專利名稱：2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸衍生物、制備及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸衍生物。具體地說是提供了一種2-三氟甲基取代的烷氧基或芳氧基的乙酸衍生物、它們的制備方法和應(yīng)用。
2-甲基取代的烴氧基乙酸衍生物是一種具有重要應(yīng)用價(jià)值的化合物，可用于除草劑(Naber，J.O.，Van Rensen，J.J.S.in stereroselectivity of Pesticids.Biological and chemical Problems;Ariens，E.J.;Van Rensen，J.J.S.;Welling，W.，ED.;ElsevierAmsterdam，1988;PP39-108)和鐵電液晶的手性摻雜劑(Geelhaar，T.等，Mol，Cryst，Liq，Cryst;1989，5，1269;Tschieroske，C.等，Mol.Cryst.Liq.Cryst.，1990，191，231;Kobayshi，S等，Mol.Cryst.Liq.cryst.;1991，202，103;stegemeyer，H等，Liq Cryst;1991，10，295.)。根據(jù)這類化合物分子中將甲基取代為三氟甲基可以賦于化合物有趣的生理活性和物理性質(zhì)(McClinton，M.A.;McClinton，D.A.Tetrahedron;1992，48，6555;Sartoh，G.;Liq.Cryst.;1993，14，1753.)，可望獲得一種更為有效的除草劑、鐵電液晶的手性摻雜劑或其它具有潛在應(yīng)用價(jià)值的功能分子。目前，合成2-甲基取代的烷氧基或芳香基乙酸衍生物的主要方法是利用烷氧基或芳氧基負(fù)離子對(duì)2-鹵代丙酸衍生物的SN2親核取代反應(yīng)，但用這一方法制備相應(yīng)的三氟甲基取代化合物則是十分困難的(Hine，J.;Giradell，R.G.J.Org.Chem.;1958，23，1550;Nakai，T.;Tanaka，K;Ishikawa，N.J.Fluorine Chem.;1977，9，89)，這是因?yàn)槿谆拇嬖谙虏焕赟N2的反應(yīng)的進(jìn)行。所以，迄今為止，這類化合物報(bào)導(dǎo)甚少，還未存在合成這類化合物的一般簡易的方法。
基于卡賓類活性中間體可與O-H發(fā)生插入反應(yīng)(D.J.Moody等Tetrahedron 1994，50，3195)，本發(fā)明成功地將這一反應(yīng)移植于帶三氟甲基取代的卡賓體與各類羥基化合物的反應(yīng)，從而合成了2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸衍生物。
本發(fā)明的目的是提供一類2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸衍生物。即2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸乙酯，具有如下分子式ROCH(CF3)CO2Et，羥基可以是醇羥基或酚羥基，所述的烷基可以是飽和或不飽和的烷基，直鏈或支鏈的烷基，也可以是環(huán)烷基、環(huán)烯基或具有取代基的環(huán)烷基或環(huán)烯基。所述的芳基可以是芐基、苯基、萘基等，或具有取代基的芳基。
本發(fā)明的化合物中R可以是C1-12的上述烴基。如2-甲氧基-3，3，3-三氟丙酸乙酯，2-乙氧基-3，3，3-三氟丙酸乙酯，2-丙氧基-3，3，3-三氟丙酸乙酯，2-丙烯氧基-3，3，3-三氟丙酸乙酯，2-(3-甲基-2-丁烯氧基)-3，3，3-三氟丙酸乙酯，2-(2-環(huán)己烯-氧基)-3，3，3-三氟丙酸乙酯，2-辛氧基-3，3，3-三氟丙酸乙酯，2-[(1R，2S，5R)-(-)-薄荷基]氧-3，3，3-三氟丙酸乙酯，2-葵氧基-3，3，3-三氟丙酸乙酯，2-芐氧基-3，3，3-三氟丙酸乙酯，2-苯氧基-3，3，3-三氟丙酸乙酯，2-(2-萘氧基)-3，3，3-三氟丙酸乙酯，2-(2-甲基-4-氯苯氧基)-3，3，3-三氟丙酸乙酯等。
本發(fā)明目的還提供一種制備上述2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸衍生物的方法，我們?cè)状螆?bào)導(dǎo)了3，3，3-三氟-2-重氮基丙酸乙酯化合物和它們通過過渡金屬催化合成有機(jī)氟化合物，(施國強(qiáng)等，J.Fluorine Chem.;1989，46，173;J.Chem.Soc.，Chem.Commun.;1989，607;J.Org.Chem.;1990，55，3383;Tetrahedron;1991，47，1629)，本發(fā)明采用該化合物在催化劑存在下分解成卡賓體與羥基化合物的插入反應(yīng)合成2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸衍生物，反應(yīng)式如下所示 本發(fā)明的方法中所采用的羥基化合物可以是伯醇、仲醇、叔醇、含有不飽和官能團(tuán)的醇、酚類化合物，進(jìn)一步描述R可以是如上所述的C1-12的烷基或芳基。如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、辛基、葵基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、環(huán)己基、環(huán)己烯基、1R，2S，5R-(-)-薄荷基、苯基、芐基、萘基、2-甲基-4-氯苯基等。
本發(fā)明的方法中醇與3，3，3-三氟-2-重氮基丙酸乙酸的克分子比可以是1-50∶1，推薦的克分子比為2-4∶1。
本發(fā)明的方法中采用的過渡金屬催化劑可以是二價(jià)銅或銠的絡(luò)合物，如醋酸銠，三氟醋酸銠、三氟乙酰胺基銠，乙酰乙酸銅、硫酸銅等。
催化劑和羥基化合物的克分子比為0.001-0.05∶1，通常0.001-0.02∶1已能使反應(yīng)完全。
本發(fā)明的方法中采用的溶劑一般為非質(zhì)子類溶劑，如苯、甲苯，二氯甲烷、乙醚等。也可以用相應(yīng)的羥基化合物本身作溶劑。
本發(fā)明的方法中反應(yīng)溫度一般是0-100℃，最佳反應(yīng)溫度為20-80℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5-10小時(shí)，推薦0.5-5小時(shí)。
本發(fā)明的另一目的還提供了2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸衍生物的用途，這類化合物不僅是一種重要的合成帶氟原子的生物有機(jī)化合物的中間體，而且本身也是重要的生物活性物質(zhì)，如2-三氟甲基苯氧基或萘氧基醋酸酯是一種有興趣的生理活性物質(zhì)，由于2-三氟甲基的引入，2-(2-甲基-4-氯苯氧基)-3，3，3-三氟丙酸乙酯可望成為比相應(yīng)的含甲基取代的化合物更為有效的除草劑。2-(丙烯氧基)-3，3，3-三氟丙酸乙酯經(jīng)2，2，6，6-四甲基哌啶鋰可得到化合物4，4再經(jīng)克萊遜重排反應(yīng)得β，β-雙氟酮酯5，產(chǎn)率63%。化合物3b用氫化鋰鋁還原可得醇6，經(jīng)過相似轉(zhuǎn)化可獲2，2-二氟-2′-羥基酮8，5和8可以分別作為合成帶有雙氟亞甲基結(jié)構(gòu)單元的具有生理活性的化合物。

總之，本發(fā)明的化合物是一種具有潛在生理活性和物理性能的化合物，也是一種合成生物活性物質(zhì)的重要中間體，合成方法簡便，原料易得。
通過下述實(shí)施例將有助于理解本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明內(nèi)容。
實(shí)施例中1HNMR譜用Varian JROL FX-90或Bruker AM-300核磁儀測(cè)定，Me4Si作內(nèi)標(biāo)。19FNMR譜用Varian EM-360L核磁儀，用三氟醋酸作外標(biāo)，低磁場(chǎng)位移是負(fù)值。采用Finnigan 4021 GC/MS/DC質(zhì)譜儀。元素分析采用Perkin-Elmer Elemental analyser 2450 CHN儀，所有反應(yīng)采用TLC和19FNMR跟蹤。
實(shí)施例1將3，3，3-三氟-2-重氮基-丙酸乙酯，乙醇和催化劑在適當(dāng)?shù)娜軇┲谢旌?，在一定溫度下反?yīng)至重氮化合物消失(用19FNMR跟蹤所得反應(yīng)混合物蒸去溶劑后蒸餾提純，得2-乙氧基-3，3，3-三氟丙酸乙酯(見表1)1HNMR(CDCl3)δ4.33(m，2H)，4.25(q，J＝6.7Hz，1H)3.74(m，2H)，1.32(t，J＝7.1Hz，3H)，1.30(t，J＝7.1Hz，3H)19FNMR(CDCl3)δ-4.0(d，J＝6.7Hz);
MS(EI，m/z)201(M++1，100)，173(13)，59(31)，43(15)元素分析C7H11F3O3計(jì)算值C，42.01;H，5.54實(shí)測(cè)值C，41.90;H，5.68。
表1 實(shí)施例2將3，3，3-三氟-2重氮基丙酸乙酯(20mmol)的苯或二氯甲烷(10ml)溶液在一定溫度下滴加到含有羥基化合物(40mmol)，醋酸銠(0.2mmol)和二氯甲烷或苯的混合液中，1小時(shí)內(nèi)加畢后將反應(yīng)混合液再生同樣溫度下攪拌30分鐘。然后將低沸點(diǎn)物在減壓下除去所得殘留物在硅膠上柱層析，用石油醚和乙酸乙酯作為淋洗劑，所得結(jié)果見表2。
表2銠催化下的CF3的卡賓體與羥基化合物的O-H插入反應(yīng)
2-乙氧基-3，3，3-三氟丙酸乙酯1HNMR(CDCl3)δ4.33(m，2H)，4.25(q，J＝6.7Hz，1H)3.74(m，2H)，1.32(t，J＝7.1Hz，3H)，1.30(t，J＝7.1Hz，3H)19FNMR(CDCl3)δ-4.0(d，J＝6.7Hz);
MS(EI，m/z)201(M++1，100)，173(13)，59(31)，43(15)元素分析C7H11F3O3計(jì)算值C，42.01;H，5.54實(shí)測(cè)值C，41.90;H，5.68。
2-(丙烯氧基)-3，3，3-三氟丙酸乙酯1HNMR(CDCl3)δ5.89(m，1H)，5.02(m，2H)，4.41(q，J＝6.5Hz，1H)4.36(q，J＝7.2Hz，2H)，4.24(d，J＝7.2Hz，2H)，1.34(t，J＝7.1Hz，3H)19FNMR(CDCl3)δ-3.6(d，J＝6.5Hz);
MS(EI，m/z)213(M++1，100)，183(16)，166(45)，59(25)元素分析C8H11F3O3計(jì)算值C，45.29;H，5.23實(shí)測(cè)值C，45.60;H，5.28。
2-(3-甲基-2-丁烯氧基)-3，3，3-三氟丙酸乙酯1HNMR(CDCl3)δ5.33(m，1H)，4.40(q，J＝6.5Hz，1H)，4.35(q，J＝7.1Hz，2H)，4.30(dd，J＝7.4Hz，12.1Hz，1H)，4.22(dd，J＝7.4Hz，12.1Hz，1H)，1.73(s，3H)，1.82(s，3H)，1.33(t，J＝7.1Hz，3H)19FNMR(CDCl3)δ-3.5(d，J＝6.5Hz);
MS(EI，m/z)241(M++1，52)，212(12)，195(100)，168(31)69(42)元素分析C10H15F2O3計(jì)算值C，50.00;H，6.29
實(shí)測(cè)值C，49.98;H，6.01。
2-芐氧基-3，3，3-三氟丙酸乙酯1HNMR(CDCl3)δ7.31(s，5H)，4.78(d，J＝12.0Hz，1H)，4.57(d，J＝12.0Hz，1H)，4.41(q，J＝6.8Hz，1H)，4.32(m，2H)，130(t，J＝7.1Hz，3H)，19FNMR(CDCl3)δ-3.9(d，J＝6.8Hz);
MS(EI，m/z)263(M+，14)，233(12)，217(18)，91(100)元素分析C12H13F3O3計(jì)算值C，54.96;H，5.00實(shí)測(cè)值C，55.17;H，5.21。
2-(2-環(huán)己烯氧基)-3，3，3-三氟丙酸乙酯1HNMR(CDCl3)δ5.71-5.90(m，2H)，4.40(q，J＝6.7Hz，1H)，4.33(m，2H)，4.25(m，1H)，1.92-213(m，2H)2H)，1.55-1.75(m，4H)，130(t，J＝7.1Hz，3H)，19FNMR(CDCl3)δ-3.4(d，J＝6.7Hz)，-3.3(d，J＝6.7Hz)MS(EI，m/z)252(M+，23)，223(19)，206(45)，81(100)元素分析C11H15F3O3計(jì)算值C，52.38;H，5.99實(shí)測(cè)值C，52.52;H，6.07。
2-[(1R，2S，5R)-(-)-薄荷基丁氧-3，3，3-三氟丙酸乙酯1HNMR(CDCl3)δ4.40(q，J＝6.7Hz，1H)，4.30(q，J＝7.1Hz，2H)，3.35(dt，J＝4.0Hz，8.0Hz，0.2×1H)，3.29(dt，J＝4.2Hz，8.7Hz，0.8×1H)，2.35(m，1H)，2.05(m，0.8×1H)，1.90(m，0.2×1H)，1.87(m，1H)，1.32(t，J＝7.1Hz，3H)，0.93(d，J＝6.6Hz，3H，0.88(d，J＝7.1Hz，3H)，0.82-1.05(m，6H)，0.72(d，J＝6.9Hz，3H)19FNMR(CDCl3)δ-3.5(d，J＝6.7Hz)MS(EI，m/z)310(M+，5)，225(26)，197(19)，155(31)123(50)，95(84)，81(100)元素分析C15H25F3O3計(jì)算值C，58.05;H，8.12實(shí)測(cè)值C，58.31;H，8.46。
2-苯氧基-3，3，3-三氟丙酸乙酯1HNMR(CDCl4)δ6.82-7.40(m，5H)，4.89(q，J＝6.4Hz，1H)，4.30(q，J＝7.1Hz，1H)，1.29(t，J＝7.1Hz，3H)19FNMR(CCl4)δ-4.3(d，J＝6.4Hz);
MS(EI，m/z)248(M+，41)，175(32)，77(100)元素分析C11H11F3O3計(jì)算值C，53.23;H，4.47實(shí)測(cè)值C，52.85;H，4.36。
2-(2-萘氧基)-3，3，3-三氟丙酸乙酯1HNMR(CDCl3)δ7.4-7.32(m，3H)，6.90-7.40(m，4H)，4.92(q，J＝6.2Hz，1H)，4.20(q，J＝7.1Hz，2H)，1.20(t，J＝7.1Hz，3H)，19FNMR(CCl4)δ-4.0(d，J＝6.2Hz);
MS(EI，m/z)298(M+，100)，225(12)，124(47)，115(39)元素分析C15H13F3O3計(jì)算值C，60.41;H，4.39實(shí)測(cè)值C，60.51;H，4.24。
2-(2-甲基-4-氯苯氧基)-3，3，3-三氟丙酸乙酯1HNMR(CDCl3)δ7.19(d，J＝2.9Hz，1H)，7.10(dd，J＝8.7Hz，1H)，6.65(d，J＝8.7Hz，1H)，4.92(q，J＝6.4Hz，1H)，4.32(m，2H)，2.29(s，3H)，1.30(t，J＝7.2Hz，3H)19FNMR(CCl3)δ-4.0(d，J＝6.4Hz);
MS(EI，m/z)296(M+，65)，223(38)，141(100)，125(73)元素分析C12H12F3O3計(jì)算值C，48.58;H，4.08實(shí)測(cè)值C，48.67;H，3.85。
權(quán)利要求
1.一種2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸衍生物，其特征是所述的化合物是具有分子式為ROCH(CF3)CO2Et的2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸乙酯，其中R是C1-12的烴基，所述的烴基是直鏈或支鏈的、飽和或不飽和的烷基或環(huán)烷基，芳基或取代的芳基。
2.一種如權(quán)利要求1所述的2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸乙酯，其特征是所述的化合物是2-乙氧基-3，3，3-三氟丙酸乙酯。
3.一種如權(quán)利要求1所述的2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸乙酯，其特征是所述的化合物是2-(丙烯氧基)-3，3，3-三氟丙酸乙酯。
4.一種如權(quán)利要求1所述的2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸乙酯，其特征是所述的化合物是2-(3-甲基)-2-丁烯氧基-3，3，3-三氟丙酸乙酯。
5.一種如權(quán)利要求1所述的2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸乙酯，其特征是所述的化合物是2-芐氧基-3，3，3-三氟丙酸乙酯。
6.一種如權(quán)利要求1所述的2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸乙酯，其特征是所述的化合物是2-(2-環(huán)己烯氧基)-3，3，3-三氟丙酸乙酯。
7.一種如權(quán)利要求1所述的2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸乙酯，其特征是所述的化合物是2-[(1R，2S，5R)-(-)-薄荷基)氧-3，3，3-三氟丙酸乙酯。
8.一種如權(quán)利要求1所述的2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸乙酯，其特征是所述的化合物是2-苯氧基-3，3，3-三氟丙酸乙酯。
9.一種如權(quán)利要求1所述的2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸乙酯，其特征是所述的化合物是2(2-萘氧基)-3，3，3-三氟丙酸乙酯。
10.一種如權(quán)利要求1所述的2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸乙酯，其特征是所述的化合物是2-(2-甲基-4-氯苯氧基)-3，3，3-三氟丙酸乙酯。
11.一種如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10所述的2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸乙酯的制備方法，其特征是在非質(zhì)子溶劑和二價(jià)銅或銠絡(luò)合物催化劑存在下，ROH與3，3，3-三氟-2-重氮基丙酸乙酯反應(yīng)，ROH與3，3，3-三氟-2-重氮基丙酸乙酯的克分子比為1-50∶1，催化劑與ROH的克分子比為0.001-0.05。
12.一種如權(quán)利要求11所述的2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸乙酯的制備方法，其特征是反應(yīng)溫度0-100℃，反應(yīng)時(shí)間0.5-10小時(shí)。
13.一種如權(quán)利要求11或12所述的2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸乙酯的制備方法，其特征是反應(yīng)溫度20-80℃，反應(yīng)時(shí)間0.5-5小時(shí)。
14.一種如權(quán)利要求11或12所述的2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸乙酯的制備方法，其特征是所述的非質(zhì)子類溶劑是苯、甲苯、二氯甲烷或乙醚。
15.一種如權(quán)利要求1所述的2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸乙酯的制備方法，其特征是所述的銠絡(luò)合物催化劑是醋酸銠。
16.一種如權(quán)利要求1所述的2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸乙酯的用途，其特征是除草劑。
17.一種如權(quán)利要求1所述的2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸乙酯的用途，其特征是鐵電液晶手性滲雜劑。
18.一種如權(quán)利要求1所述的2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸乙酯的用途，其特征是合成含氟化合物的中間體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種2-三氟甲基取代的烴氧基乙酸衍生物，其中烴基可以是飽和或不飽和，直鏈或支鏈的烷基，芳基可以是芐基、苯基、萘基或取代的芳基，在二價(jià)銅或銠絡(luò)合物催化劑存在下，羥基化合物與三氟甲基取代的重氮化合物，反應(yīng)制得。本發(fā)明的化合物是能用于除草劑，鐵電液晶手性滲雜劑或含氟有機(jī)化合物的中間體。
文檔編號(hào)C07C53/50GK1110675SQ95111570
公開日1995年10月25日 申請(qǐng)日期1995年3月24日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月24日
發(fā)明者施國強(qiáng), 曹志耀 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所