一種全氟羧酸銅(i)試劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)合成領(lǐng)域，具體涉及一種全氟羧酸銅（I)試劑及其制備方法和應(yīng) 用。
【背景技術(shù)】
[0002] 全氟基團(tuán)由于氟原子的強(qiáng)電負(fù)性，具有很多獨特的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，因此含 全氟基團(tuán)的化合物在生物化學(xué)、醫(yī)藥、農(nóng)藥、功能材料等領(lǐng)域中具有非常重要的應(yīng)用價值。 許多藥物分子中都含有全氟基團(tuán)，如血管緊張素 II受體拮抗劑（DuP 532)、鉀通道開放劑 (KC-515)等。然而目前已報道的全氟烷基化反應(yīng)中，需要以昂貴的催化劑、配體、以及全氟 烷基化試劑為原料，使其在工業(yè)上很難得到推廣，因此，發(fā)明一種經(jīng)濟(jì)可行的全氟烷基化試 劑，以促進(jìn)全氟烷基化反應(yīng)高效、快速的進(jìn)行，具有重要的實際應(yīng)用意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種全氟羧酸銅（I)試劑及其制備方法和應(yīng)用，以工業(yè)上 廉價易得的全氟羧酸等為主要原料，與雙齒氮配體螯合而制得全氟羧酸銅（I)試劑，該試劑 性能穩(wěn)定，并能夠高效地促進(jìn)鹵代芳烴或鹵代雜環(huán)化合物的全氟烷基化反應(yīng)。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種全氟羧酸銅（I)試劑，其結(jié)構(gòu)式為：
實中，Rf選自 C 2F5、/?-C3F7, /7-C4F9、/7-C5Fn、 /^6F13中的一種，RpR2獨立的選自H或烷基；所述的烷基為碳原子數(shù)為1-4的任意一種烷 基。
[0005] 所述全氟羧酸銅（I)試劑的結(jié)構(gòu)式中1^和R2同為H，或同為烷基，或R 1為氫、R 2為 烷基。
[0006] 所述全氟羧酸銅（I)試劑的制備方法具體包括以下步驟： 1) 氯化亞銅、四氫呋喃、叔丁醇鈉在室溫下反應(yīng)，過濾，得到叔丁醇化亞銅溶液； 2) 往所得叔丁醇化亞銅溶液中加入雙齒氮配體，得到深紅棕色溶液；在0 °C下，向深 紅棕色溶液中滴加全氟羧酸，室溫下攪拌15分鐘，過濾，將濾液真空除去溶劑，所得固體用 乙醚洗滌，經(jīng)重結(jié)晶后得到全氟羧酸銅（I)試劑。
[0007] 其中，氯化亞銅、叔丁醇鈉、雙齒氮配體和全氟羧酸的摩爾比為1: 0. 1-1.5: 0·1-10: 0·1-10。
[0008] 所述雙齒氮配體的結(jié)構(gòu)式為：
其中，RjPR2獨立的選自H或烷基。
[0009] 所述全氟羧酸銅（I)試劑的應(yīng)用：在二惡烷溶劑中，將所述全氟羧酸銅（I)試劑與 化合物R-X反應(yīng)，用于生成全氟烷基化產(chǎn)物R-R f;其反應(yīng)方程式如下：
[0010] 該反應(yīng)的具體步驟為：在氮氣氣氛中，在一個反應(yīng)器中放入聚四氟乙烯磁石一粒， 再加入全氟羧酸銅（I)試劑、化合物R-X，最后加入二惡烷溶劑，在密閉體系中130-140°C 攪拌反應(yīng)10-16 h后，冷卻至室溫，用乙醚萃取3次，每次10 mL，萃取液濃縮、過硅膠柱色 譜，以正戊烷為洗脫劑進(jìn)行洗脫，得到相應(yīng)的全氟烷基化產(chǎn)物；其中，全氟羧酸銅（I)試劑、 化合物R-X按摩爾量之比0. 5-10:1加入；每毫摩爾全氟羧酸銅（I)試劑加入二惡烷的量為 20_30 mL〇
[0011] 本發(fā)明的有益效果在于： 本發(fā)明以工業(yè)上廉價易得的全氟羧酸為原料合成一種全氟羧酸銅（I)試劑，其可作為 全氟烷基化的試劑，促進(jìn)全氟烷基化反應(yīng)高效進(jìn)行，且其反應(yīng)操作簡便，具有良好的工業(yè)應(yīng) 用前景。
【附圖說明】
[0012] 圖1為1，10-菲羅啉配位的五氟丙酸銅（I)單晶結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013] 為了使本發(fā)明所述的內(nèi)容更加便于理解，下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明所述的 技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明，但是本發(fā)明不僅限于此。
[0014] 實施例1 在氮氣保護(hù)下，在反應(yīng)器中加入一個聚四氟乙烯磁力攪拌子，并往其中加入〇. 50 mmol 氯化亞銅，加10 mL四氫呋喃溶劑混勻，再在室溫下滴加5mL含有0. 50 mmol叔丁醇鈉的四 氫呋喃溶液，室溫下攪拌15分鐘，過濾，得到淡紅色澄清溶液，將其導(dǎo)入帶有支管的小燒瓶 中；在小燒瓶中加入一個聚四氟乙烯攪拌子，滴加10 mL含有1.00 mmol鄰菲羅啉的四氫呋 喃溶液，得到深紅棕色溶液，將支管燒瓶取出放在冰水浴中，在〇 °C、氮氣氛圍下，用一次性 注射器向上述深紅棕色溶液中緩慢滴加10 mL含有0. 50 mmol五氟丙酸的四氫呋喃溶液， 滴加完畢后，室溫下繼續(xù)攪拌15分鐘；將生成的反應(yīng)液放入手套箱，抽濾，所得固體用乙醚 洗滌，得到深紅棕色固體，經(jīng)重結(jié)晶后得到紅棕色粒狀晶體，即為1，10-鄰菲羅啉合五氟丙 酸亞銅（I)，產(chǎn)率90%，其單晶結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。 1H NMR (400 MHz, DMS0-4) δ 9.04 (d, /= 4. I Hz, 4H), 8.88 (d, J= 8.0 Hz, 4H), 8.33 (s, 4H), 8.05 (dd, J= 8.0, 4.7 Hz, 4H). 19F NMR (376 MHz, DMSO-4) S -82.0 (s, 3F), -119.6 (s, 2F)。元素分析， anal :C 41. 18, H 2· 51，N 8· 73, found :C 40. 98, H 2· 64, N 8· 87〇
[0015] 實施例2 在氮氣保護(hù)下，在反應(yīng)器中加入一個聚四氟乙烯磁力攪拌子，并往其中加入〇. 50 mmol 氯化亞銅，加10 mL四氫呋喃溶劑混勻，再在室溫下滴加5mL含有0. 50 mmol叔丁醇鈉的四 氫呋喃溶液，室溫下攪拌15分鐘，過濾，得到淡紅色澄清溶液，將其導(dǎo)入帶有支管的小燒瓶 中；在小燒瓶中加入一個聚四氟乙烯攪拌子，滴加10 mL含有1.00 mmol鄰菲羅啉的四氫呋 喃溶液，得到深紅棕色溶液，將支管燒瓶取出放在冰水浴中，在〇 °C、氮氣氛圍下，用一次性 注射器向上述深紅棕色溶液中緩慢滴加10 mL含有0. 50 mmol七氟丁酸的四氫呋喃溶液， 滴加完畢后，室溫下繼續(xù)攪拌15分鐘；將生成的反應(yīng)液放入手套箱，抽濾，所得固體用乙醚 洗滌，得到深紅棕色固體，經(jīng)重結(jié)晶后得到紅棕色粒狀晶體，即為1，10-鄰菲羅啉合七氟丁 酸亞銅（I)，產(chǎn)率74%。屮 NMR (400 MHz, DMS0-4) δ 9.07 (s，4H), 8.83 (s，4H), 8.27 (s, 4Η), 8.03 (s, 4Η)。19F NMR (376 MHz, DMSO-4) S -80.2 (s, 3F), -114.8 (s, 2F), -126.1 (s, 2F). 實施例3 在氮氣保護(hù)下，在反應(yīng)器中加入一個聚四氟乙烯磁力攪拌子，并往其中加入〇. 50 mmol 氯化亞銅，加10 mL四氫呋喃溶劑混勻，再在室溫下滴加5mL含有0. 50 mmol叔丁醇鈉的四 氫呋喃溶液，室溫下攪拌15分鐘，過濾，得到淡紅色澄清溶液，將其導(dǎo)入帶有支管的小燒瓶 中；在小燒瓶中加入一個聚四氟乙烯攪拌子，滴加10 mL含有1.00 mmol鄰菲羅啉的四氫呋 喃溶液，得到深紅棕色溶液，將支管燒瓶取出放在冰水浴中，在O °c、氮氣氛圍下，用一次性 注射器向上述深紅棕色溶液中緩慢滴加10 mL含有0. 50 mmol九氟戊酸的四氫呋喃溶液， 滴加完畢后，室溫下繼續(xù)攪拌15分鐘；將生成的反應(yīng)液放入手套箱，抽濾，所得固體用乙醚 洗滌，得到深紅棕色固體，經(jīng)重結(jié)晶后得到紅棕色粒狀晶體，即為1，10-鄰菲羅啉合九氟戊 酸亞銅（I)，產(chǎn)率70%。屮 NMR (400 MHz, DMS0-4) δ 9.08 (s，4H), 8.85 (s，4H), 8.29 (s, 4Η), 8.05 (s, 4Η)。19F NMR (376 MHz, DMSO-4) S -80.7 (s, 3F), -114.4 (s, 2F), -122.6 (s, 2F), -125.6 (s, 2F). 應(yīng)用實施例1 在氮氣氣氛中，在一個反應(yīng)器中放入聚四氟乙烯磁石一粒，再加入0.75 mmol實施例1 制得的（1，10-鄰菲羅啉)合五氟丙酸亞銅（I)配合物[(Phen)2Cu] [02CCF2CF3]、0. 50 mmol對 甲氧基碘苯，最后加入5 mL二噁烷，在密閉體系中130°C攪拌反應(yīng)16h后，冷卻至室溫，用 乙醚萃取3次，每次10 mL，萃取液濃縮、過硅膠柱色譜，以正戊烷為洗脫劑進(jìn)行洗脫，得到 4-五氟乙基苯甲醚(分離產(chǎn)率 87%)。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.52 (d, /= 8.6 Hz, 2H)，6.99 (d，/= 8.4 Hz, 2H)，3.86 (s，3H) ;19F NMR (376 MHz, CDCl3) δ -85.0 (s, 3F), -113.8 (s, 2F). 應(yīng)用實施例2 在氮氣氣氛中，在一個反應(yīng)器中放入聚四氟乙烯磁石一粒，再加入0.75 mmol實施例1 制得的（1，10-鄰菲羅啉）合五氟丙酸亞銅（I)配合物[(Phen)2Cu] [02CCF2CF3]、0. 50 mmol 對苯基碘苯，最后加入5 mL二噁烷，在密閉體系中130°C攪拌反應(yīng)16h后，冷卻至室溫，用 乙醚萃取3次，每次10 mL，萃取液濃縮、過硅膠柱色譜，以正戊烷為洗脫劑進(jìn)行洗脫，得到 4-五氟乙基聯(lián)苯（分離產(chǎn)率 92%)。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.72 (q, /= 8.2 Hz, 4H), 7.63 (d, /= 7. 7 Hz, 2H), 7.51 (t, / = 7. 5 Hz, 2H), 7.47 - 7.40 (m, 1H)； 19FNMR (376 MHz, CDCl3) δ -84.7 (s, 3F), -114.7 (s, 2F). 應(yīng)用實施例3 在氮氣氣氛中，在一個反應(yīng)器中放入聚四氟乙烯磁石一粒，再加入0.75 mmol實施例1 制得的（1，10-鄰菲羅啉）合五氟丙酸亞銅（I)配合物[(Phen)2Cu] [02CCF2CF3]、0. 50 mmol 鄰甲氧基碘苯，最后加入5 mL二噁烷，在密閉體系中130°C攪拌反應(yīng)16h后，冷卻至室溫， 用乙醚萃取3次，每次10 mL，萃取液濃縮、過硅膠柱色譜，以正戊烷為洗脫劑進(jìn)行洗脫，得 到 2-五氟乙基苯甲醚(分離產(chǎn)率 61%)。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.51 (t，/= 7.4 Hz, 1H)，7.18 - 6.89 (m，1H)，3.87 (s，2H);19F NMR (376 MHz，CDCl3) δ -83.9 (s, 3F), -111.8 (s, 2F). 應(yīng)用實施例4 在氮氣氣氛中，在一個反應(yīng)器中放入聚四氟乙烯磁石一粒，再加入0.75 mmol實施例1 制得的（1，10-鄰菲羅啉）合五氟丙酸亞銅（I)配合物[(Phen)2Cu] [O2CCF2CF3]、0. 50 mmol 4-碘苯乙酮，最后加入5 mL二噁烷，在密閉體系中130°C攪拌反應(yīng)16h后，冷卻至室溫，用 乙醚萃取