一种高效制备磺酰氟化物的方法技术

本发明专利技术属于有机合成技术领域，具体涉及一种高效制备磺酰氟化物的方法。该方法的步骤为：步骤1：在氮气氛围、室温下，使用恒电压电解三甲基季铵盐、二氧化硫源、氟源、电解质、溶剂形成的反应混合物，直至反应完全；步骤2：洗涤、干燥有机相，减压蒸馏；纯化得到磺酰氟化合物。本发明专利技术利用电化学阴极还原三甲基季铵盐，产生芳基或烷基自由基；再与SO2源反应，产生芳基或烷基二氧化硫自由基。该自由基可以继续在阳极被氧化，产生芳基或烷基二氧化硫正离子，再与氟例子反应，得到目标产物。该反应无中间环节，操作简单方便。通过电化学方法合成目标产物，拓宽了磺酰氟化物的合成方法。拓宽了磺酰氟化物的合成方法。拓宽了磺酰氟化物的合成方法。

【技术实现步骤摘要】
一种高效制备磺酰氟化物的方法


[0001]本专利技术属于有机合成
，具体涉及一类从三甲基季铵盐化合物、二氧化硫源和氟源出发，通过电化学方法制备有机磺酰氟的方法。

技术介绍

[0002]磺酰氟化合物是一类重要有机化合物，被广泛应用于有机合成、材料科学、分子药理学等多个领域。磺酰氟化合物可用于重组蛋白酶活性探针、蛋白酶抑制剂及氟化试剂等。如：FSBA、LUF7445、XO44等。因此，它作为一类医学有机分子，是有机合成中重要结构单元。
[0003][0004]目前，磺酰氟化合物可以通过不同的碳源如芳基磺酰氯、硫醇、芳基卤化物、烯烃和芳基重氮盐等合成，一些代表性例子介绍如下：
[0005](1)亲核氟化反应：利用芳基磺酰氯和杂芳基磺酰氯，以KF作为氟源，在30
‑
180℃下进行磺酰氯亲核氟化反应，来制备磺酰氟。(Lidia Matesic,Naomi A.Wyatt,Benjamin H.Fraser.J.Org.Chem.2013,78,11262
‑
11270.)
[0006](2)电氧化偶联合成磺酰氟反应：该反应需通过电化学方式，在室温下以硫醇和二硫化物为原料，KF作为F源、吡啶作为碱，成功实现了磺酰氟化合物的合成(Gabriele Laudadio,Aloisio de A.Bartolomeu,Lucas M.H.M.Verwijlen,Y.Cao,Kleber T.de Oliveira and Timothy Noel.J.Am.Chem.Soc.2019,141,11832
‑
11836.)
[0007](3)钯催化芳基溴化物合成磺酰氟反应：该反应首先使用DABSO作为SO2源，钯催化的芳基溴化物生成亚磺酸盐，然后利用亲电氟源NFSI原位生成磺酰氟化物。(Alyn T.Davies,John M.Curto,Scott W.Bagley and Michael C.Willis Chem.Sci.,2017,8,
1233
‑
1237.)
[0008](4)咪唑基光催化
·
SO2F试剂氟磺化：描述了一种空气稳定的氧化还原活性咪唑氟磺酸试剂IMSF。这种自由基氟磺酰化试剂的一个关键设计特征是阳离子性质，它在光催化条件下通过设定的还原过程逐步形成氟磺酰自由基(
·
SO2F)。该
·
SO2F可以与各种烯烃反应生成烯基磺酰氟、烷基磺酰氟和迁移氟磺化产物。(W.
‑
G.Zhang,H.
‑
Y.Li,X.
‑
J.Li,Z.
‑
l.Zou,M.
‑
J.Huang,J.
‑
Y.Liu,X.
‑
C.Wang,S.
‑
Y.Ni,Y.Pan,Y.Wang.Nat.Commun.2022,13,3515.)
[0009](5)磺酰氟化物的无铜Sandmeyer反应：一种无铜的Sandmeyer式氟磺化反应。分别以Na2S2O5和Selectfluor为二氧化硫和氟源，将芳基重氮盐转化为磺酰氟化物。以芳香胺为原料，通过原位重氮化反应实现了一锅法直接合成磺酰氟化合物。(T.Zhong,M.
‑
K.Pang,Z.
‑
D.Chen,B.Zhang,J.Weng,and G.Lu.Org.Lett.,2020,22,3072
‑
3078.)
[0010]综上所述，磺酰氟化合物在许多重要领域有着广泛的应用，但是到目前为止，现有的合成方法大都是从亲核氟化、过渡金属催化等方法出发，利用芳基磺酰氯、硫醇、芳基卤化物、烯烃和芳基重氮盐以实现合成磺酰氟化合物。但它们往往通过相对苛刻的条件、使用过渡金属、不稳定和昂贵的试剂，底物适用范围窄，不利于工业化生产。因此，开发利用新的碳源和合成方式在温和条件下合成不同结构的磺酰氟，具有重要意义。

技术实现思路

[0011]本专利技术提出了一种方法简单、成本低、产率高合成磺酰氟化合物的方法，该方法拓宽了现有合成技术。
[0012]本专利技术的一种高效制备磺酰氟化合物的方法，具体步骤为：
[0013][0014]在氮气氛围下，向电解槽中依次加入三甲基季铵盐(1eq)、二氧化硫源2(Z eq)、氟源(Y eq)、电解质(X eq)、溶剂。在室温下，经磁力搅拌下使用恒电压电解该混合物，直至原料反应完全(通过TLC检测)。将反应混合物倒入乙酸乙酯中，用水洗涤，有机相用无水Na2SO4干燥，减压蒸馏。用石油醚和乙酸乙酯作为洗脱剂，通过硅胶层析纯化得到磺酰氟化合物3。所述恒电压可以通过在反应混合物中安装碳棒、铂电极等作为阴阳极。
[0015]本专利技术所含的各种取代基的三甲基季铵盐化合物可以参照文献方法制备。[X.Kong,Y.Wang,Y.Chen,X.Chen,L.Lin,Z.
‑
Y.Cao,Org.Chem.Front.,2022,9,1288
‑
1294]。
[0016]本专利技术所用溶剂为常用有机溶剂，如：乙腈(CH3CN)、N，N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃(THF)、二甲亚砜(DMSO)等，其用量是每毫摩尔三甲基季铵盐对应10mL～20mL的溶剂。
[0017]本专利技术所用的氟源可以为LiF、KF、NaF、KHF2等。Y为3～6中任意数值。
[0018]本专利技术所用的二氧化硫源可以为双(二氧化硫)
‑
1,4
‑
二氮杂双环[2.2.2]辛烷加合物(DABSO)、焦亚硫酸钾、焦亚硫酸钠等。Z值可以为1～10中任意数值。
[0019]本专利技术所用电解质为：n
‑
Bu4NClO4、
n
Bu4NPF6、Et4NOTs、LiClO4等。X为0.5～10中任
217.0693.
[0036]实施例2
[0037]4‑
甲基苯磺酰氟3b的合成：
[0038][0039]在氮气氛围下，向电解槽中依次加入4
‑
甲基苯基季铵盐1b(0.1mmol)，Na2S2O5(0.2mmol)，KF(0.6mmol)，n
‑
Bu4NClO4(0.1mmol)，加入溶剂THF(2mL)。安装碳棒作为阴阳极，在室温下，磁力搅拌下用
‑
4V恒电压电解该混合物，反应经TLC检测原料消耗完全后，停止反应，将反应混合液倒入乙酸乙酯中，用水洗两次，合并有机相，并用无水硫酸钠进行干燥，浓缩有机相，后经柱层析，洗脱剂为(石油醚/乙酸乙酯＝50/1)，得到产品白色固体13.3mg，产率76％。
[0040]4‑
甲基苯磺酰氟的数据表征如下：1H NMR(400MHz,Chloroform
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d)δ7.89(d本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效制备磺酰氟化合物的方法，其特征在于，包括：步骤1：在氮气氛围、室温下，使用恒电压电解三甲基季铵盐1、二氧化硫源2、氟源、电解质、溶剂形成的反应混合物，直至反应完全；反应方程式如下：步骤2：洗涤、干燥有机相，减压蒸馏；纯化得到磺酰氟化合物3。2.根据权利要求1所述的一种高效制备磺酰氟化合物的方法，其特征在于，所述R为芳基或者烷基，芳基为对位含有甲基、乙基、叔丁基，甲氧基、氟、氯、溴等取代的苯基或噻吩；烷基为丁基或苄基。3.根据权利要求1所述的一种高效制备磺酰氟化合物的方法，其特征在于X，为氯、溴、碘、三氟甲磺酸根或四氟硼酸根。4.根据权利要求1所述的一种高效制备磺酰氟化合物的方法，其特征在于，所述恒电压通过在反应混合物中安装碳棒或铂电极作为阴阳极形成。5.根据权利要求1所述的一种高效制备磺酰氟化合物的方法，其特征在于，所述恒电压为
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3V～
‑
5V。6.根据权利要求1所述的一种高效制备磺酰氟化合物的方法，其特征在于，所述溶剂为乙腈、N，N
‑
二甲基甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹中艳，赫华东，唐浩博，杨瑞新，李梦华，张致恺，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：