鹵代s-(全氟烷基)-二苯并噻吩鹽及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種通式如下的鹵代S-(全氟烷基)-二苯并噻吩鹽的化合物。此化合物是一全新的，活性的，可工業應用的有機化合物全氟烷基化試劑。該試劑可由鹵代聯苯一鍋法或兩步反應工藝制備，并僅通過簡單過濾的方法分離得到。此外，使用此試劑后，得到的副產物鹵代苯并噻吩可以通過脫硫反應回收鹵代聯苯。
【專利說明】
鹵代S-(全氟烷基）-二苯并噻吩鹽及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種名為鹵代s-(全氟烷基）-二苯并噻吩鹽的新化合物及其制備方 法，此類化合物是一種有用的親電全氟烷基化試劑。
【背景技術】
[0002] 由于具備獨特的性能，如高親電性，高穩定性和高親油性，全氟烷基是一個非常 有用的官能團（例如，見 P.Kirsch, "Modern Fluoroorganic Chemistry, Synthesis, Re activity, Applications"，Wiley-VCH Verlag GmbH&Co.KGaA, Weinheim, 2004)。在全氣 烷基官能團中，1~4個碳的小的全氟烷基，特別地，三氟甲基對開發有效的藥物，農藥和 其他有用的材料非常重要。因此，已經開發了很多含三氟甲基官能團的醫藥，農藥（例 如，見 K.L. Kirk, J. Fluorine Chem. 2006, 127, 1013-1029 ;S. Purser et al.，Chem.Soc. Rev. , 2008, 37, 237-432 ；G. Theodoridis, Fluorine and the environment, Vol. 2, Chapter 4, pp 121-175(2006) (ISSN 1872-0358))。因此，為了改進他們的生產工藝和制備更多 的有效的醫藥，農藥等，對制備全氟有機化合物的合成新方法的研究和開發一直都很活 躍（例如，見，J. _A. Ma, D. Cahard, Journal of Fluorine Chemistry, 2007, 128, 975-996 ; G. K. S. Prakash, A. K. Yudin, Chem. Rev. , 1997, 97, 757-786 ；T. Umemoto, Chem. Rev.，1996,96, 1757-1778)。其中，由于能對有機分子直接進行親電三氟甲基化，親電三 氟試劑特別的有用。因此，已經報道了很多三氟甲基化試劑制備三氟甲基化有機化合物 (例如，見 S. Barata-Vallejo, B. Lantano, A. Postigo, Chem. Eur. J. 2014, D01:10. 1002/ chem. 201404005 ；Y. Mace, E. Magnier, Eur. J. Org. Chem. 2012, 2479-2494 ；N. Shibata et al.，Beilstein J. Org. Chem.，2010, 6, No. 65) 〇
[0003] 在這些親電三氟甲基化試劑中，S-(三氟甲基）_二苯并噻吩鹽（A)， 又稱為Umemoto試劑，是制備三氟甲基有機化合物特別有用的試劑，（例 如，見，C. Zhang, Organic&Biomolecular Chemistry, 2014, D0I : 10. 1039/ c4ob00671b ；H. Li, Synlett, 2012, 23, 2289-2290 ；T. Umemoto et al. J. Am. Chem. Soc.,1993, 115, 2156-2164(1993))
[0004]
[0005] 現已開發了烷基和硝基系列，如2, 8-二甲基-S-(三氟甲基）_二苯并噻吩鹽， 3, 7-二叔丁基-S-(二氣甲基）-二苯并噻吩鹽，3-硝基-S-(二氣甲基）-二苯并噻吩鹽 和3,7-二硝基-3-(三氟甲基）-二苯并噻吩鹽和相應的硒和碲鹽，（見，1\1]1116111〇切6七 al.，J. Am. Chem. Soc.，1993, 115, 2156-2164(1993))，也制備了兩性離子類型的 Umemoto 試 劑（見，T. Umemoto et al.，J. Fluorine Chem.，1995, 74, 77-82) 〇
[0006] 但是，梅本試劑（Umemoto試劑）的實際制備方法有明顯的缺陷，如路線1所示： 以2-羥基聯苯為起始原料，需要多步反應，（步驟1)，2-羥基聯苯與二甲胺基硫代甲酰氯 反應；（步驟2)，高溫下加熱異構化；（步驟3)，堿水解；（步驟4)，硫酸二甲酯甲基化；（步 驟5)，氯氣氯化；（步驟6)，三乙胺三（氫氟酸）鹽氟化；（步驟7)，雙氧水氧化；（步驟8)， 發煙硫酸關環；（步驟9)三氟甲磺酸鹽或者四氟硼酸鈉離子交換反應（見，T. Umemoto et al. , J. Fluorine Chem. 1999, 98, 75-81) 〇
[0007] 式1?梅本試劑（Umemoto試劑，A)實際生產流程：
[0009] 雖然有文獻報道了較短的由化合物E到化合物H的路線，此方法包括化合物E轉 化為其鈉鹽（2-聯苯巰化鈉），接著用CF 3Br或者CF3I處理（見，T. Umemoto et al.，J. Fluorine Chem.，1999, 98, 75-81)。但是此工藝需要使用CF3Br，其所產生的副產物由于破 壞臭氧層物質而被禁止使用或受到管制，或者需要使用昂貴的CF 3I。
[0010] 中間體化合物⑶也能由路線2所示的的工藝制備（見，S. S. Aiken，J. A.H. Lainton, and D.A.ffiddowson, Electronic Conference on Trends in Organic Chemistry 1995,（ECT0C-1)，Eds H.S.Rzepa and J.M. Goodman (CD-ROM)，RSC Publications, //www. ch. ic. ac. uk/ectoc/papers/22/)。但是，此方法需要使用 CF2Br2，此物質為破壞臭氧層物質而受到管制，也要使用昂貴的氟化銀。這個方法同樣需要 多步反應去制備Umemoto試劑。
[0013] Umemoto試劑（A :X = CF3S03, BF4)
也可以由化合物（H)與？2在三氟甲磺酸或 HBF 4乙醚絡合物存在下在CFC1 3溶劑中進行反應制備得到，該反應會產生破壞臭氧層物質 而被禁止使用（詳見，T. Umemoto et al.，J. Am. Chem. Soc.，1993, 115, 2156-2164 (1993))。 并且該方法需要使用極毒及易爆炸的F2。Umemoto試劑（A :X = CF3S03)也可以由 化合物⑴與三氟甲磺酸酐反應制備得到（請見T. Umemoto et al.，J. Am. Chem. Soc.，1993, 115, 2156-2164(1993))，然而，該方法仍然需要很多步才可以制備得到Umemoto 試劑。
[0014] 為了解決上述路線較長的缺點，如表1和Eq. 1所示，最近開發了一鍋法制備 Umemoto 試劑（A ;X = CF3S03)(見，Y. Mace et al.，Eur. J. Org. Chem. 2009, 1390-1397)。利 用此方法，制備了 Umemoto系列試劑，即甲基取代S-(三氟甲基）-二苯并噻吩鹽（N)-(Q) (見表1)。但是此反應收率很低（可參加后文中的對比實施例1)，并且需要柱層析分離產 物。柱層析分離過程并不適合大量生產經濟產品，因為工業上使用柱層析費用很高。此類化 合物活性也很低，因為，甲基為給電子集團，降低了 S-(三氟甲基）-二苯并噻吩鹽的三氟甲 基化的能力。吸電子基團取代能增強三氟甲基化活性（M，T.Umemotoetal.，J.Am.Chem. Soc.，1993, 115, 2156-2164)。
[0015] 表1. 一鍋法制備S-(三氟甲基）-二苯并噻吩，包括Umemoto試劑（A ;X = CF3S03) 及其衍生物（N)-(? :
[0018] 最近，另個Umemoto系列，2, 4- 一甲基_7-五氣化硫(二氣甲基）-一苯并 噻吩三氟甲磺酸鹽，通過一鍋法制備得到（見，T. Okazaki et al.，Journal of Fluorine Chemistry，2014, 165, 91-95)。但是，盡管收率稍許提高（55% )，但仍需要成本較高的柱層 析分離產品。此外，所用起始原料3, 5-二甲基-4' -(五氟化硫）聯苯價格昂貴。
[0019] Umemoto試劑及其系列化合物還有個顯著的缺點，如路線3所示，當他們被用作全 氟烷基化試劑時，除全氟烷基化產物外，同時產出了當量或更高收率的二苯并噻吩（R)及 其系列副產物。此只能作為廢棄物，對當前的環境是個顯著的問題。
[0020] 式3.親和有機化合物與Umemoto試劑的三氟甲基化反應
[0022] 理想的Umemoto試劑必須具備以下特點：（1)路線短，成本低，（2)全氟烷基化能力 強，（3)全氟烷基化后所得到的二苯并噻吩能循環使用。但是當前的Umemoto試劑及其系 列試劑還有很多缺點，因為他們不能滿足以上特點。

【發明內容】

[0023] 為解決上述問題，發明人全面深入的研究了一種制備特定取代S-(全氟烷基）二 苯并噻吩鹽的想法，此鹽需要滿足上述所有要求。結果，他們成功制備了一種新的能滿足上 述特點的鹵代S-(全氟烷基）-二苯并噻吩鹽。
[0024] 本發明涉及具有如下通式（I)的鹵代S-(全氟烷基）_二苯并噻吩鹽，其為有用且 活性尚的全氣烷基化試劑，
[0025]通式（I)
[0026]
[0027] 上述結構通式，Rf表示Q 全氟烷基，R \ R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8分別代表氫原子 或鹵原子，總的鹵原子數為1~5個；X是質子酸的共輒堿。
[0028] 上述由發明人開發的結構通式，優選地，Rf為Cp4直鏈或支鏈全氟官能團，如 CF 3, C2F5, n-C3F7, is〇-C3F7, n-C4F9, sec-C4F9，和 is〇-C4F9。這些官能團中，優選為 CF3, C2F5和 &〇-(：#7;最優選為CF 3，因為其在生化如醫藥，農藥使用中為最重要的官能團。
[0029] 上述通式（I) J1~8齒原子總數為1~5個，優選2~4個。所述齒原子為氟，氯， 溴或碘；優選為氟或氯，因為其分子量小和吸電子能力強；最優選為氟，因為氟是其中最小 的原子，而吸電子能力是最強的，此外氟與碳形成的碳C-F鍵是最穩定的。氟原子的分子量 小，全氟化過程中所使用的質量單位的全氟烷基化試劑更為有效。吸電子能力越強，全氟化 試劑活性越高。因此，本發明的鹵代S-(全氟烷基）-二苯并噻吩鹽比Umemoto試劑（A)活 性更強。穩定的C-F鍵使氟化后的聯苯由于對還原條件穩定，可以通過還原反應回收（見 如下實施例15)。
[0030] 上述通式（I)，X是質子酸（HX)的共輒堿。這些質子酸包括強酸如硫酸，硫酸單 甲酯，氯磺酸，氟磺酸，甲磺酸，三氟甲磺酸，二氟甲磺酸，三氯甲磺酸，三氟乙磺酸，全氟乙 磺酸，全氟丁磺酸，苯磺酸，甲基苯磺酸，硝基苯磺酸，二硝基苯磺酸，三氟乙酸，三氯乙酸， 鹽酸，HBr，HBF 4, HBF3C1，HBFC13, HBC14, HSbF6, HSbCl5F，HSbCl6, HAsF6, HA1C14, HA1C13F，HPF6， HPF5C1 或 HC10 4。因此共輒堿 X 的實例為 HS0 4，CH30S03，C1S03，FS0 3，CH3S03，CF3S03，cf 2h S03 , CC13S03 , CF3CH2S03 , CF2HCF2S03 , C2F5S03 , C3F7S03 , C4F9S03 , C6H5S03 , CH3C6H4S03,02NC 6H4 S03，（02N)2C6H3S0 3，CF3⑶2，CC13C02，Cl，Br，BF 4，BF3C1，BFC13，BC14，SbF6，SbCl 5F，SbCl6 ，AsF6，A1C14，A1C13F，PF6，PF 5C1 或 CIO 4。其中，X 優選為 CF 3S03，Cl，Br，BF4，PF6 或 HS04。原因為易交換，穩定性高，更優選X為CF 3S03，Cl或BF 4，最優選為CF3S03，因為其 制備過程最短（如下實施例1~6)。
[0031] 式⑴化合物的優選實例可用下式（la)表示：
[0032]
[0033] 在上述通式（la)中，Rf和X的定義與前文定義相同，R 2, R3, R4, R5, R6和R 7分別為 氫原子或鹵原子，并且R2 -鹵原子總數為2~4個。
[0034] 上述通式（Ia)，R2~7齒原子總數為2~4個，所述齒原子為氟，氯，溴或碘；優選 為氟或氯，因為其分子量小，吸電子能力強。最優選氟，因為氟原子分子量最小，吸電子能力 最強，而且能形成最穩定的C-F鍵。氟的小分子能使質量單位的全氟烷基化試劑更為有效。 最強的吸電子能力使得鹵代S-(全氟烷基）_二苯并噻吩鹽成為全氟烷基化試劑中活性最 高。因此，本發明的鹵代S-(全氟烷基）-二苯并噻吩鹽比Umemoto試劑（A)活性更強。最 穩定的C-F鍵，使其全氟烷基化后得到的副產物在還原過程中更穩定，便于回收（見如下實 施例15)。
[0035] 如下面通式（r)所示的化合物，即通式（I)中X = CF3S03，可以由下示4的方法1 制備得到。
[0036] 式 4 :
[0037] 方法 1
[0038]
[0039] 所述方法中，Rf與8的定義與上述定義相同，M為金屬離子或銨根離子，R為 Cp 4烷烴或鹵代烷烴。
[0040] 此方法組成如下：式（II)所示的鹵代聯苯，式RfS02M所示的全氟烷基亞磺酸鹽和 三氟甲磺酸酐，三氟甲磺酸（CF 3S03H)和通式（RC0)20所示的羧酸酐中的任一或幾個的組合 進行反應。
[0041] 優選地，當前發明由幾種工藝方法組成，式（II)所示的鹵代聯苯與式RfS02M所代 表的全氟烷基亞磺酸鹽和三氟甲磺酸酐反應（見，式5,工藝la);式（II)所示的鹵代聯苯 與式RfS0 2M所代表的全氟烷基亞磺酸鹽和三氟甲磺酸反應（見，式5,工藝lb);式（II)所 示的鹵代聯苯與式RfS02M所代表的全氟烷基亞磺酸鹽和式（RCO) 20所代表的羧酸酐反應 (見，式5,工藝lc);式（II)所示的鹵代聯苯，式RfS02M所代表的全氟烷基亞磺酸鹽，三氟 甲磺酸和式（RC0) 20所代表的羧酸酐反應（見，式5,工藝Id);式（II)所示的鹵代聯苯與 式RfS02M所代表的全氟烷基亞磺酸鹽，三氟甲磺酸酐，三氟甲磺酸和式（RC0) 20所代表的羧 酸酐反應（見，式5,工藝le)。
[0053] 方法la包含下面的工藝過程（步驟1)混合通式RfS02M所代表的全氟烷基亞磺酸 鹽和三氟甲磺酸酐，（步驟2)混合通式（II)所代表的鹵代聯苯與上述第一步的混合液。
[0054] 方法la也包含下面的工藝過程（步驟1)混合通式RfS02M所代表的全氟烷基亞 磺酸鹽和三氟甲磺酸酐，（步驟2)混合通式（II)所代表的鹵代聯苯，三氟甲磺酸酐與上述 第一步的混合液。
[0055] 方法1中使用的通式（II)所示的化合物為已知化合物，或者可以從 已經公開的方法中輕易制備得到（例如，見，V. Penalva et al.，Teterahedron Lett.，1998, 37, 2559-2560 ;Y. Ding et al，Tetrahedron Lett.，2012, 53, 6269-6272 ; B.Kaboudin et al. , Synthesis, 2001, 91-96 Zhou et al.,Journal of Chemical Research，2012, 672-674 ;B.Kurscheid et al.，Organometallics，2012, 31，1329-1334) 〇 優選為3, 3' -二氣聯苯，4, 4' -二氣聯苯，3, 4' -二氣聯苯，3-氣-4' -氯聯苯，3, 3' -二氯 聯苯，4, 4' -二氯聯苯，3, 4-二氟-3' -氟-聯苯，3, 4-二氟-4' -氟-聯苯，3, 4, 3'，4' -四 氟聯苯，3, 4, 5, 3' -四氟聯苯或3, 4, 5, 3'，4' -五氟聯苯；更優選為3, 3'二氟聯苯，4, 4'二 氟聯苯或3, 4, 3'，4' -四氟聯苯，因為他們容易得到且活性較高；最優選為3, 3' -二氟聯 苯或3, 4, 3'，4' -四氟聯苯，因為他們容易制備，并且他們對應的鹵代S-(全氟烷基）-二 苯并噻吩鹽（通式I)效果最好。
[0056] 此方法中通式RfS02M所表示的全氟烷基亞磺酸鹽可以商業購買， 或者由公開的方法中順利制備得到D(MR.N.Hazeldineetal.，J.Chem. Soc. , 1955, 2901-2910 ；M. Tordeux et al. , J. Org. Chem. , 1989, 54, 2452-2453 ； R. P. Singh et al. , Chem, Commun. , 2002, 1818-1819 ；H. ff. Roesky et al. , J. Fluorine Chem.，1976, 7, 77-84 ;B. R. Langlois et al.，J. Fluorine Chem.，2007, 128, 851-856)。如 全氟亞磺酸鹽，可用1~4個碳全氟亞磺酸對應的金屬鹽或胺鹽。適合的金屬，如堿金屬， 堿土金屬，過渡金屬。胺片段有順 4,013順3，(：2115順 3，（(：2115)3順，（013) 41((：2115)具（(：4119) 41這 些中，優選堿金屬鹽如，三氟亞磺酸鋰，三氟亞磺酸鈉，三氟亞磺酸鉀，三氟亞磺酸銫，因為 他們更易交換。更優選為三氟亞磺酸鈉，三氟亞磺酸鉀，因為他們可以商業購買。以化合物 (II)為基準，通式（III)所表示的全氟烷基亞磺酸合適用量約為〇.8mol~lOmol當量，優 選約lmol~5mol當量。
[0057] 方法1中使用的三氟甲磺酸酐可以商業購買，以化合物（II)為基準，所使用量約 為0? 5mol~lOmol當量，優選約lmol~5mol當量。
[0058] 方法1中所用的三氟甲磺酸可以商業購買，以通式RfS02M*表示的全氟烷基亞磺 酸鹽為基準，所使用量約為lmol~20mol當量，優選約2mol~lOmol當量。
[0059] 方法1中所使用的式（RC0)20所代表的羧酸酐，可以商業購買。其中R為Cp 4燒 基或鹵代烷基，烷基有甲基，乙基，丙基，異丙基，正丁基，異丁基，叔丁基，仲丁基；鹵代烷基 有氯甲基，二氯甲基，三氯甲基和五氟乙基。因此羧酸酐有乙酸酐，氯乙酸酐，二氯乙酸酐， 三氯乙酸酐，三氟乙酸酐，丙酸酐，五氟丙酸酐，丁酸酐，異丁酸酐。其中，由于容易得到，優 選乙酸酐和三氟乙酸酐。以通式RfS0 2M所表示的全氟烷基亞磺酸鹽為基準，所使用量約為 0? 5mol~20mol當量，優選約lmol~lOmol當量。
[0060] 方法1所示反應可使用也可不使用溶劑。若此反應使用溶劑，優選的，可以為極性 溶劑，如硝基甲燒，硝基乙燒，1-硝基丙烷，2-硝基丙烷，硝基苯，環丁砜，2-甲基環丁砜，甲 磺酸乙酯等；含鹵烷基溶劑，有二氯甲烷，氯仿，四氯化碳，二氯乙烷，三氯乙烷等；或者這 些溶劑的混合溶劑；其中優選的極性溶劑為硝基甲烷或環丁砜，原因為產物收率高；其中 最優選為硝基甲烷，因為容易除去，因此，由于其沸點低，產物容易分離。
[0061] 方法1所示反應溫度可以約為-50°C~+150°C。反應時間根據反應完全情況而定， 例如可以約為0. 5小時至幾天，優選約為幾天。
[0062] 例如，方法la的反應機理可由如下式6所解釋。第一步，全氟烷基化亞磺酸鹽與三 氟甲磺酸酐反應得到全氟烷基亞磺酰基三氟甲磺酸混酐（III)[RfS(0)0S0 2CF3];第二步， 得到的混酐與通式（II)所示的鹵代聯苯反應得到通式（IV)所示的中間體；第三步，得到的 中間體與另一分子存在反應混合液中的全氟烷基亞磺酰基三氟甲磺酸混酐和/或三氟甲 磺酸酐反應得到通式（I'）所示的最終產物鹵代S-(全氟烷基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸 鹽。
[0063] 式6.[方法la]的反應機理：
[0070] 本發明同時涉及通式（I'）所示的鹵代S-(全氟烷基）_二苯并噻吩三氟甲磺酸 鹽的分離方法。本方法包含用水和有機溶劑洗滌式（II)所代表的鹵代聯苯與上述反應試 劑所得到的反應混合物，其中所述的有機溶劑不溶于水或微溶于水，式（I'）所示的鹵代 S-(全氟烷基）_二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽不溶或微溶于此有機溶劑。當使用有機溶劑時， 所述反應混合物為反應完畢后蒸干溶劑；當不使用溶劑時，所述反應混合物為反應完畢后 的反應體系。反應溶劑如上所述。
[0071] 洗滌反應混合物的溶劑為水和產品不溶或微溶于其中。優選溶劑為，醚類有乙醚， 丙醚，異丙醚，正丁醚，異丁醚，仲丁醚，叔丁醚，甲基叔丁基醚等；酯有乙酸乙酯，乙酸丙酯， 乙酸異丙酯，丙酸乙酯等；碳鹵溶劑有二氯甲烷，氯仿，四氯化碳，二氯乙烷等；芳烴類溶劑 有苯，甲苯，二甲苯，氯苯，二氯苯，氟苯，三氟甲苯等；烷烴類有正戊烷，正己烷，正庚烷，正 辛烷和他們的異構體等；及其它們的混合物。優選醚類，酯類和芳香類，更優選醚類和酯類 溶劑。反應混合物可由水和有機溶劑的混合體系洗滌。也可由水和有機溶劑分開洗滌；如 先用水洗再用有機溶劑洗，或先有機溶劑洗滌，再水洗滌。由于水和有機溶劑混合體系洗滌 效果更好，優選水和有機溶劑的混合體系。反應混合物中，水能洗掉副產物三氟甲磺酸及其 鹽，烷烴羧酸及其鹽，起始原料和其他的反應物仍然存在，如三氟甲基亞磺酸及其鹽，三氟 甲磺酸酐，三氟甲磺酸，羧酸酐，羧酸及其鹽。水能洗掉溶于水的其他化合物。有機溶劑能 除掉殘留原料鹵代聯苯和溶于有機溶劑的副產物。有機溶劑能除掉其他溶于有機溶劑的化 合物。根據上述僅通過水和有機溶劑洗滌，能非常容易的得到產物鹵代s-(全氟烷基）-二 苯并噻吩三氟甲磺酸鹽，而不需要過柱分離過程。
[0072] 如下面通式（I)所示的化合物鹵代S-(全氟烷基）_二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽，可 以由下面式7所示的方法2制備得到。
[0073] 式 7
[0074] 方法 2
[0075]
[0076] 其中Rf和R1~8與上文定義相同，M'氫原子為金屬或銨離子，（X'）和X分別為 質子酸的共輒堿，并且（X'）和X不相同。
[0077] 該方法通過式（I "）所示的鹵代S-(全氟烷基）-二苯并噻吩鹽與（M'）+X發生離 子交換反應制備得到式（I)所示的鹵代S-(全氟烷基）_二苯并噻吩鹽。
[0078] [方法 2]
[0079] 用于方法2的S-(全氟烷基）-二苯并噻吩鹽（其中X = CF3S03)可由上述方法1 制備得到。當X不同于CF3S0jt，用于方法2的S-(全氟烷基）_二苯并噻吩鹽可由X為 CF 3S〇j9 S-(全氟烷基）-二苯并噻吩鹽通過離子交換制備得到。X'優選為CF 3S03, Cl，Br， 和 HS04。
[0080] (M'）+X可以商業購買。優選（M'）+X的實例為強酸及其金屬和銨鹽；優選 的強酸為硫酸，氟硫酸，氯硫酸，三氟甲磺酸，全氟丁基磺酸，HC1，HBr，HBF 4, HPF6, HSbF6 等；優選的金屬和銨鹽包括 CF3S03Li，CF3S03Na，CF 3S03K，CF3S03Ag，CF3S0 3NH4, C4F9S03Na， (C2H 5) 3NHC1, (CH3) 4NC1, (C2H5) 4NC1, (C4H9) 4NC1, (C4H9) 4NBr, LiBF4, NaBF4, KBF4, AgBF4, NH4BF4, (C2H5) 3NHBF4, , (CH3)4NBF4, (C2H5)4NBF4, (C4H9)4NBF4,LiPF6,NaPF 6,KPF6,AgPF6,NH4PF6,LiSbF 6, NaSbF6, KSbF6, AgSbF6等。
[0081] 優選的，此反應使用溶劑，反應可順利進行且收率很高。合適的溶劑有，腈類化合 物如乙腈，丙腈等；鹵碳溶劑有，二氯甲烷，氯仿，四氯化碳，二氯乙烷，三氯乙烷；醚類溶劑 有乙醚，四氫呋喃，二氧六環，二（異丙基）醚，甲基叔丁基醚等；芳香溶劑有苯，甲苯，氯 苯，三氟甲苯等；醇類溶劑有，甲醇，乙醇，2, 2, 2-三氟乙醇，丙醇，異丙醇，1，1，1，3, 3, 3-六 氟-2-丙醇，丁醇，異丁醇，叔丁醇等；水；或者上述溶劑的混合溶劑。
[0082] 相比于lmol當量的S-(全氟烷基）_二苯并噻唑鹽，此反應（M'）+X (M' = H)的 用量可以為lmol當量至很大的過量，優選約為lmol~lOmol當量；(M'）+X (M'為金屬或銨 離子）的用量可以約為〇? 8mol~2mol當量，優選約0? 9mol~1. 5mol當量，反應溫度約為 0°C~100°C，優選約為室溫至80°C，反應時間以反應完全為準，可以約為10分鐘至幾天，優 選為1天內。
[0083] 本發明同時涉及如下面通式（VI)所示的鹵代二苯并噻吩的回收利用，此化合物 是全氟烷基化試劑如通式（V)所示的鹵代S-(全氟烷基）_二苯并噻吩使用后的副產物。
[0084]
[0085] 其中R1~8的定義與上文定義相同。
[0086] 當鹵代S-(全氟烷基）_二苯并噻吩鹽用于有機化合物的全氟烷基化時，如下面式 8所示，除生成了全氟烷基化化合物外，還生成了當量的或更高收率的如式（V)所示的鹵代 二苯并噻吩副產物（見如下實施例11~14)。
[0087] 式8.有機化合物與鹵代S-(全氟烷基）-二苯并噻唑鹽（I)的全氟烷基化：形成 鹵代二苯并噻唑（V)，
[0089] 如下面式9所示，式（V)所示的鹵代二苯并噻吩經還原制備得到式（II)所示的鹵 代聯苯。
[0090] 式9.從鹵代二苯并噻唑（V)中回收鹵代聯苯（II)
[0092] 式9所示的反應可以采用硫化合物的脫硫還原反應完成（見實施例15)。脫硫化 后得到的鹵代聯苯可以重復利用來制備本發明中的S-(全氟烷基）-二苯并噻吩鹽。
[0093] 本發明同時涉及使用回收的式（II)所示的鹵代聯苯制備式（I)所示產品鹵代 S-(全氟烷基）_二苯并噻吩鹽。鹵代S-(全氟烷基）_二苯并噻吩鹽使用后所得到的式（V) 鹵代二苯并噻吩直接脫硫得到回收的鹵代聯苯。
[0094] 使用回收的式（II)所示鹵代聯苯可以通過方法1制備鹵代S-(全氟烷基）二苯 并噻吩鹽，并使用同樣的方式，僅原料為回收的鹵代聯苯。
[0095] 當式（I'）鹵代S-(全氟烷基）二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽（X = CF3S03)被用 作全氟化試劑時，除得到全氟烷基有機化合物和式（V)所示的鹵代苯并噻吩外，還得到 三氟甲磺酸及其鹽。三氟甲磺酸酐可由回收的三氟甲磺酸及其鹽通過常規的合成方法 制備得到，如與P2O5進行脫水反應制備得到（MT.Gramstad，R.N.Haszeldine，J.Chem. Soc，1957, 4069-4079) :CF3S03H+P205- (CF3S02)20。
[0096] 本發明的工業應用
[0097] 本發明上述通式（I)所示的鹵代S-(全氟烷基）_二苯并噻吩鹽作為親電全氟化 試劑制備全氟化有機化合物有廣泛的應用，（見實施例11~14)。本發明的鹵代S-(全氟 烷基）_二苯并噻吩鹽可以由非常短的工藝（例如一鍋法法或兩步反應，見實施例1~6) 及簡單的過濾技術制備得到（見實施例1，2,3,4和6)。這在工業上經濟化生產親電全氟烷 基化試劑非常有用。
[0098] 此外，如路線7所示，鹵代S-(全氟烷基）_二苯并噻吩鹽全氟化有機化合物后 回收得到的鹵代苯并噻吩（見實施例10)，再通過直接還原脫硫反應回收鹵代聯苯。鹵代 S-(全氟烷基）_二苯并噻吩鹽被應用后得到的三氟甲磺酸或其鹽，也能回收另一個原料三 氟甲磺酸酐。
[0099] 式10.鹵代S-(全氟烷基）_二苯并噻唑鹽循環圖
[0100]
[0101] 如式10環所示，本發明能提供低成本，環境友好的產品鹵代S-(全氟烷基）-二苯 并噻吩鹽，并且能夠低成本綠色環保的使用全氟烷基化試劑制備全氟烷基化合物。因此，本 發明的新化合物鹵代S-(全氟烷基）-二苯并噻吩鹽及其制備方法，能夠提供高效率的，環 境友好的全氟烷基化試劑，這在工業上非常重要。
[0102] 當前發明提供了一種新的鹵代s-(全氟烷基）_二苯并噻吩鹽及其低成本的綠色 生產方法。此鹽為一種非常強大的親電子全氟化試劑，全氟化活性高。
【具體實施方式】
[0103] 為了更好的理解本發明的內容，下面結合具體實施例來做進一步的說明，但具體 的實施方式并不是對本發明的內容所做的限制。
[0104] 苯并噻吩結構數字編號如下所示：
[0105]
[0106] 實施例1 :2, 8-二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽及2, 6-二 氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽的制備
[0107]
[0108] 于室溫下（20°C )，氮氣保護中將3, 3' -二氟聯苯（14. 2g，74. 7mmol)加入到干燥 的三氟甲磺酸鈉（14g，90mm〇l)和干燥的100mL硝基甲烷混合液中，后置于水浴中冷卻.該 混合液攪拌40分鐘，然后將三氟甲磺酸酐（50. 6g，179. 4mmol)加入混合液中，10分鐘滴 畢，然后該混合液在室溫下攪拌46小時，以三氟甲苯為基準19F NMR分析反應液，顯示仍有 8%的起始原料3, 3' -二氟聯苯未反應，2, 8-二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺 酸鹽與2, 6-二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽收率分別為58% (63% *)和 13% (14%*)，即總收率71 % (77%*)。反應完畢后，蒸干溶劑，加入30ml二氯甲烷，再次 蒸干.然后加入l〇〇ml水和125ml二氯甲烷，攪拌45分鐘，過濾收集產生的沉淀，得到產物 20. lg，分離收率61% (66%*)，該產物為晶狀固體形式的2, 8-二氟-S-(三氟甲基）-二苯 并噻吩三氟甲磺酸鹽與2, 6-二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽（87:13)的 混合物。
[0109] *表示的收率為基于消耗的起始原料計算得到.
[0110] 經重結晶得到純的晶體形態的2, 8-二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺 酸鹽，
[0111] 降解起始溫度為204°C (TGA/DSC檢測）（重結晶溶劑為CH3CN-乙醚）。
[0112] 該產物的譜圖數據及理化數據如下：
[0113] 19F NMR CH 照射）（376. 5MHz，DMS0-d6) S -53. 25 (3F，s，CF3)，-77. 78 (3F，s，S02CF3) ,-101. 81ppm(2F, s, 2, 8-F)；
[0114] 1H-NMR(400. 2MHz, DMS〇-d6) 8 8. 76 (2H, dd, J = 9. 0, 4. 8Hz, 4, 6-H), 8. 56 (2H, dd, J =8. 8, 2. 8Hz, 1, 9-H), 7. 84ppm(2H, dt, J = 2. 8,9. 0Hz,3, 7_H)
[0115] 13C-NMR(100. 6MHz, DMS0-d6) 8 66. 9 (d, J = 26 1. 6Hz) , 143. 8 (dd, J = 11. 6, 2. 5Hz), 132. 9(d, J = 10. 1Hz), 123. 4 (quartet, J = 332. 3Hz), 123. 0 (d, J = 2. 0Hz), 121. 1 (quartet, J = 321. 9Hz), 120. 1 (d, J = 24. 1Hz), 113. 7ppm(d, J = 27. 2Hz)；
[0116] IR(KBr) 3112, 3057, 1593, 1584, 1583, 1263, 1237, 1178, 1157, 1090, 1029, 903, 838 ,757, 636, 571, 517, 492, 465cm S
[0117] 質譜分析（ESI 方法）m/z, 289 (M+-0S02CF3);
[0118] 高分辨質譜（ESI 方法）C13H6F5S (M-0S02CF3)+，計算值 289. 0105.測量值 289. 0129.
[0119] 元素分析 C14H6Fs03S2:計算值：C, 38. 36 % 1. 38 % ?測量值：C, 38. 45 % ; H. 1. 67% .
[0120] 混合物中2, 6-二氟-S-(三氟甲基）二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽NMR檢測數據如 下：
[0121] 19F NMR CH 照射）（376. 5MHz，DMS0-d6) S -52. 45 (3F，d，J = 6. 6Hz，CF3)，-77. 78 (s， CF3S02), -100 . 76 (IF, s, 2-F), -108. 23ppm(lF, quartet, J = 6. 6Hz, 6-F).
[0122] 另一個實驗按照如下的方法分離得到純的2, 6-二氟-S-(三氟甲基）二苯并噻吩 三氟甲磺酸鹽.蒸干反應液，加入水和二氯甲烷，過濾掉析出的固體，濾液分離出有機層， 濃縮，過柱分離（洗脫溶劑為二氯甲烷：甲醇=10:1)得到純的固體2, 6-二氟-s-(三氟 甲基）二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽.
[0123] 降解起始溫度為135°C (TGA/DSC檢測）（重結晶溶劑為CH3CN-乙醚）。
[0124] 19F NMR CH 照射）（376. 5MHz，DMS0-d6) S -53. 25 (3F，s，CF3)，-77. 78 (3F，s，S02CF3) ,-101. 81ppm(2F, s, 2, 8-F)；
[0125] iH-NMRGOO. 2MHz, DMS0-d6) S 8. 77(1H, dd, J = 8. 9, 4. 6Hz, 4-H), 8. 67(1H, dd, J =8. 9, 2. 6Hz, 1-H), 8. 47 (1H, d, J = 8. 4Hz, 9-H), 8. 26 (1H, dt, J = 5. 2,8.4Hz, 8-H), 7. 95 (1H, t, J = 8. 4Hz,7-H), 7. 88ppm(lH, dt, J = 2. 6, 8. 9Hz,3-H)；
[0126] 13C 匪R(100. 6MHz, DMS0-d6) S 163. 3(d, J = 255. 9Hz, 2-C), 159. 5(d, J = 257. 5Hz, 6-C), 144. 1 (dd, J = 11. 2, 1. 9Hz), 143. 0 (d, J = 2. 5Hz), 140. 2 (d, J = 8. 3Hz), 133. 2 (d, J = 10. 8Hz), 123. 5 (quartet, J = 333. 1Hz, CF3), 122. 5 (d, J = 2. 8Hz), 121. 1 (quartet, J = 322. 2Hz, S02CF3), 120. 8 (d, J = 2. 1Hz), 120. 6 (d, J = 24. 8Hz)，119. 7 (d, J = 18. 0Hz)，114. 5 (d, J = 26. 8Hz)，113. 3ppm (d, J = 17. 1Hz);
[0127] IR(KBr) 3059, 1603, 1583, 1490, 1474, 1447, 1267, 1224, 1169, 1155, 1103, 1075, 10 27, 904, 838, 815, 804, 758, 733, 665, 634, 573, 516, 495, 454, 435, 404cm、
[0128] 元素分析 C14H6Fs03S2:計算值：C，38. 36 % ;H，1. 38 % ?測量值：C，38. 28 % ; H. 1. 45% .
[0129] 本發明所得產物經簡單的過濾即可從反應混合物中以較好的收率分離得到，而經 濟化大生產中過濾步驟非常實用。
[0130] 實施例2 :2, 8-二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽及2, 6-二 氟-S-(三氟甲基）_二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽的制備
[0132] 于室溫下（20°C )，氮氣保護中將3, 3' -二氟聯苯（28. 4g，149. 5mmol)加入到干 燥的三氟甲磺酸鈉（25.3g，162mmol)和干燥的100mL硝基甲烷混合液中，后置于水浴中冷 卻.該混合液攪拌35分鐘，然后將三氟甲磺酸酐（49. 9g，177mmol)加入混合液中，10分鐘 滴畢，混合液攪拌30分鐘.一次性加入三氟乙酸酐（37. 2g，177mmol)，然后撤除水浴.然 后該混合液在室溫下攪拌22小時，以三氟甲苯為基準19F NMR分析反應液，顯示仍22%的 起始原料3, 3' -二氟聯苯未反應，2, 8-二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽 與2, 6-二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽收率分別為53% (68% *)和6% (8% *)，即總收率59% (76% *)。反應完畢后，蒸干溶劑，加入50ml甲苯，再次蒸干.此 操作再重復一次.然后加入l〇〇ml水攪拌5分鐘，過濾收集產生的沉淀，得到產物36. 3g，分 離收率55% (71 % *)，該產物為晶狀固體形式的2, 8-二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三 氟甲磺酸鹽與2, 6-二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽（92:8)的混合物。
[0133] *表示的收率為基于消耗的起始原料3, 3' -二氟聯苯計算得到.
[0134] 產品的理化性質如例1所示.
[0135] 實施例3 :2, 8-二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽及2, 6-二 氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽的制備
[0137] 于室溫下（20°C )，氮氣保護中將3, 3' -二氟聯苯（14. 2g，74. 7mmol)加入到干燥 的三氟甲磺酸鈉（15.2g，97.4mm〇l)和干燥的100mL硝基甲烷混合液中，后置于水浴中冷 卻.該混合液攪拌20分鐘，然后將三氟甲磺酸酐（29. 5g，105mmol)加入混合液中，6分鐘 滴畢，混合液攪拌50分鐘.一次性加入乙酸酐（37. 2g，177mmol)，攪拌47分鐘，然后撤 除水浴.然后該混合液在室溫下攪拌46小時.以三氟甲苯為基準19F NMR分析反應液，顯 示仍有49%的起始原料3, 3' -二氟聯苯未反應，2, 8-二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩 三氟甲磺酸鹽與2, 6-二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽收率分別為31 % (60% *)和7% (13% *)，即總收率38% (73% *)。蒸干反應液溶劑，加入50ml甲苯，再 次蒸干.此操作再重復一次.然后加入l〇〇ml水攪拌45分鐘，過濾收集產生的沉淀，100ml 甲苯洗滌濾餅，干燥得到產物11. 7g，分離收率36% (71% *)，該產物為晶狀固體形式的 2, 8-二氟-S-(二氟甲基）-二苯并噻吩二氟甲磺酸鹽與2, 6-二氟-S-(二氟甲基）-二苯 并噻吩三氟甲磺酸鹽（86:14)的混合物。
[0138] *表示的收率為基于消耗的起始原料3, 3' -二氟聯苯計算得到.
[0139] 產品的理化性質如例1所示.
[0140] 實施例4 :2, 8-二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽及2, 6-二 氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽的制備
[0142] 于冰水浴中，氮氣保護下將三氟甲磺酸酐（60. 8g，216mmol)加到干燥的三氟甲磺 酸鈉（28. lg，180mmol)和干燥的200mL硝基甲烷混合液中，該混合液在室溫下攪拌5小時， 然后將3, 3' -二氟聯苯（11. 4g，60mmol)加入混合液中，然后該混合液在室溫下攪拌41小 時，以三氟甲苯為基準19F NMR分析反應液，顯示2, 8-二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩 三氟甲磺酸鹽與2, 6-二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽收率分別為54% 和12%，即總收率66%。反應完畢后，蒸干溶劑，然后加入水和二氯甲烷各100mL，攪拌 30分鐘，過濾收集產生的沉淀，得到產物15. 0g，分離收率57 %，該產物為晶狀固體形式的 2, 8-二氟-S-(二氟甲基）-二苯并噻吩二氟甲磺酸鹽與2, 6-二氟-S-(二氟甲基）-二苯 并噻吩三氟甲磺酸鹽（93:7)的混合物。
[0143] 產品的理化性質如例1所示.
[0144] 實施例5 :4, 4' -二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽的制備
[0146] 于室溫在氮氣保護下將三氟甲磺酸酐（6. 08g，21. 6mmol)加入到干燥的三氟甲 磺酸鈉（2. 81g，18mmol)與干燥的15mL環丁砜的混合液中，該混合液在室溫攪拌24小時 后，將溶解在5mL環丁砜中的4, 4' -二氟聯苯（1. 14g，6. Ommol)溶液加入上述混合液中， 該混合液在室溫下攪拌23小時，以三氟甲苯為標準，經19F NMR檢測反應液中產物3, 7-二 氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽收率為72%，產物經常規后處理即可得到， 如，柱層析法，其譜圖數據及物理性質如下：
[0147] 降解起始溫度為164°C (TGA/DSC檢測）（乙腈-乙醚重結晶）；
[0148] 19F NMRCH 照射）（376. 5MHz，DMS0-d6) S -52. 10 (3F，s，CF3S)，-77. 78 (3F，s，CF3S02 ),-107. 03ppm(2F, s, 3, 7-F)；
[0149] :H NMR(400. 2MHz, DMS〇-d6) 8 8. 59-8. 62 (4H, m. 1, 4, 6, 9-H), 8. 01ppm(2H, dt, J = 2. 4, 8. 8Hz, 2, 8-H)；
[0150] 13C NMR(100. 6MHz, DMS0-d6) 8 162. 7(d, J = 252. 0Hz), 137. 5 (s), 128. 5 (d, J =11. 6Hz), 127. 1 (d, J = 9. 3Hz), 123. 8 (d, J = 23. 0Hz), 123. 4 (quartet, J = 333. 3Hz), 121. 2 (quartet, J = 322. 5Hz), 117. 8ppm(d, J = 29. 1Hz)；
[0151] IR(KBr)3096, 1595, 1467, 1269, 1232, 1215, 1069, 1034, 873, 841, 758, 694, 575, 51 6,459cm S
[0152] 高分辨質譜（ESI 方法）C13H6F5S (M-0S02CF3)計算值 289. 0105.測量值 289. 0116.
[0153] 元素分析 C14H6Fs03S2:計算值：C, 38. 36 % 1. 38 % ?測量值：C, 38. 40 % ; H. 1. 43% .
[0154] 實施例6 :2, 3, 7, 8-四氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽的制備
[0156] 冰浴冷卻，氮氣氛圍內將三氟甲磺酸酐（30. 4g，108mmol)加入到干燥的三氟甲基 亞磺酸鈉（14. lg，90. 4mmol)與70mL干燥的硝基甲烷混合液中，該混合液在室溫下攪拌6 小時之后，將溶解在30mL干燥的硝基甲烷中的3, 3'，4, 4' -四氟聯苯（6. 8g 30. lmmol)溶 液加入上述混合液中，形成的反應混合液室溫攪拌43小時，以三氟甲苯為基準，19F NMR分 析反應液顯示產物2, 3, 7, 8-四氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽收率68 %，反 應完成后，蒸干反應混合液，然后加入水l〇〇mL，二氯甲烷125ml，然后攪拌80分鐘，過濾收 集產生的沉淀，得到晶狀固體產物2, 3, 7, 8-四氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸 鹽8. 3g，分離收率為58%，其譜圖數據及理化數據如下：
[0157] 降解起始溫度為171°C (TGA/DSC檢測）（乙腈-乙醚重結晶）；
[0158] 19F NMRCH 照射）（376. 5MHz，DMS0-d6) S -51. 48 (3F，s，CF3S)，-77. 82 (3F，s，CF3S02 )，-124. 89(2F，d，J = 21. 5Hz，2, 8-F)，-129. 47ppm(2F，d，J = 21. 5Hz，3, 7-F);
[0159] :H NMR(400.2MHz,DMS0-d6) 8 8.81(2H,dd,J = 8. 8, 7. 2Hz, 4, 6-H), 8. 72ppm(2H, dd, J = 10. 2, 7. 0Hz, 1, 9-H)；
[0160] 13C NMR(100. 6MHz, DMS0-d6) 8 155. 0(dd, J = 257. 4, 13. 2Hz), 151. 0 (dd, J =255. 7, 14. 2Hz), 138. 4(d, J = 10. 5Hz), 123. 5 (d, J = 7. 5Hz), 123. 2 (quartet, J = 333. 7Hz), 121.1 (quartet, J = 322.5Hz), 120.1 (d，J = 24.2Hz), 115. 2ppm(d，J = 22. 0Hz)；
[0161] IR(KBr) 3102, 3038, 1608, 1493, 1438, 1277, 1256, 1242, 1224, 1172, 1073, 1029, 10 01，882, 784, 756, 639, 573, 521，455cm、
[0162] 高分辨光譜（ESI 方法）[C13H4F7S] + (M-0S02CF3)+計算值 324. 9916.測量值 324. 9935.
[0163] 元素分析 C14H4F1Q03S2:計算值：C，35. 45 % ;H，0? 85 % ?測量值：C，35. 65 % ; H. 0. 88% .
[0164] 本發明所得產物經簡單的過濾即可從反應混合物中分離，而經濟化大生產中過濾 步驟非常有用。
[0165] 對比實施例1 :S_(三氟甲基）_二苯并噻唑三氟甲基甲磺酸鹽的制備
[0167] 在室溫條件下氮氣氛圍內將三氟甲磺酸酐（6. 08g，21. 6mmol)加入到干燥的三氟 甲基亞磺酸鈉（2.80g，18mmol)與干燥的硝基甲烷（15mL)的混合液中，該反應液攪拌3小 時后，將溶解在干燥的硝基甲烷（5mL)中的聯苯（0.93g，6.0mmol)溶液加入上述混合液， 然后在室溫下攪拌60小時，以三氟甲苯為基準， 19F NMR分析反應液顯示產物S-(三氟甲 基）-二苯并噻唑三氟甲基甲磺酸鹽（Umemoto試劑）收率僅為3%，同時有大量的副產物產 生。
[0168] 如前文所述，按照實施例4的方法同法操作，以聯苯替換3, 3'-二氟聯苯試圖制備 Umemoto試劑，S-(三氟甲基）-二苯并噻唑三氟甲基甲磺酸鹽，僅得到3%的Umemoto試劑 并伴有大量的副產物。與此相反，以實施例1-6為例，本發明提供的鹵代S-(全氟烷基）-二 苯并噻吩鹽可以以很好的收率制備得到，因此與現有技術中的Umemoto試劑相比，本發明 提供的化合物十分有用。
[0169] 實施例7 :2, 8-二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩鹽酸鹽的制備
[0170]
[0171] 將四丁基氯化銨（2. 54g，9. 15mmol)，乙腈（lOmL)溶液加入攪拌的2, 8-二 氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽（4.0g，9. 13mmol)乙腈（120mL)溶液中，反 應混合液攪拌過夜，產生的沉淀過濾得到2. 88g的2, 8-二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩 鹽酸鹽，收率97%，譜圖數據及理化數據如下：
[0172] 降解起始溫度為230°C (TGA/DSC檢測）（甲醇-乙醚重結晶）；
[0173] 19F NMRCH 照射）（376. 5MHz，DMS0-d6) S -53. 51 (3F，s，CF3)，-102. 80ppm(2F，s，2， 8-F) JH NMR(400. 2MHz，DMS0-d6) S 7. 81 (2H，dt，J = 2. 6, 8. 8Hz，3, 7-H)，8. 55 (2H，dd，J = 8. 8, 2. 6Hz，1，9-H), 8. 78ppm(2H, dd, J = 8. 8, 4. 8Hz，4, 6-H);
[0174] 13C NMR(100. 6MHz, DMS〇-d6) 8 113. 5 (d, J = 26. 6Hz) , 119. 7 (d, J = 24. 7Hz), 123. 3 (quartet, J = 334. 9Hz), 124. 9 (d, J = 2. 3Hz), 132. 4 (d, J = 10. 5Hz), 143. 7 (dd, J = 11.1,2. 3Hz), 166. 6ppm(d, J = 253. 8Hz)；
[0175] IR(KBr)3010, 2985, 1590, 1581, 1475, 1434, 1220, 1206, 1179, 1124, 1113, 1079, 10 42, 940, 912, 828, 749, 569, 491, 445, 410cm
[0176] 元素分析 C13H6F5C1S:計算值：C, 48. 09 % 1. 86 % ?測量值：C, 48. 03 % ; H. 1. 92% .
[0177] 實施例8 :2, 8-二氟-S-(三氟甲基）_二苯并噻吩溴酸鹽的制備
[0178]
[0179] 將四丁基溴化銨（1. 47g，4. 57mmol)，乙腈（6mL)溶液加入攪拌的2, 8-二 氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽（2.0g，4.57mmol)乙腈（60mL)溶液中，反應 混合液攪拌過夜，產生的沉淀過濾得到1. 28g黃色固體的2, 8-二氟-S-(三氟甲基）-二苯 并噻吩溴酸鹽，收率76%，甲醇重結晶，得到甲醇化物C13H6BrS ? 1/2(CH30H).譜圖數據及 理化數據如下：
[0180] 降解起始溫度為182°C (TGA/DSC檢測）（甲醇重結晶）；
[0181] 19F NMRCH 照射）（376. 5MHz，DMS0-d6) S -53. 17(3F，s，CF3)，-102. 42ppm(2F，s，2, 8 _F)；
[0182] :H NMR(400. 2MHz, DMS〇-d6) 8 8. 82 (2H, dd, J = 4. 6, 8. 8Hz, 4, 6-H), 8. 57 (2H, dd, J =2.8,8.8Hz, l,9-H),7.81(2H,dt,J = 2. 8, 8. 8Hz, 3, 7-H) , 4. 0 (寬 峰，OH), 3. 17ppm(l. 4H, s, CH3);
[0183] 13C NMR(100. 6MHz, DMS0-d6) 8 166. 7 (d, J = 254. 5Hz), 143. 7 (dd, J = 2. 0, 11. 1Hz), 132. 6 (d, J = 10. 1Hz), 127. 6 (s), 122. 6 (quartet, J = 334. 3Hz), 119. 9 (d, J =24. 1Hz), 113. 6 (d, J = 27. 2Hz), 48. 9ppm (s)；
[0184] IR(KBr) 3443, 3019, 2990, 1583, 1475, 1438, 1300, 1217, 1178, 1124, 1081，1041，94 5, 902, 829, 750, 721，568, 491，441，411cm、
[0185] 元素分析 C13H6BrF5S ? 1/2CH30H:計算值：C，42. 10 % ;H，2. 09 % ?測量值： C, 41. 90% ；H. 1. 94% .
[0186] 實施例9 :2, 8-二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩四氟硼酸鹽的制備
[0187]
[0188] 于40°C，將2,8_二氯-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩氯（0. 30g，0. 924mmol)加入到 攪拌的四氟硼酸鈉（〇. l〇lg，〇. 92mmol)甲醇（5mL)溶液中，當該混合液變成均一溶液后，冷 卻到室溫，然后慢慢加入15mL乙腈，過濾除去產生的白色沉淀（NaCl)，蒸發濾液，加入15mL 乙腈后，過濾除去不溶固體，蒸發濾液得到晶狀固體產物，然后用乙腈/乙醚重結晶，得到 0. 27g純的2, 8-二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩四氟硼酸鹽，收率78%，其理化數據及 譜圖數據如下：降解起始溫度為185°C (TGA/DSC檢測）（乙腈-乙醚重結晶）；
[0189] 19F NMRCH 照射）（376. 5MHz，DMS0-d6) S -53. 24(3F，s，CF3)，-101. 80(2F，s，2, 8-F) ,-148. 24ppm(4F, s, BF4)；
[0190] :H NMR(400. 2MHz, DMS〇-d6) 8 7. 82 (2H, dt, J = 2. 6, 8. 8Hz, 3, 7-H), 8. 55 (2H, dd, J =8. 8, 2. 6Hz, 1, 9-H), 8. 75ppm(2H, dd, J = 8. 8, 4. 8Hz, 4, 6-H)；
[0191] 13C NMR(100. 6MHz, DMS〇-d6) 8 113. 7 (d, J = 26. 6Hz) , 120. 1 (d, J = 24. 6Hz), 123. 0 (d, J = 2. 1Hz) , 123. 4 (quartet, J = 332. 2Hz), 132. 9 (d, J = 10. 7Hz), 143. 8 (dd, J = 11. 0, 2. 3Hz), 166. 9ppm(d, J = 254. 7Hz).
[0192] IR(KBr) 3101, 2984, 1591, 1479, 1437, 1300, 1252, 1223, 1182, 1082, 943, 881, 829, 756, 573, 522, 490, 456, 441, 429, 409cm
[0193] 元素分析：C13H6F9SB:計算值 C, 41. 52 % 1. 61 % ?測量值：C, 41. 78 % ; H, 1. 64% .
[0194] 實施例10 :2, 8-二氟-S-(三氟甲基）_二苯并噻吩六氟磷酸鹽的制備
[0195]
[0196] 于一圓底燒瓶中加入六氟磷酸鈉（1. 09g, 6. 47mmol)和20ml甲醇.攪拌至均相， 加入2, 8-二氯-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩氯（2. lg，6. 47mmol)，攪拌1小時，然后慢慢 加入150mL乙腈，再攪拌2小時，過濾除去產生的白色沉淀（NaCl)，濾液蒸干，加入120mL 乙腈后，過濾除去不溶固體，蒸發濾液得到晶狀固體產物，然后用乙腈/乙醚重結晶，得到 1. 84g純的2, 8-二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩四氟硼酸鹽，收率66%，其理化數據及 譜圖數據如下：
[0197] 降解起始溫度為186°C (TGA/DSC檢測）（乙腈-乙醚重結晶）；
[0198] 19F NMR with 'H-irradiationCSTe. 5MHz, DMS〇-d6) 8 -53. 23 (3F, s, CF3),-70. 13(6F, d, J = 711. 2Hz, PF6),-101. 80 (2F, s, 2, 8-F)；
[0199] :H NMR (400. 2MHz, DMS〇-d6) 8 8. 76 (2H, dd, J = 4. 6, 8. 9Hz, 4, 6-H), 8. 56 (2H, dd, J =2. 7, 8. 9Hz, 1, 9-H), 7. 83 (2H, dt, J = 2. 7, 8. 9Hz, 3, 7-H)；
[0200] 13C NMR(100. 6MHz, DMS0-d6) 8 166. 9(d, J = 254. 7Hz, 2, 8-C), 143. 7 (dd, J =11. 1, 2. 0Hz, 10, 11-C) , 132. 9 (d, J = 10. 6Hz, 4, 6-C) , 123. 4 (quartet, J = 331. 4Hz, CF3), 123. 0 (d, J = 2. 2Hz, 12, 13-C) , 120. 1 (d, J = 24. 6Hz, 1, 9-〇r 3, 8-C), 113. 7ppm(d, J = 26. 2Hz, 1, 9-〇r 3, 8-C) ；IR(KBr) 3101, 1596, 1481, 1440, 1413, 13 02, 1260, 1233, 1178, 1128, 1067, 1043, 944, 894, 845, 822, 756, 742, 571, 558, 491, 454, 431, 409cm 、
[0201] 實施例11 :2, 8(2, 6)-二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽試劑三氟 甲基化1-氧代-2-茚滿-2-羧酸甲酯
[0203] 在室溫條件下，向攪拌的1-氧代-2-諱滿羧酸甲酯（190mg, lmmol), K2C03(430mg ,3mmol)和四丁基碘化銨（20mg,0. 05mmol)的N,N-二甲基甲酰胺（10mL)溶液中加入比例 為97:3的2,8_二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽與2,6_二氟-S-(三氟 甲基） -二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽的混合液（65mg, 1. 5mmol)，該反應混合攪拌3小時，以三 氟甲苯為標準，經19F NMR檢測混合液中三氟甲基化產物，即1-氧代_2_(三氟甲基）-茚 滿-2-羧酸甲酯收率94%，產物經常規后處理即可得到，如，萃取和柱層析法，經光譜分析 19F NMR(CDCl3)S-69. 3(s，CF3)，19F NMR分析表明，以二氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三 氟甲磺酸鹽為基準，2, 8-二氟苯并噻吩和2, 6-二氟苯并噻吩收率分別為91 %和3%，結構 鑒定數據如下：
[0204] 2, 8-二氟苯并噻吩：
[0205] 19F NMRCH 照射）（376. 5MHz，CDC13) S -117. 81ppm(s);
[0206] 蟲 NMR (400. 2MHz，CDC13) S 7. 24 (2H，dt，J = 2. 4, 8. 8Hz，3, 7-H)，7. 75 (2H，dd，J = 2. 4, 9. 2Hz, 1. 9-H)，7. 78ppm(2H, dd, J = 4. 8, 8. 8Hz, 4, 6-H) ?
[0207] 2, 6-二氟苯并噻吩：
[0208] 19F NMRCH 照射）（376. 5MHz，DMS0-d6) S -115. 33 (s，6-F)，-117. 32ppm(s，2-F) ?
[0209] 實施例12 :2, 3, 7, 8-四氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽試劑三氟甲 基化1-氧代-2-茚滿-2-羧酸甲酯
[0211] 在室溫條件下，向攪拌的1-氧代-2-茚滿羧酸甲酯（114mg，0. 6mmol)，K2C03(249 mg，1.8mmol)和四丁基碘化銨（10mg，0.03mmol)的N，N-二甲基甲酰胺（30mL)溶液中加入 2,3,7,8-四氟-5-(三氟甲基）二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽（431^，0.9臟〇1)。反應混合液攪 拌4小時，以三氟甲苯為基準，19F NMR分析反應液顯示，相對于應用的1-氧代-2-茚滿羧酸 甲酯，1-氧代-2-三氟甲基一茚滿-2-羧酸甲酯收率為61% ;相對于應用的2, 3, 7, 8-四 氟-S-(三氟甲基）二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽，2, 3, 7, 8-四氟二苯并噻吩收率為91 %。然 后反應液用水（30mL)稀釋，用乙酸乙酯（3X30mL)萃取，合并有機相用MgS04干燥，過濾， 蒸干溶劑，剩余物硅膠柱層析，分離產物并用光譜分析法鑒定。1-氧代-2-三氟甲基一茚 滿-2-羧酸甲酯分析數據如實施例6。2, 3, 7, 8-四氟二苯并噻吩的理化數據及光譜數據如 下，
[0212] Mp 145. 3°C ~147. 3°C ;
[0213] 19F 匪RCH 照射）（376. 5MHz，CDC13) S-136. 41 (2F，d，J = 20. 7Hz，3, 7 或 2, 8-F)，-139. 69ppm(2F, d, J = 20. 7Hz, 2, 8 或 3, 7-F);
[0214] :H NMR (40 0. 2MHz, CDC13) 87.61(2H,dd,J = 9. 6, 6. 8Hz, 4, 6 或 1，9-H), 7. 77ppm (2H, dd, J = 10. 0, 7. 2Hz, 1, 9 或 4, 6-H);
[0215] 13C NMR (100. 6MHz, CDC13) 8 1 09. 4 (d, J = 19. 4Hz) , 111. 0 (d, J = 21.2Hz), 130. 7 (m), 135. 1 (d, J = 7. 8Hz), 149. 4 (dd, J = 247. 0, 14. 2Hz), 150. lppm(dd, J = 250. 7, 14. 7Hz)；
[0216] IR(KBr)3076, 1577, 1490, 1439, 1263, 1151, 1059, 907, 861, 831, 774, 666, 625, 572 ,520, 438cm
[0217] 實施例13 :2, 8(2, 6)_二氟-S-(三氟甲基）_二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽試劑三氟 甲基化對甲苯磺酸-3- 丁炔酯
[0219] 將 CuCl (0? 2mmol)，2, 4, 6-三甲基吡啶（2mmol)，比例為 97:3 的 2, 8-二氟-S-(三 氟甲基）二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽和2, 6-二氟-S-(三氟甲基）二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽 混合物（52. 5mg，1. 2mmol)和對甲苯磺酸-3- 丁炔酯（lmmol)加入配有攪拌子的希丁克管 中，在氬氣氛圍內將N，N-二甲基乙酰胺（5mL)加入希丁克管中，然后該混合液在30°C攪拌 24小時，以三氟甲苯為標準，經 19F NMR檢測混合液中三氟甲基化產物，即對甲苯磺酸-4-三 氟甲基-3- 丁炔酯，收率65%，產物經常規后處理即可得到，如，萃取和柱層析法，用已報道 的已知光譜數據進行鑒定。
[0220] 實施例14 :2, 3, 7, 8-四氟-S -(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽試劑三氟 甲基化a-甲基苯乙烯
[0222] 在氮氣氛圍下，將裝有a-甲基苯乙烯（236mg，2. Ommol)，2, 3, 7, 8-四氟-S-(三氟 甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽（1.048,2.2臟〇1)，三（2,2'-聯吡啶）釕二（六氟磷酸） 鹽（9mg，0.0 lmmol)，丙酮（16mL)和水（2mL)的希丁克管置于距離4W LED燈小于lcm的位 置，該反應液在室溫下照射4. 5小時，以三氟甲苯為標準，19F NMR檢測反應液表明相對于所 應用的a-甲基苯乙烯，3, 3, 3-三氟-1-甲基-1-苯基-1-丙醇產率為87%;相對于所應用 的2, 3, 7, 8-四氟-S-(三氟甲基）-二苯并噻吩三氟甲磺酸鹽，2, 3, 7, 8-四氟二苯并噻吩 收率為93%，這些產物通過常規后處理即可分離，如萃取和柱層析法，并且用光譜法鑒定產 物。
[0223] 實施例15 :2, 8 (2, 6)_二氟-S-(三氟甲基）_二苯并噻吩回收3, 3' -二氟聯苯
[0224]
[0225] 將比例為98:2的2, 8-與2, 6-二氟二苯并噻吩混合物（0. lg，0. 45mmol)，蘭尼鎳 (來源于美國Johnson Matthey的鎳催化劑A-4F00)甲醇（0? 8mL)液和20mL甲醇混合，該 混合體加熱回流4小時，然后以三氟甲苯為標準，19F NMR檢測反應液表明產生的3, 3' -二 氟聯苯收率為88%，這些產物通過常規后處理即可分離，如萃取和柱層析法，并且用光譜法 鑒定產物。
[0226] 盡管已經結合了【具體實施方式】對本發明進行了充分的描述，應當注意的是對于本 領域技術人員來說其各種變化和修改是顯而易見的。這樣的變化和修改將可以理解為包括 在由所附權利要求所定義的本發明的范圍內。
【主權項】
1. 一種具有如下通式（I)結構的面代S-(全氣烷基）-二苯并嚷吩鹽：--------Ml) 其中Rf表示Cl4全氣烷基，R1，R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8分別代表氨原子或面原子，且面 原子總數為1~5個，X是質子酸的共輛堿。2. 根據權利要求1所述的面代S-(全氣烷基）-二苯并嚷吩鹽，其中Rf為S氣甲基。3. 根據權利要求1所述的面代S-(全氣烷基）-二苯并嚷吩鹽，其中R 1 面原子總數 為2~4。4. 根據權利要求1所述的面代S-(全氣烷基）-二苯并嚷吩鹽，其中所述面原子為氣。5. 根據權利要求1所述的面代S-(全氣烷基）-二苯并嚷吩鹽，其中所述X為 CF3SO3，Cl，化，BFa，PFe 或服O 4。6. -種具有如下通式（I'）結構的面代S-(全氣烷基）-二苯并嚷吩鹽的制備方法，------------------（I.) 此方法組成如下：由下列式（II)表示的面代聯苯，式RfSOzM所示的全氣烷基亞橫酸鹽 和^氣甲橫酸酢[佑。350)2]，^氣甲橫酸佑。35〇3巧或通式巧(：0)2〇所代表的簇酸酢任一或 幾個的組合進行反應：其中Rf表示Cl4全氣烷基，R1，R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8分別代表氨原子或面原子，且面 原子總數為1~5個，M為金屬離子或錠根離子；R為Cl 4的烷基或面烷基。7. 根據權利要求6所述的制備方法，為面代聯苯，=氣甲基亞橫酸鹽和=氣甲橫酸酢 進行反應。8. 根據權利要求6所述的制備方法，為面代聯苯，=氣甲基亞橫酸鹽和=氣甲橫酸進 行反應。9. 根據權利要求6所述的制備方法，為面代聯苯，=氣甲基亞橫酸鹽，=氣甲橫酸酢和 通式（RCO) 2〇所代表的簇酸酢進行反應，其中R的定義與權利要求6相同。10. 根據權利要求6所述的制備方法，為面代聯苯，=氣甲基亞橫酸鹽，=氣甲橫酸和 通式（RCO) 2〇所代表的簇酸酢進行反應，其中R的定義與權利要求6相同。11. 根據權利要求6所述的制備方法，為面代聯苯，=氣甲基亞橫酸鹽，=氣甲橫酸酢， S氣甲橫酸和通式（RC0)20所代表的簇酸酢進行反應，其中R的定義與權利要求6相同。12. 根據權利要求6所述的制備方法，為（步驟1)混合全氣烷基亞橫酸鹽和=氣甲橫 酸酢；和（步驟2)步驟1所得混合液與所述面代聯苯混合。13. 根據權利要求6所述的制備方法，包括（步驟1)混合全氣烷基亞橫酸鹽和=氣甲 橫酸酢；和（步驟2)步驟1所得混合液與所述面代聯苯和=氣甲橫酸酢混合。14. 根據權利要求6至13任一權利要求所述的制備方法，其中所述Rf為CF 3,所述面 原子為氣原子，且Ri至R S氣原子的總數為2~4。15. 根據權利要求6至13任一權利要求所述的制備方法，其中所述面代聯苯為式（V) 所示的S-(全氣烷基）二苯并嚷吩脫硫回收得到，式（V)所示化合物由式（I)所示的面代S -(全氣烷基）-二苯昔翻化化b右"W心輸G應得到， _____--------- (V) O16. 根據權利要求1-13任一權利英求所還的制備方法，進一步包括如下分離步驟，用 水和有機溶劑洗涂反應混合物，其中所述有機溶劑不溶或微溶于水，產物式（I')所代表 的面代S-(全氣烷基）-二苯并嚷吩鹽不溶或微溶于此有機溶劑，--y.) O17. 根據權利要求15所述的制備方法，進一步包括如下分離步驟，用水和有機溶劑洗 涂反應混合物，其中所述有機溶劑不溶或微溶于水，產物式（I')所代表的面代S-(全氣 烷基）-二苯并嚷吩鹽不溶或微溶于此有機溶劑，------- O18. 根據權利要求16或17所述的制備方法，所述有機溶劑選自乙酸，丙酸，異丙酸，正 下酸，異下酸，叔下酸，仲下酸，甲基叔下基酸，乙酸乙醋，乙酸丙醋，乙酸異丙醋，丙酸乙醋， 二氯甲燒，氯仿，四氯化碳，二氯乙燒，苯，甲苯，二甲苯，氯苯，二氯苯，氣苯，=氣甲苯，正戊 燒及其異構體，正己燒及其異構體，正庚燒及其異構體，正辛燒及其異構體。19. 一種具有如下式（I)結構的面代S -(全氣烷基）-二苯并嚷吩鹽的制備方法， ---0) 由式（I")表示的 并嚷吩鹽-------ff) 與（M' )?-反應， 其中Rf表示Cl4全氣烷基，R1，R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8分別代表氨原子或面原子，且面 原子總數為1~5個，M'為氨，金屬離子或錠根離子，狂'）和X分別為質子酸的共輛堿， 并且狂'）和X不相同。20.根據權利要求19所述的制備方法，其中M'為H，Li,化，K或Ag, X'為CF 3SO3, Cl, Br,或服〇4。
【文檔編號】C07C303/30GK106032369SQ201510112921
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月16日
【發明人】梅本照雄, 朱天昊, 張斌, 李原強
【申請人】浙江九洲藥業股份有限公司