数量太大时甚至会造成危害。
除了以上所说的试剂组分外，使用氟代羧酸盐的试剂体系中还经常存在有碱金属氟化物或季铵氟化物，使用这些氟化物是不会有害的，但实际证明它们一点价值都没有，这是因为事实上它们产生了很难处理的含盐废物。
然而，应当注意的是介质中存在有氟化物有助于限制氟代羧酸的转化，并且有助于减少副反应。
氟化物的平衡阳离子愈大以上所说的效果愈好。其中可以想到的阳离子是比钠序号还高的碱金属阳离子，特别是钾或铯；或者是“翁基”型离子，即由VB族和VI B族元素(指1966年1月份公报de la SocieteChimique de France的增刊所出版的元素周期表)与4或3个烃链形成的阳离子。
从VB族元素中衍生出来的翁基，其中优选的试剂是四烷基或四芳基铵或。烃基最好含有4至12个碳原子，优选4到8个碳原子。从VI B族元素中衍生出来的翁基，其中所说的元素优选其原子数比氧的原子数还多的元素。
由于存在以上提到的缺陷，所以氟化物离子的含量是一个可以被考虑的参数。但是，为了有利于反应介质的最终处理，优选的方法是应当限制这个含量，特别是它的初始含量。
因此，这个适于作离子的氟化物，也就是说在试剂的极化介质中能够被离子化的氟化物，其含量优选至少等于所说氟代羧酸盐的初始含量摩尔浓度，更好是至少等于这个摩尔浓度的一半，最好等于这个浓度的四分之一。
如上所述，溶剂在本发明中起着重要的作用，它必须是对质子有惰性的并且最好是极性的，并且含有非常少的带有酸性氢的杂质。
因此，可使用的优选的极性非质子传递溶剂应当具有很大的偶极矩。因此，它的相对电介常数ε最好至少约等于5(在本发明的描述中除非特殊相反指示，0位置不被认为有效数字)。更优选的ε小于或等于50同时大于或等于5，特别优选该值在30和40之间。
此外，本发明还优选能够完全溶剂化阳离子的溶剂，这些溶剂可能被它们的给体数DN分成了不同类型。因此本发明优选的这些溶剂其给体数在10至30之间。就所说的极性非质子传递溶剂和五氯化锑的缔合而言，其中所说的给体数相应于ΔH(焓差)，该值用千卡/mol来表示。
根据本发明优选的试剂其极性溶剂或所使用的溶剂中不含有酸性氢。具体说来，当由于存在吸电子基团而造成一种或多种溶剂具有极性特征时，理想的情况是溶剂中吸电子官能团上没有α氢。
然而，对试剂中所有组分而言，优选对应于溶剂电离出第一个氢离子的pKa至少约等于20(“约”强调它仅是基本有效数字)，更好的pKa至少约等于25，优选25至35之间。
溶剂的酸性特征还可以用受体数AN来表示，AN如Reichardt在“Solvents and solvent effects in Organic Chemistry”，第2版，VCH(RFA)，1990，23-24页定义的那样。最好是该受体数AN小于20，特别是小于18。
优选的情况是所说的氟代羧酸或羧酸盐至少部分地(至少10mol％)，优选全部地，溶解到组成试剂的介质中。
特别地，酰胺类的溶剂是能够产生良好效果的溶剂。所说的酰胺中包括具有特殊性质的酰胺，例如四元取代脲包括环状四元取代脲，特别是5-或6-原子数的脲，例如DMPU(二甲基亚丙基脲或1，3-二甲基-3，4，5，6-四氢-2(1H)-嘧啶酮)和DMEU(二甲基亚乙基脲)，或1，3-二甲基-2-咪唑酮和单基取代内酰胺。优选的酰胺是取代了的酰胺(二元取代普通酰胺)。这里可以提到的实施例有吡咯烷酮衍生物，例如N-甲基吡咯烷酮，另外还有N，N-二甲基-甲酰胺或N，N-甲基乙酰胺。
1，3-二甲基-3，4，5，6-四氢-2(1H)-嘧啶酮(DMUP)或苄腈，也是优选的溶剂。
另一类特别好的溶剂由醚组成，无论这些醚是对称的还是不对称的也无论它们是否开放。所说的这类醚中应当把各种甘醚衍生物也算在内如各种甘醇二甲醚，例如二甲醇二甲醚。
本发明试剂的组成a)中的氟代羧酸中，其中的Ew部分把吸电子的作用施加到二氟碳原子上，Ew优选选自其Hammett常数δp至少等于0.1的官能团。此外优选的诱导成分δp’，δi，至少等于0.2，最好等于0.3。这方面的内容参见John Wiley和Son编著的“Advanced OrganicChemistry”第3版，242至250页，特别是这部分内容的表4。
更特别地，吸电子部分可以选自卤原子，优选分子量小的卤原子，特别是氯和氟，相应的氟代羧酸是分子式(1)X-CF2-COOH的卤代氟乙酸，其中X是卤原子，优选分子量小的原子(氯和氟)。
Ew还优选选自腈基团(具有一定的危险性如发生α-消去副反应)、羰基、磺基及全氟烷基基团。这时用来使用的氟代羧酸其相应的分子式(2)R-G-CF2-COOH，其中R-G表示腈基或G表示 或-(CF2)n-，其中n等于或大于1；而R表示一种有机或者甚至一种无机残基，R优选有机原子团如选择性取代的芳基、烷基或芳烷基。R还可以表示一种例如树脂的有机固体载体或无机固体载体。
当G表示全氟亚烷基基团-(CF2)n-时，n最好选择1到10之间的整数，优选1到5之间。还是在这种情况下，R还可以表示卤原子，特别是氟。
通常除了氟代羧酸是聚合物时的情况，氟代羧酸碳原子总数最好不超过50。
能够和所说的氟代羧酸形成盐的平衡阳离子最好是大离子，因此所说的盐优选碱金属盐，其中的碱金属最好选自钠、钾、铷、铯或钫。所说的优选的金属来自同一个周期，其元素号数至少等于钠。另外还可优选季铵盐。
本发明改进反应的另一个方法是既可以使用天然的大阳离子如季铵离子或季鏻离子，还可以使用加入螯合剂或优选的穴状配体后变大的阳离子，例如冠醚或同时被胺化并氧化的衍生物。
为此，一方面本发明使用的螯合剂或多价螯合剂最好选择胺，另一方面选自其分子中至少含有一个其它醚官能团的醚。
本发明最好使用多价螯合剂，因为这种螯合剂或者含有至少一个胺官能团，或者含有一个醚官能团或至少一个胺和/或醚的官能团，这样可以形成至少是二配位基的、优选三配位基的配位剂，其中的醚和/或胺官能团被至少1个原子、最好被至少2个原子但不超过4个原子、最好不超过3个原子所分开，通常这些原子是指碳原子。
当被认为起配位作用的碳原子被两条支链连接在一起形成一个环时，优选的情况是其中至少一条支链，它至少是3-元结构，最好是4-元结构，同时另一条支链至少是2-元结构，最好是3-元结构。
体积和流动性应当能使二-、三-或多配位基试剂是可配合的。用1，4-二氮双杂环(2.2.2)辛烷就不具备这个特征。
一般说来，可以这样定量表明这个限定，一个至多8-元结构的环桥连得到双环体系(事实上是三环)，尤其当桥头是用来起配位作用的原子时，避免使用二氮双杂环-辛烷、-庚烷和较低类型以及，桥连到较小程度，-壬烷的双环体系。
进一步说，最好避免使用任何双环体系-其中它的桥头是将要起配位作用的原子并且-不把桥头算在内，当第三个支的长度小于7个原子，体系的2个支链具有的链长不超过2，优选不超过3。
光气及衍生物所必不可少的特性是优选至少一个胺官能团的至少二配位基，但是草酰卤及等价物就没有这个特性。
以上提到的特别令人感兴趣的配位剂至少可以分成三种类型，包括含氧叔胺、含氧或含硫多醚，它可以是环状的也可以是大环状的、穴状配体。
第一类由螯合剂组成，其常规分子式为N-[-CHR1-CHR2-O-(CHR3-CHR4-O)n-R5]3(I)其中n是大于或等于0同时约小于或等于10的整数(0＜n＜10)，R1、R2、R3和R4可以相同也可以不相同，为氢原子或具有1-4碳原子的烷基而R5表示具有1-12碳原子的烷基或环烷基、苯基或分子式为-CmH2mC6H5、或CmH2m+1-C6H5的基团，其中m位于1至约12之间。
第二类配位剂由环上具有6至30个环原子优选15至30个环原子的环状、优选大环状的多醚组成，并且多醚是由2至10个、优选4至10个单元-O-X组成，其中的单元-O-X中，X既可以是-CHR6-CHR7-又可以是-CHR6-CHR8-R9R7；R6、R7、R8和R9可以相同也可以不相同，为氢原子或具有1-4碳原子的烷基。当单元-OX-中包括基团-O-CHR6-CHR7时，其中的一个Xs可以是-CHR6-CHR8-CR9R7-。
第三类配位剂由在EP专利申请0,423,008第3页29行到第6页45行中所描述的化合物组成。
本发明优选使用全氟羧酸盐，例如三氟乙酸碱金属盐、全氟丙酸碱金属盐和全氟丁酸碱金属盐，其中碱金属特别指钾。
应当注意的是在相对非极性(极性比DMF小)的溶剂中使用冠醚类型的多价螯合剂，能够显著加速起始氟代羧酸的转化。
这种多价螯合剂最好按比例使用，即相对于它们起始氟代羧酸含量的5至100mol％，特别从5至25mol％。
但是，多价螯合剂和其它参与反应的介质、特别是某些溶剂发生某种程度的化合，这种化合对形成产物的稳定性起到不太有利的作用，因此认为这一点不是很好。
本发明的另一个目的是提供一种合成含有二氟亚甲基基团的有机衍生物的方法，其中这种方法使用了本发明的试剂。
这个目的是这样实现的a)将所说的试剂和含有至少一个亲电子官能团的化合物混合，并且b)加热所得的混合物至100℃到200℃之间，优选110℃到150℃之间，加热时间至少半个小时，优选至少一个小时，但不超过一天，最好小于20小时。
可以逐渐地或直接地将试剂与作用物混合或接触。特别地，可以等到这两者其中之一达到合适温度时再引入另一物质。可以逐渐地或直接地引入。引入的方法可以是将试剂倾注到作用物中或者相反。还可以将氟代羧酸盐和作用物两者同时或逐渐地引入到溶剂中。
根据本发明，本发明的试剂与含有亲电子原子的亲电子化合物反应，所说的亲电子原子可以是碳原子或如硫、硒或碲的杂原子。最好，试剂是和烃在其亲电子碳原子上发生反应，这个亲电子碳原子不属于芳香体系。
根据本发明的第一个目的，试剂优选和含有亲电子原子、最好是亲电子杂原子的化合物反应，其中亲电子原子或亲电子杂原子连接到卤原子或假卤素基团上以便单独一步就能实现所说卤原子或假卤素基团的取代作用。
与SN2反应相对照，当反应历程经过一个反应中间产物时，反应成比例进行较好，其中这个中间产物产生于重键或双电子键上的加成反应。
当亲电原子是硫原子时，反应可与如下的物质进行- 有机硫化合物的卤或假卤衍生物，特别是氧硫基卤、亚硫酰或磺酰卤，反应期间其中的卤原子或假卤基团被取代的二氟甲基基团所取代；- 二硫化物，例如选择性取代的芳基二硫化物，反应中S-S键断裂并且被取代的二氟甲基基团所替换；适宜的二硫化物为被C1-C10烷基、C1-C10烷氧基或腈基取代或未取代或者被一个或更多(≤3)的卤取代或未取代的C5-C10芳基二硫化物；- 硫氰酸型化合物，其中氰基基团在反应期间被取代二氟甲基基团所取代；优选的硫氰酸酯是C5-C10硫氰酸芳酯包括硫氰酸烷基芳酯，以及硫氰酸C1-C10烷基酯包括硫氰酸芳烷酯。
以上所说的化合物，其中所说的卤素原子可以选自碘、溴、氯和氟原子。其中“假卤”基团是这样一种基团，当它以阴离子形式离去时基团具有的缔合酸其PKa小于4，优选小于3，特别是小于0。
优选的基团其缔合酸的酸度(Hammett常数测定)至少等于乙酸酸度，最好等于磺酸或三卤酸的酸度。一个典型的假卤素是全氟链烷磺酰氧基基团，它可以释放出全氟链烷磺酸盐。优选的假卤基团可以选自甲苯磺酸盐(对甲苯磺酰氧基)、甲磺酸盐(甲磺酰氧基)、三氟甲磺酰氧基或三氟乙酰氧基。乙酸基也可被认为是这种离去基团。
根据本发明的第二个目的，试剂最好还可以和选自酮、醛、酰卤、活化酯或酐类的羰基化合物反应，反应是在羰基官能团上的加成反应。可以提及的优选的及非限定性实例有芳香醛，优选C5-C10醛，其中芳香环可以选择性地被C1-C10烷基、C1-C10烷氧基或硝基或者被卤原子取代；环酮例如环己酮；被供电子团活化的非烯醇化酮，例如三氟甲基乙酰苯；芳香酐例如苯甲酸酐。
氟代羧酸盐和作用物之间的反应具有一定的危险性，因此可以优选仅在所说羧酸盐发生脱羰作用的条件下(参见以上所描述的实施条件)引入作用物或氟代羧酸盐。
这种情况下反应产物通常是醇(例如以醇盐的形式)，其中带有羟基官能团的碳原子被取代的二氟甲基基团所取代。接下来，这个产物在所需反应条件下可以选择性地和试剂或起始原料发生反应。
一般说来，本发明的方法中使用试剂的量要根据亲电子化合物的官能度，按照它本身已知的特性来确定。
有一点应当指出，分解氟代羧酸衍生出的产物如果其中含有一种易于反应的官能团，例如以上提到的官能团，就可以和它本身发生反应。
值得注意的是根据本发明，那些含有亲电子官能团的液态形式的化合物可以被当作溶剂使用，并且这种溶剂对质子有惰性。本发明的反应最好可以这样进行，即通过混合以下的化合物而完成a)一种如上定义的氟代羧酸盐和b)一种同时作为溶剂和反应作用物的并含有至少一个亲电子官能团的化合物。
根据本发明使用试剂和含有至少一个亲电子官能团的作用物发生反应时，有一点很重要即后者作用物尽可能不会扰乱上面描述条件。
因此优选使用充分脱水的作用物，或者被使用的作用物中既不含可能会被强碱除去的酸性氢也不含有害杂质，也就是说，所使用的作用物与那些试剂满足相同的约束条件。
人们已经发现，当所有因素都相等时，所需有机衍生物的产率取决于反应进行的程度并且，虽然试剂转化的程度相当大但是最终产率非常小。本发明不想受任何特殊的科学理论限制，但似乎每一件事情对获得的产品而言都存在形成动力学和降解动力学。
为了避免最终产品过多的降解并且因此保证反应的良好选择性，优选的方法是不要试图完全转化初始的氟代羧酸。可以用酸的转化率(RC)来控制反应的进程，这个转化率是反应介质中酸消耗量与酸初始量的摩尔比值，通过测定残留在介质中的酸便可很容易地计算出这个比率。
反应最好只进行到其产生的转化率为40至80％，优选50至70％，然后分离出反应产品。这样可以达到80％的选择性，该选择性用所需产品/转化的氟代羧酸的摩尔比值来表示。
为了达到最佳反应条件，溶剂的特性及添加物的存在可能会在反应期间的同时限制反应的转化率，其中所说的添加物具有限制这个转化的可能性，例如氟化物离子。另外，反应动力学取决于反应参与物(氟代羧酸和亲电子试剂)，适宜的反应时间作为这些动力学的一个功能可以很容易地适应每个单独的情况。
一旦达到所需要的转化率后，为了分离出所得的产品可以按照产品本身已知的特点处理反应混合物，为了产生一定附加量的所需有机衍生物可以再循环起始原料。
如果必要的话，分离物可以再进行一次附加的化学反应，使所需的产品转化成为更易挥发且易蒸馏的衍生物。
以下的实施例将进一步详细阐述本发明。实施例1合成1-三氟甲基苯甲基醇 在氮气环境下，使26g无水DMF与4.98g(32.7mmol)的三氟乙酸钾和2g(18.8mmol)的苯甲醛混合。
三氟乙酸钾对苯甲醛的摩尔比值为1.7。
获得的混合物转移到哈斯特洛伊耐腐蚀镍基合金反应器中，反应器体积为50ml。反应器关闭后，将混合物在104℃下加热3小时另30分钟。
冷却至5℃后，取出反应粗产物用CH2CL2稀释并用水洗涤。
干燥有机相，然后用气相色谱检测。
苯甲醛的转化率(RC)为50％(转化的苯甲醛摩尔数与初始苯甲醛摩尔数相比)并且1-三氟甲基苯甲醇的实际产率为20％。实施例2如实施例1反应在三氟乙酸钾和苯甲醛间进行，其中DMF被NMP(N-甲基吡咯烷酮)所代替。
7.6g的CF3CO2-K+(50mmol)和3.2g的苯甲醛(30mmol)溶于40gNMP中。
相对于三氟乙酸钾，介质的含水量小于4mol％。
混合物在140℃下加热3小时另30分钟。
反应过程及反应粗产品的检测如实施例1。
苯甲醛的转化率＝55％1-三氟甲基苯甲醇的产率＝15％实施例3如实施例1反应在三氟乙酸钾和苯甲醛间进行，其中DMF被乙腈所代替。2g的苯甲醛和4.75g的三氟乙酸钾混合物溶解在25mlCH3CN中。
混合物在140℃下加热3小时另30分钟。
实施反应过程并且检测反应粗产品之后，结果为苯甲醛的转化率＝53％1-三氟甲基苯甲醇的产率＝2.5％这个反应形成的主要产品是肉桂腈(Z和E异构体)。
乙腈的阴离子和苯甲醛缩合，接下来脱水，形成了肉桂腈。
这个实施例表明所用的溶剂中必须不能含有过剩的酸性质子。实施例4三氟乙酸钾(5.05g，32.7mmol)和对氟代苯甲醛(2.5g，20.2mmol)在25mlDMF中进行反应，反应的条件和实施例1一样。
混合物在140℃下加热4小时。
反应结束后，用气相色谱(GC)检测，结果为RC 对氟代苯甲醛的转化率＝75％AY 1-三氟甲基(对氟苯甲基)醇的产率≤2％。
主产品相对应于用对氟苯甲醛形成的中间产物三氟甲基甲醇盐的加成物
该反应表明，当使用含有许多活性官能团的亲电子试剂时，可能会发生副反应。实施些5.
由1.43g的CF3CO2-K+(9.44mmol)和0.55g的环己酮(5.6mmol)组成的混合物在6.4g的DMF中稀释并加热至140℃保持5小时另30分钟。水解后GC分析反应粗产物，结果为 形成的主产品相应于环己酮与其自身的缩合并脱水后的产物 这个反应表明当亲电子试剂具有烯醇化功能时，可能会发生副反应。实施例6三氟甲基乙酰苯和CF3CO2K的反应CF3CO2-K+(0.87g；5.7mmol)和0.62g(3.56mmol)三氟甲基乙酰苯的混合物溶解在6.5g的DMF中加热到140℃保持5小时另30分钟。
冷却并水解后，GC分析反应介质，结果为
以NMP代替DMP，可进行同样的反应。实施例7苯甲酸酐与三氟乙酸钾之间的反应在6.15g的NMP中将0.81g(5.32mmol)CF3CO2-K+和0.7g(3.1mmol)苯甲酸酐的混合物加热至140℃保持5小时另30分钟。水解后，对反应介质作GC分析，结果为RC ((ΦCO)2O)＝100％ 双(三氟甲基)碳醇 来自于形成的中间产物三氟甲基乙酰苯的三氟甲基化作用 DMF降解产生N，N-二甲基胺，然后再和苯甲酸酐反应形成N，N-二甲基苯甲酰胺
也可以在DMF中进行苯甲酸酐与三氟乙酸钾之间的反应。实施例8二苯二硫C6H5SSC6H5和CF3CO2-K+之间的反应0.83g(5.46mmol)CF3CO2-K+和0.6g(2.75mmol)二苯二硫的混合物在6.2g的DMF中加热至140℃保持6小时。
通过GC及19F NMR对反应介质分析，结果为RC (C6H5SSC6H5)＝67％AY (C6H5SCF3) ＝84％.
反应也可以在NMP中经同样步骤进行。对照实施例如实施例8的反应过程中额外再加入20mmol％的相对于起始CF3CO2-K+(5.46mmol)的CuI，二苯二硫的三氟甲基化反应全部被抑制。实施例9二硫化双(4-硝基苯)和CF3CO2-K+之间的反应用0.82g(539mmol)CF3CO2-K+和0.83g(2.7mmol)二硫化双(4-硝基苯)的混合物在7g的DMF中重复实施例8的反应过程，得到的反应粗产物中除了初始二硫化双(4-硝基苯)外，还包含4-硝基硫代氟甲基苯 实施例10硫氰酸苄酯C6H5CH2SCN和CF3CO2-K+的反应
0.67g(4.45mmol)CF3CO2-K+和0.42g(2.8mmol)硫氰酸苄酯的混合物在5g的DMF中在140℃下加热3小时。
水解后，GC分析反应粗产物，结果为RC(C6H5-CH2SCN)＝100％AY(C6H5-CH2SCF3)＝36％反应在NMP中可以类似的方式进行。
权利要求
1.一种用来将取代二氟甲基基团接枝到至少含有一个亲电子官能团的化合物上的亲核试剂，其特征在于所说的试剂包括a)一种分子式为Ew-CF2-COOH的氟代羧酸，其中Ew表示一种吸电子原子或基团，这个氟代羧酸和有机阳离子或无机阳离子至少部分成盐，以及b)一种极性非质子传递溶剂；并且试剂中的各种组分包括其杂质所携带着的可释放性质子的含量至多等于所说氟代羧酸的初始摩尔浓度的一半。
2.根据权利要求1的试剂，其特征在于所说的极性非质子传递溶剂是一种至少含有一个亲电子官能团的化合物。
3.根据权利要求1或2的试剂，其特征在于所说的质子的含量至多等于所说氟代羧酸盐的起始摩尔浓度的10％。
4.根据任一前述权利要求的试剂，其特征在于水含量小于所说氟代羧酸的摩尔浓度的10％。
5.根据任一前述权利要求的试剂，其特征在于至少具有两个稳定价键状态的过渡元素的含量相对于所说的氟代羧酸盐而言小于1000molppm。
6.根据任一前述权利要求的试剂，其特征在于相对于所说的氟代羧酸盐而言，来自于元素周期表第VIII族的元素的含量小于100mol ppm。
7.根据任一前述权利要求的试剂，其特征在于离子型氟化物的用当量表示的含量，至多等于所说氟代羧酸盐的初始摩尔浓度。
8.根据任一前述权利要求的试剂，其特征在于所说的极性非质子传递溶剂的给体数在10至30之间。
9.根据任一前述权利要求的试剂，其特征在于所说的溶剂的受体数小于20。
10.根据任一前述权利要求的试剂，其特征在于相应于所说的溶剂电离第一个氢离子的的pKa至少等于20。
11.根据任一前述权利要求的试剂，其特征在于它包括具有螯合作用的冠醚。
12.根据任一前述权利要求的试剂，其特征在于所说的吸电子原子或基团选自其Hammett常数δp至少等于1的亲电子基团。
13.根据任一前述权利要求的试剂，其特征在于所说的酸选自分子式(1)X-CF2-COOH的化合物，其中X表示卤原子；以及分子式(2)R-G-CF2-COOH的化合物，其中R-G表示腈基基团或者是G表示 或-(CF2)n-，其中n等于或大于1，R表示一种有机或无机残基。
14.根据任一前述权利要求的试剂，其特征在于所说的氟代羧酸或其盐能够完全溶解在试剂介质中。
15.根据任一前述权利要求的试剂，其特征在于所说的羧酸盐是一种碱金属的盐，其中这个碱金属盐选自钠、钾、铷、铯和钫或者是季铵盐。
16.根据任一前述权利要求的试剂，其特征在于试剂中所说的溶剂选自N-二取代酰胺，包括四元取代脲和单取代内酰胺、环状或无环醚、以及苄氰。
17.一种含有二氟亚甲基基团的衍生物的合成方法，其特征在于该方法包括以下步骤a)将根据权利要求1至14中任一权利要求的试剂和含有至少一个亲电子官能团的化合物混合，并且b)加热所得的混合物至100℃到200℃之间，保持1/2小时到一天。
18.一种含有二氟亚甲基基团的衍生物的合成方法，其特征在于该方法包括将根据权利要求2的试剂加热至100℃到200℃之间，保持1/2小时到一天。
19.根据权利要求17或18的方法，其特征在于方法中所说的含有亲电子官能团的化合物选自有机硫化合物的卤或假卤衍生物，特别是氧硫基卤、亚硫酰基卤或磺酰基卤；二硫化物；硫氰酸盐；和羰基化合物，特别是酮、醛、酰基卤、活化酯或酐。
20.根据权利要求17至19中任一权利要求的方法，其特征在于所说的化合物至少含有一个不含有任何能被强碱去除的氢的亲电子官能团。
全文摘要
本发明涉及一种亲核试剂，它能用来将取代二氟甲基基团接枝到至少含有一个亲电子官能团的化合物上，其特征在于所说的试剂包括a)一种分子式为Ew-CFb)一种极性非质子传递溶剂；并且试剂的各种组分包括其杂质所携带着的可释放性质子的含量至多等于所说氟代羧酸的初始摩尔浓度的一半。一种用该试剂通过加热使取代二氟甲基基团接枝到各种化合物上的合成方法。
文档编号C07C49/613GK1137508SQ9610575
公开日1996年12月11日 申请日期1996年3月22日 优先权日1995年3月24日
发明者G·弗里特, J·M·马斯, L·圣-加米斯 申请人:罗纳·布朗克化学公司