本發(fā)明屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制備全氟烷基磺?；驳姆椒?。

背景技術(shù)：

由于氟原子的原子半徑與氫原子相當(dāng)，具有電負(fù)性大、脂溶性好等特點(diǎn)；將氟原子引入藥物分子中，通常能增強(qiáng)原來分子的藥理活性，增加代謝穩(wěn)定性、提高脂溶性和生物利用度等。上世紀(jì)五六十年代，氟非那(Fluphenazine)和5-氟尿嘧啶(5-Fluorouracil)的問世，標(biāo)志著含氟化合物在藥物中開始得到應(yīng)用。截止2013年底,一共有163個(gè)含氟藥物被美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)批準(zhǔn)上市?，F(xiàn)代醫(yī)藥和農(nóng)藥研究中，利用氟原子或者含氟官能團(tuán)來調(diào)控原來分子的生理活性已成為新藥研發(fā)的通用準(zhǔn)則之一。在已知的含氟官能團(tuán)中，全氟烷基磺?；鶓{借其強(qiáng)吸電子性和親脂性正獲得越來越多的關(guān)注。

炔是最常見的有機(jī)物之一，全氟烷基磺酰基炔是一種反應(yīng)活性非常高的合成砌塊。通過加成反應(yīng)，全氟烷基磺?；部捎糜谥苽淙榛酋Ｏ?Hanack,M.；Wilhelm,B.；Subramanian,L.R.,Synthesis 1988,592.；Xiang,J.；Jiang,W.；Gong,J.；Fuchs,P.L.,J.Am.Chem.Soc.1997,119,4123.)。另外，在AIBN等自由基引發(fā)劑的作用下，全氟烷基磺?；策€可用作炔基化試劑(Gong,J.；Fuchs,P.L.,J.Am.Chem.Soc.1996,118,4486.)。由于含有電子云密度很低的C≡C三鍵，全氟烷基磺?；彩呛芎玫腄iels-Alder反應(yīng)的親雙烯體，參與到[4+2]或者[3+2]環(huán)加成反應(yīng)中，生成各種含有R_fnSO₂-取代的芳香雜環(huán)化合物(Glass,R.S.；Smith,D.L.,J.Org.Chem.1974,39,3712.)。

盡管全氟烷基磺酰基炔具有非常好的反應(yīng)多樣性和反應(yīng)活性，但關(guān)于這類化合物的合成方法卻非常有限，而且大部分工作主要集中在三氟甲磺酰炔的合成上。目前已知的方法是以n-BuLi或Na為堿，三氟甲磺酸酐為三氟甲磺?；噭?，對(duì)末端炔烴進(jìn)行直接三氟甲磺酰化(Glass,R.S.；Smith,D.L.,J.Org.Chem.1974,39,3712.；Hanack,M.；Wilhelm,B.；Subramanian,L.R.,Synthesis 1988,592.)。這種方法官能團(tuán)耐受性不好，反應(yīng)條件苛刻，使用的三氟甲磺酸酐腐蝕性強(qiáng)且價(jià)格昂貴。此外，除了常用的三氟甲磺酸酐外，其他全氟烷基磺酸酐種類非常少，因此通過該方法能夠制備的全氟烷基磺?；卜N類也十分有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在提供一種原料易得、條件溫和、反應(yīng)選擇性好、產(chǎn)率高、儀器設(shè)備要求低和操作簡(jiǎn)單的合成方法制備全氟烷基磺?；?。

為達(dá)到上述目的，采用技術(shù)方案如下：

全氟烷基磺?；驳闹苽浞椒?，包括以下步驟：

將炔基芳基三價(jià)碘鹽與全氟烷基亞磺酸鈉混合，在零下80℃-60℃反應(yīng)5min-24h，分離純化，得全氟烷基磺?；?。

按上述方案，所述炔基芳基三價(jià)碘鹽結(jié)構(gòu)式如下：

其中，R為含1～20個(gè)碳原子的烷基、苯基、取代苯基或芳雜環(huán)；R’為烷基、烷氧基、芳基、氫原子、氟原子、氯原子、溴原子或碘原子；X為醋酸根、三氟醋酸根、鹵負(fù)離子、對(duì)甲苯磺酸根、甲磺酸根、三氟甲磺酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、六氟化銻陰離子、硫酸根、磷酸根或硝酸根陰離子。

按上述方案，所述全氟烷基亞磺酸鈉結(jié)構(gòu)通式為：R_fnSO₂Na；

其中，R_fn為CF₃、(CF₂)₂X、C₃F₇、(CF₂)₄X、(CF₂)₅X、(CF₂)₆X、(CF₂)₇X、(CF₂)₈X或(CF₂)₂O(CF₂)_nX；n＝2、4或6；X＝H,F,Cl,Br或I。

按上述方案，炔基芳基三價(jià)碘鹽與全氟烷基亞磺酸鈉的摩爾比為1:(0.1～10)。

按上述方案，優(yōu)選地，炔基芳基三價(jià)碘鹽與全氟烷基亞磺酸鈉的摩爾比為1:2。

按上述方案，優(yōu)選地，反應(yīng)還加入了有機(jī)溶劑，所述有機(jī)溶劑為乙腈、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、三氯甲烷、四氫呋喃、1,4-二氧六環(huán)、乙醚、甲苯、苯和砜類溶劑中的任意一種。

按上述方案，優(yōu)選地，有機(jī)溶劑為二氯甲烷。

按上述方案，優(yōu)選地，反應(yīng)溫度為0-30℃；優(yōu)選地，反應(yīng)時(shí)間為5-60min。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果如下：

全氟烷基亞磺酸鈉可以很方便地通過亞磺化脫鹵反應(yīng)從全氟碘代烷制得，該方法不僅成本低廉、種類多樣、原料來源豐富，而且反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)單、在水和有機(jī)混合溶劑中進(jìn)行。

將全氟烷基亞磺酸鈉用作全氟烷基磺?；噭?，制備全氟烷基磺酰基化合物，是目前最安全、也是最方便的方法，該方法不需要嚴(yán)格低溫環(huán)境，并且能夠充分保證產(chǎn)物的多樣性，能夠制備以全氟烷基磺酸酐和強(qiáng)堿為試劑不能制備的目標(biāo)產(chǎn)物。

本發(fā)明公開的無過渡金屬和任何添加劑參與的全氟烷基亞磺酸鈉對(duì)炔基芳基三價(jià)碘鹽直接全氟烷基磺?；椒?，具有很好的普適性。該方法不僅原料易得、反應(yīng)條件溫和、選擇性好、產(chǎn)率高，而且對(duì)儀器設(shè)備要求低，工藝操作簡(jiǎn)單，因此有望用于大規(guī)模合成多種含三氟甲磺?；霓r(nóng)藥、醫(yī)藥、藥物中間體和新材料等。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明的技術(shù)方案，但不作為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

本發(fā)明合成的三氟甲磺酰炔，其典型結(jié)構(gòu)如下所示，但不作為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

本發(fā)明合成的全氟烷基磺?；玻涞湫徒Y(jié)構(gòu)如下所示，但不作為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

本發(fā)明炔基芳基三價(jià)碘鹽按以下方法制備而來：

室溫下，100mL氮?dú)獗Ｗo(hù)的圓底瓶中，加入羥基(對(duì)甲苯磺酰)碘苯(3.92g,10mmol)，變色硅膠(5g)，二氯甲烷(50mL)，炔(20mmol)，室溫下攪拌18h。將反應(yīng)液濃縮至25mL左右，攪拌下滴加乙醚(150mL)，過濾收集析出的沉淀，用乙醚洗滌(3×50mL)，干燥，即得對(duì)甲苯磺酸(苯乙炔基)(苯基)三價(jià)碘鹽。

實(shí)施例1：

室溫下，100mL氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)瓶中，加入對(duì)甲苯磺酸(苯乙炔基)(苯基)三價(jià)碘鹽(4.78g,10mmol)和三氟甲基亞磺酸鈉(3.2g,20mmol)，然后用注射器注入二氯甲烷(50mL)，室溫下攪拌30分鐘。將反應(yīng)液旋干，殘留物用硅膠柱層析純化(洗脫劑為石油醚：乙酸乙酯＝20：1(v/v))，即得1-三氟甲磺酰苯乙炔(2.28g,97％yield)。¹H NMR(500MHz,CDCl₃)δ7.70(d,J＝7.3Hz,2H),7.63(t,J＝7.6Hz,1H),7.49(t,J＝7.6Hz,2H).¹⁹F NMR(471MHz,CDCl₃)δ-79.6(s,3F).¹³C NMR(126MHz,CDCl₃)δ133.7,133.4,129.1,119.0(q,J＝323.3Hz),115.8,100.8,77.4.

實(shí)施例2：

室溫下，100mL氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)瓶中，加入對(duì)甲苯磺酸(苯乙炔基)(苯基)三價(jià)碘鹽(5.04g,10mmol)和三氟甲基亞磺酸鈉(3.2g,20mmol)，然后用注射器注入二氯甲烷(50mL)，室溫下攪拌20分鐘。將反應(yīng)液旋干，殘留物用硅膠柱層析純化(洗脫劑為石油醚：乙酸乙酯＝20：1(v/v))，即得2-乙基-1-三氟甲磺酰苯乙炔(0.50g,10％yield)和1-甲基-3-三氟甲磺酰-1H茚(1.35g,51％yield)。2-乙基-1-三氟甲磺酰苯乙炔：¹H NMR(500MHz,CDCl₃)δ7.64(d,J＝7.6Hz,1H),7.54(t,J＝7.6Hz,1H),7.35(d,J＝7.8Hz,1H),7.29(t,J＝7.6Hz,1H),2.84(q,J＝7.7Hz,2H),1.28(t,J＝7.7,3H).¹⁹F NMR(471MHz,CDCl₃)δ-79.7(s,3F).¹³C NMR(126MHz,CDCl₃)δ150.2,134.5,133.6,128.9,126.4,119.1(q,J＝322.4Hz),115.0,110.5,80.4(q,J＝2.7Hz),27.7,14.9.IR(KBr):2962,2926,2908,2854,2175,1455,1260,1092,1018,868,800,699cm-¹.HRMS-EI calcd for C₁₁H₉F₃O₂S:262.0275；Found:262.0270；1-甲基-3-三氟甲磺酰-1H茚：¹H NMR(500MHz,CDCl₃)δ7.82(d,J＝7.5Hz,1H),7.51(t,J＝7.5Hz,1H),7.41(d,J＝7.8Hz,1H),7.38(t,J＝7.8Hz,1H),6.13(s,1H),5.11(s,1H),2.26(s,3H).¹⁹F NMR(471MHz,CDCl₃)δ-74.4(s,3F).¹³C NMR(126MHz,CDCl₃)δ148.9,145.8,132.5,130.0,127.0,125.9,120.4,120.0(q,J＝329.7Hz),118.8,68.3,13.2.IR(KBr):3063,2963,2927,2876,1619,1457,1363,1260,1202,1125,1095,1018,864,798,617cm-¹.HRMS-EI calcd for C₁₁H₉F₃O₂S:262.0275；Found:262.0272.

實(shí)施例3：

室溫下，100mL氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)瓶中，加入對(duì)甲苯磺酸(苯乙炔基)(苯基)三價(jià)碘鹽(5.06g,10mmol)和三氟甲基亞磺酸鈉(3.2g,20mmol)，然后用注射器注入二氯甲烷(50mL)，室溫下攪拌30分鐘。將反應(yīng)液旋干，殘留物用硅膠柱層析純化(洗脫劑為石油醚：乙酸乙酯＝20：1(v/v))，即得3-三氟甲磺酰-1-苯并呋喃(1.77g,71％yield)。¹HNMR(500MHz,CDCl₃)δ8.42(s,1H),7.90(d,J＝7.6Hz,1H),7.67(d,J＝8.1Hz,1H),7.52(t,J＝7.5Hz,1H),7.49(t,J＝7.6Hz,1H).¹⁹F NMR(471MHz,CDCl₃)δ-79.5(s,3F).¹³C NMR(126MHz,CDCl₃)δ155.8,154.7,127.3,125.9,122.0,120.1,119.7(t,J＝325.2Hz),115.1,112.6.IR(KBr):3151,3103,3043,2963,2924,2853,1794,1732,1693,1610,1573,1475,1449,1368,1351,1323,1262,1222,1206,1187,1151,1122,1104,1023,869,855,802,763,749,668,622,591cm-¹.HRMS-EI calcd for C₉H₅F₃O₃S:249.9911；Found:249.9913.

實(shí)施例4：

室溫下，100mL氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)瓶中，加入對(duì)甲苯磺酸(苯乙炔基)(苯基)三價(jià)碘鹽(4.78g,10mmol)和三氟甲基亞磺酸鈉(4.1g,20mmol)，然后用注射器注入二氯甲烷(50mL)，室溫下攪拌5分鐘。將反應(yīng)液旋干，殘留物用硅膠柱層析純化(洗脫劑為石油醚：乙酸乙酯＝20：1(v/v))，即得1-五氟乙基磺酰苯乙炔(2.05g,72％yield)。¹H NMR(500MHz,CDCl₃)δ7.69(d,J＝7.7Hz，2H)，7.63(t，J＝7.1Hz，1H)，7.49(t，J＝7.3Hz，2H).¹⁹F NMR(471MHz，CDCl₃)δ-77.7(m,3F),-116.9(m,2F).¹³C NMR(126MHz,CDCl₃)δ133.7,133.5,129.1,115.7,101.2,77.6.IR(KBr):3068,2178,2102,1597,1489,1446,1384,1328,1236,1186,1129,985,860,758,678,637,595cm^-1.HRMS-EI calcd for C₁₀H₅F₅O₂S:283.9930；Found:283.9928.

實(shí)施例5：

室溫下，100mL氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)瓶中，加入對(duì)甲苯磺酸(苯乙炔基)(苯基)三價(jià)碘鹽(14.29g,30mmol)和O(CF₂CF₂SO₂Na)₂(3.9g,10mmol)，然后用注射器注入二氯甲烷(200mL)，室溫下攪拌30分鐘。將反應(yīng)液旋干，殘留物用硅膠柱層析純化(洗脫劑為石油醚：乙酸乙酯＝20：1(v/v))，即得2,2'-二氧-二(1,1,2,2,-四氟乙基-2,1-二砜基)-二乙炔基-二苯(2.76g，51％yield)。¹HNMR(500MHz,CDCl₃)δ7.67(d,J＝7.5Hz,4H),7.61(d,J＝7.5Hz,2H),7.47(d,J＝7.5Hz,4H).¹⁹F NMR(471MHz,CDCl₃)δ-79.7(m,4F),-116.0(m,4F).¹³C NMR(126MHz,CDCl₃)δ133.7,133.3,129.1,115.8,101.1,77.8.IR(KBr):3066,2178,2095,1596,1489,1445,1382,1342,1303,1195,1140,1025,999,859,758,685,587,524,506cm^-1.HRMS-ESI calcd for[C₂₀H₁₀F₈O₅S₂+H]⁺:546.9915；Found:546.9881.