对三氟甲基苯酚的合成及研究进展
卤代芳烃三氟甲基化反应的研究
和氟代磺酰基二 ； 亲电性三氟甲
氟乙酸甲酯 （ 3;5! +3! +5! :1）
［&， #］
［6］
、 三氟甲基磺酰氯
［$］ ［%］ 法 ； 自由基三氟甲基化反应有三氟碘甲烷法
等。三氟乙酸钠在以碘化亚铜为催化剂条件下， 对卤代芳烃表现出很好的反应活性
［*］
， 可以制备
得到相应的三氟甲基化产物。该方法具有原料易 得、 操作条件温和以及无环境污染的优点。 本文研究了三氟乙酸钠与含有不同取代基的 卤代芳烃的三氟甲基化反应， 测定了相应的反应 速率常数以及不同物料配比条件下三氟甲基化产 物的收率。首次利用 ./00122 方程比较系统地研 究了含有不同吸电性能的取代基的卤代芳烃反 应， 表明硝基取代的卤代芳烃的反应活性较高， 而 含有甲基等供电性的取代卤代芳烃的反应活性较 低。经过分析认为， 三氟甲基化反应过程中首先 生成一种有效的三氟甲基阴离子中间体 该中间体然后与卤素原子发生亲核取代 +3’ +,- 4 ， 反应。 ! !"! 实验部分 主要仪器与试剂
第 /J 卷第 X 期
常瑛等： 卤代芳烃三氟甲基化反应的研究
MHH
取代基对反应有抑制作用。反应产物经 !" # $% 分析， 发现有少量的副产物 "&’ ( 生成， 其原因可 能是反应体系中微 量 的 水 分 与 "&’) 结 合 而 致。 容易与碘化 在三氟甲基化反应中 "&’) 极不稳定，
［*+］ ， 经过 亚铜结合生成相应的三氟甲基阴离子体
其中： /I E N +=， EO N .； ?I E N DA， EO N .；
PI E N -， EO N .；
4_三氟甲基苯胺的合成方法
599. 1981- 14- 24 ∀3# H. T . Clarke, E. R . T aylor. 间- 硝 基甲苯. 有机合成 ( 第一集 ) .
从易得的间三氟甲基苯胺出发, 经酰化、硝化、 水解、重氮化、还原得到对三氟甲基苯胺, 总产率为 12. 3% 。整个过程操作条件不苛刻, 因此是制备对 三氟甲基苯胺的一种新方法。
参考文献
∀1# 陆长元, 陈华, 吴 剑平. 2, 3 - 二硝 基甲 苯的 合成. 化 学试 剂, 1999, 21( 4) : 233~ 234
还原而制得, 该合成路线尚未见国内外文献报道, 并 且其过程简单易操作。其合成反应如下:
F3C
F3C
F3C
AcOH NH2 F3C O2N
N HAc F3C
NaOH EtOH
N
H2 S O4 H NO3
F3C
+
NH2 NO 2
F3C
+ NHA c N O2 F3C O2N
NH2 F3C
水蒸汽蒸馏
100ml 的三口瓶中依次加入 2. 0g 3- 三氟甲基
- 6- 硝基苯胺、10ml 乙醇和 3ml 浓硫酸, 冰盐浴将 其冷却至 0 ∃ 以下, 分批加入溶有 0. 8g 亚硝酸钠的 乙醇溶 液, 滴毕 后, 继续反 应 0. 5h, 然后撤 去冰盐 浴, 室温反应 0. 5h, 再用加热包慢慢升温至 80 ∃ 左 右, 蒸出乙醇和乙醛的混合物, 冷却, 有固体析出, 得 到 1. 3g, 产率为 70. 0% , m. p 为 37 ∃ ~ 40 ∃ ( 文献 值为 38 ∃ ~ 40 ∃ ) 。 2. 3 4- 三氟甲基苯胺的合成∀4#
三氟甲基化反应及在药物合成中的应用
三氟甲基化反应是一种重要的有机合成反应，近年来在药物合成领域得到了广泛的应用。
本文将介绍三氟甲基化反应的机理和方法，并探讨其在药物合成中的应用。
一、三氟甲基化反应的机理三氟甲基化反应是指在有机分子中引入三氟甲基基团（CF3）。
三氟甲基基团的引入通常可以改善有机分子的性质，例如增加化合物的稳定性和生物活性。
三氟甲基化反应通常通过催化剂的作用来实现，常见的催化剂包括金属催化剂和有机催化剂。
具体而言，三氟甲基化反应一般包括以下几个步骤：1. 三氟甲基试剂的合成：三氟甲基试剂通常是通过氟化试剂和三氟甲基化试剂的反应来制备。
2. 底物的活化：底物分子通常需要经过活化处理，以便与三氟甲基试剂进行反应。
3. 三氟甲基基团的转移：在活化的底物分子上引入三氟甲基基团，常见的反应包括C-H键的三氟甲基化和C-X键（X为含氧基团或含氮基团）的三氟甲基化。
4. 催化剂的再生：催化剂通常需要在反应中再生，以实现反应的可持续进行。
二、三氟甲基化反应的方法三氟甲基化反应的方法多种多样，下面列举了一些常见的方法：1. 金属催化的三氟甲基化反应：包括钯催化的三氟甲基化反应、铜催化的三氟甲基化反应等。
2. 有机催化的三氟甲基化反应：包括氟代试剂促进的三氟甲基化反应、亚负氧离子催化的三氟甲基化反应等。
3. 光化学的三氟甲基化反应：包括紫外光促进的三氟甲基化反应、可见光催化的三氟甲基化反应等。
三、三氟甲基化反应在药物合成中的应用三氟甲基化反应在药物合成中得到了广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1. 提高药物的生物活性：三氟甲基基团的引入可以增加药物分子的生物活性，使药物具有更好的治疗效果。
2. 改善药物的代谢途径：三氟甲基基团的引入可以改变药物分子的代谢途径，从而减少药物的毒副作用。
3. 增加药物的化学稳定性：三氟甲基基团的引入可以增加药物分子的化学稳定性，延长药物的有效期。
三氟甲基化反应是一种重要的有机合成反应，在药物合成中具有重要的应用前景。
高纯间三氟甲基苯酚的合成
解 有机 相经 后处 理 、 馏 得 到高 纯 间 三氟 甲基 苯 酚 精
产品。 １２工艺方 程式 ．
。
述 胺 基硫 酸 盐 溶 液 中 ，期 间严 格 控 制滴 加 温 在 ０ ～ ５Ｃ 间 ． 完 同 温搅 拌 ４ ｒｎ 保 温结 束 加 人 适 量 ￣之 加 ０ ｉ， ａ
一
６一
Ｚ ＥＩ Ｎ Ｈ Ｍ Ｃ Ｄ Ｓ Ｒ Ｈ ＪＡ Ｇ Ｃ Ｅ Ｉ ＡＬＩ Ｕ Ｔ Ｙ Ｎ
Ｖ １ ９Ｎ ．０（ ｏ ｓ ｏ． ｏ１ ｚ ｏ ） ３
文章编号 ： ０ － １４ ２ ０ ）０－ １ — ２ １ ６－ ８ （０ ８ １－ ０ ０ ０ ０ ４ ０
高纯间三氟 甲基苯酚的合成
将 得 到 的 ｌ氟 甲基 苯 酚粗 品放 人精 馏 釜 中 ， 一
进 行 减 压 精 馏 ， 制 适 宜 的 同流 比 。 馏 得 剑 含 量 控 精
为 ９ ％以上 的 间三 氟 甲基苯 酚 产 品。 ９
１ ． ５分 析方 法
Ｉ． ．４反萃 及萃取 ４
将 水 解 反 应 所 得 到 的 二 甲苯 有 机 相 及 适 量 水
１ ． 馏 ． ５精 ４
１． ． ３废水 套用 ４ ｒ 于在 水 解 反应 过 程 中产 生 了 大 量 的 水 解 废 ｆ １
水 。 以采 用 取 其 中 的 水 解 废 水 ， 里 补 加 Ｔ 硫 所 往 Ｉ
酸后 使 其 达 到 重 氮 化 反 应 所 要 求 的 浓度 后 蘑新 用 于重 氮化反 应 ． 大程 度 上减少 了废水 的排放量 。 极
间三 氟 甲基 苯 酚 是 间 氨 基 三 氟 甲苯 的 主要 衍
芳香化合物三氟甲基化研究进展
Ｄｅｃ．２０１４精细与专用化学品第２２卷第１２期Ｆｉｎｅ ａｎｄ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ ２０１４年１２月 收稿日期：２０１４－１０－１６ 作者简介：王大志（１９７８－），男，工程师，硕士，主要从事有机合成工艺开发与研究。
芳香化合物三氟甲基化研究进展王大志（中化集团沈阳化工研究院有限公司，辽宁沈阳１１００２１）摘 要：三氟甲基芳香化合物在医药、农药和有机材料等领域有着广泛的应用。
向芳香分子中引入三氟甲基的方法已成为当前研究的热点。
本文从亲电三氟甲基化、亲核三氟甲基化和自由基三氟甲基化３个方向总结了近年在芳香化合物三氟甲基化研究方面取得的重大进展。
关键词：三氟甲基化；芳香化合物；进展Ｒｅｃｅｎｔ ａｄｖａｎｃｅｓ ｏｆ ａｒｅｎｅ ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈｙｌａｔｉｏｎＷＡＮＧ Ｄａ－ｚｈｉ（Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｉｎｏｃｈｅｍ Ｇｒｏｕｐ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１００２１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｒｙｌ－ＣＦ３ｈｏｌｄｓ ｗｉｄｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ，ａｇｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ ａｎｄ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ａｓ ａ ｒｅ－ｓｕｌｔ，ｍｕｃｈ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐａｉｄ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｎｅｗ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ＣＦ３ｇｒｏｕｐｉｎｔｏ ａｒｅｎｅ ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ．Ｔｈｅ ｒｅｃｅｎｔ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈｙｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａｒｅｎｅ ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ ｖｉａ ｎｕｃｌｅｏｐｈｉｌｉｃ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ，ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｉｌｉｃ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ ｏｒ ｆｒｅｅ ｒａｄｉｃａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ｉｓ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈｙｌａｔｉｏｎ；ａｒｅｎｅ ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ；ａｄｖａｎｃｅ 三氟甲基（ＣＦ３）具有强吸电性和亲脂性，且其Ｃ—Ｆ键十分稳定，将其引入到有机化合物中能够显著改变化合物的酸性、极性、亲脂性及其化学和代谢的稳定性〔１，２〕。
对三氟甲基苯乙酸的合成研究
氟甲苯的 Ｇｉ ａ 试剂制备收率较低 ， ｒｎｒ ｇ ｄ 氧化剂用到重
铬酸钠 ， 产生的废水不好处理， 较难达标 ， 且总收率只
有 ３．％ ， ５ ４ 工业化实施难度较大 ； 以对氯三氟 甲苯 ③ 为原料 ， 经与溴乙酸酯 的锌试剂缩合再水解制得 ， ｊ 合成路线较短 ， 但需用到 昂贵的均相催化剂 ， 成本高。
在Ⅲ的合成 中， 催化剂的种类起关键作用 ， 本文 使用价廉安全 的叔丁醇钠作催化剂 ， 得到高 收率产
品。溶剂的选用对反应程度的影响也很大 ， 本文选用 二 甲亚砜这种常用试剂做溶剂得到 的产品收率较稳 定。本工艺的实施可大大降低生产成本和实现安全 化 生产 。
（ 相符 ， Ⅳ） 收率 ７ ．％ （ Ｉ ） 熔点 ８ ～ ３ 含 ５４ 以 计 ， １ ８ ℃，
道的合成方法有 ： 以对氯三氟 甲苯为原料 ， 甲醛 ① 经 ． 化、 还原 、 取代及 水解后 得到对三氟 甲基苯 乙酸 ， １ １ 反 应 原理 Ｊ 丙二酸二乙酯在 Ｄ Ｓ Ｍ Ｏ中与碱作用生成碳负离 该方法收率低 ， 废水 多， 不宜工业化 ； 以对氯三氟 ②
甲苯 为原料 ， Ｇｉ ａ 反应 、 经 ｒｎｒ ｇ ｄ 氧化 、 ｌ ｅ ｄ 反应 Ｗｉ ｒ ｔ ｌ ｏ ｇ 及水解合成得到 目标产物 ， Ｊ该方法路线长 ， 对氯三 子， 再与对氯三氟 甲苯发生单电子转移一负离子 自由 基分解一 自由基偶合 的非链 式 自由基反应 而得到 对氯三氟甲基苯丙二酸二乙酯 ， 之后经水解脱羧而得 到 。其反应式为 ：
不同催化剂与溶剂交叉搭配的实验 ， 以研究反应 的可 能性 。结果见表 １ 。
表 １ 表 １ 多批实验的产品收率
Ｔ ｂｅ １ ｙｅｄ ｏ ｒ ｄ ￣ｓ ａ ｌ ｉｌ ｆｐ ｏ ｕ
含氟（一氟,二氟,三氟）化合物合成总结和应用
含氟（一氟,二氟,三氟）化合物合成总结和应用自从1956年第一次出现含三氟甲基的精神类用药氟非那嗪(Fluphenazine)和1957年首次引入第一个含氟抗癌药物5-氟尿嘧啶(5-Fluorouracil)以来[1], 半个多世纪过去了. 近十年来, 隨着氟化学研究的进展和对氟原子及含氟取代基的深入了解, 药物科学家正在进一步开掘含氟药物这座新药研发中的金山银矿(Scheme 1)[2]. 最新统计表明, 目前全球含氟药物年销售额在400亿美元左右, 全球销售前200名的药物中, 含氟药物就占了29个, 销售额总计320亿美元. 由此看来含氟药物的应用及研发前景相当可观, 约有25%～30%的新药研发是建立在氟化学原料产品基础之上的. 依文献报道, 约15%～20%的新药都含有氟原子或三氟甲基等基团(图1)[3]. 据我们统计, 截止2013年底, 一共有163个含氟药物接受被美国食品和药物管理局(FDA)的批准上市[4], 这充分说明氟原子是除氯原子之外, 第二个最令药物化学工作者喜欢的卤素原子. 在药物研究中, 充分利用构效关系(SAR)的方法学探索和越来越多含氟中间体的可得性, 都为含氟药物的研究提供了巨大的推动. 毋容置疑, 最近几年的有机氟化学的研究热潮必将为新一波的新药探寻提供更多的方法和手段, 而在氟化学领域有世界一流的中国研究团队的参与[5], 也必将会浓墨重彩地书写药物研发的崭新一页. 本文将近年来这一领域的研究做一简述概括, 希望能为现代药物的合成研发提供帮助[6].不同于其它的卤素, 氟原子由于其独特的电子结构, 它具有最强的电负性和与氢原子一般大小的原子半径, 因而也能更加方便合理地取代氢原子而进行药物分子结构的微调和修饰, 阻断易代谢位点从而改变药物代谢的途径及代谢速度; 并通过分子间氢键的作用, 延长药物在体内的作用时间, 提高药物的生物利用度和选择性. 最值得一提的是, 三氟甲基由于具有很强的吸电子性、亲脂性和稳定性等特点, 具有很强的疏水性而表现出理想的脂溶性, 具有更好的生物通透性和靶向选择性, 因此在许多上巿药物和临床药物常常含有三氟甲基的芳环或杂环分子[7].2011年美国FDA共批准了35个小分子化学药物, 其中有7个是含氟新分子实体(Scheme 2); 2012年共批准了33个小分子化学药物, 其中有6个为含氟有机分子(Scheme 3); 2013 年一共有8个含氟药物获批(Scheme 4). 据不完全统计, 总共有数十个含氟药物进入了临床研究, 其中一些代表性含氟药物见Scheme 5, 如Merck临床三期的胆固醇转运蛋白(CEPT)抑制剂Anacetrapib和Lilly的Evacetrapib, 这两个临床药物都含有三氟甲基和氟的芳香烃结构单元, 预期是药物中的重磅炸弹(Blockbuster drugs). 另外Daiichi研发的高效鲨烯合成酶抑制剂DF-461据称效果比上市的HMG- CoA还原酶抑制剂Atorvastatin(Lipitor)还要好. 可见含氟药物的研究正处于一个相当令人鼓舞的发展局面[8], 而有机氟化学的突破为这一药物研发的加速提供了很好的帮助.从近三年获批的含氟药物结构来看, 一共有17 个是氟代芳香烃, 有6个是含有三氟甲基的芳香环. 其中有2个药物既有三氟甲基又有氟原子. 显然, 有机芳香烃的氟化反应对新药研发是极其重要的, 为此, 本文就近几年来芳(杂)环氟化及N (n＝1, 2, 3)氟甲基化的研究进展和亮点并结合实例进行分析总结.芳烃和杂芳烃的氟化反应可分为亲电取代(正离子F＋试剂)和亲核取代(负离子F－试剂)两类型. 氟化反应少不了使用氟化试剂, 而且一般都使用过量的. 许多氟化试剂, 包括能提供氟正离子和氟负离子的氟化物见Scheme 6,除了常用的KF, 一般氟化试剂都不便宜, 尤其是一些制备困难的有机氟试剂, 价格尤为昂贵.1.1 利用含氮(胺基、酰胺等)芳(杂)环为原料使用含氮杂环的联苯衍生物, Sanford小组[9]在2006年首先发展了有效的氟化反应(Eq. 1), 在10 mol% Pd(OAc)2 存在的条件下, 选择性地引入了氟原子. 这也是在钯(II)催化下, 温和氧化条件下利用亲电的氟化试剂(F＋, 不同于使用亲核氟试剂F－)成功进行的经由直接C—H活化、氧化氟化(Oxidative fluorination)的创新反应.2009年, Scripps的Yu等[10]利用钯盐催化的、邻位导向基诱导的C—H活化策略, 用F＋试剂在NMP为促进剂的情况下有效地制备了邻位含氟的芳香化合物(Eq. 2).不难看出, 上述几个反应都是在邻位导向基(direc- ting groups)存在下钯(II)催化的亲电氟化反应, 反应经历了环钯化(Cyclopalladation)和亲电氟化两过程. 巧妙的是, 分子内氮原子从不同的形式(如吡啶中的N; 取代的胺和酰胺)作为供电子体, 参与了分子内环钯化过程, 其特点是形成有利的五元钯(II)络合物中间态(Scheme 8).在没有导向基存在的条件下, 钯催化的亲电氟化反应的机理如图所示(Scheme 9). 首先是通过转移金属化而形成的碳钯键, 由于不涉及到环钯化(cyclopallada- tion), 也不需要导向基, 因此反应底物的多样性就更加广泛, 缺点是底物要进行预官能团化, 必须引入适当的基团进行转移金属化(transmetalation). 随后通过亲电氟化试剂氧化将Pd(II)络合物转化为Pd(IV)的络合物, 进而通过还原消除生成C—F键.1.2 利用芳基锡烷/有机硼化物为原料利用铜盐催化, Sanford小组[13]发展了温和条件下的芳基锡烷和三氟硼酸钾的氟化反应(Scheme 11).最近, Hartwig 小组报道[14]了铜盐催化下, 利用F＋试剂对有机硼酸酯的氟化反应(Scheme 12). 反应条件相对温和, 虽然铜试剂和银试剂的用量较大. 与此同时, 通过对19F NMR的考查, 确证了Cu(III)氟络合物的存在. 鉴于有机硼酸酯易得, 这一新方法为制备氟代芳烃又提供了一个新手段.1.3 利用芳基锡烷为原料使用不同的银盐(AgOTf, Ag2O)催化剂, Ritter 等[19,20]在2009年和2010年先后首先发展了温和条件下的芳香锡烷的氟化反应(Scheme 14), 并取得了良好的实验结果.1.4 利用芳香碘化物为原料和卤素交换反应(Halex processes)Hartwig小组[21]发现在铜盐和AgF的作用下, 取代碘苯能够有效地进行卤素交换而制备相应的氟苯(Scheme 15). 据机理研究表明, 该反应有Cu(0)和CuF2的形成. 反应没有完成催化循环.1.5 利用取代的苯酚和苯酚衍生物为原料从取代的苯酚和含羟基的取代的杂芳烃为起始原料, Ritter 小组[25]利用新颖的脱氧氟化试剂, 成功进行了操作简易可行的酚类化合物的氟化(Eq. 5). 该转化具有反应的产率高、基团兼容性好等优点.2009年Buchwald教授[27]首先报道了以三氟甲磺酸酯为原料的钯催化的亲核氟化反应, 成功的关键是釆用了空间位阻大的特殊膦配体, 并通过形成刚性T形的的单核三配位的钯(II)络合物而完成反应. 有趣的是, 在一些反应中发现有区域异构体产生, 产物以间位产物为主(Scheme 19). 虽然目前对形成区域异构体的机理并不十分清楚, 但通过氟负离子进攻在原位的(in situ)产生的苯炔活泼中间体的解释基本排除在外.1.6 利用芳香胺和酰替苯胺为原料芳香胺重氮盐的HF/吡啶(Sandmeyer reaction)处理和氟硼酸处理(Balz-Schiemann reaction)是制备氟代芳烃的老方法. 使用有机高价碘, Li 和Meng等[30]成功进行了免除金属的直接区域选择性氟化酰替苯胺衍生物, 将氟原子引至酰替苯胺基的对位(Scheme 21). 该方法具有操作安全、试剂易得、条件温和、产率较高等特点.1.7 利用芳基碘鎓盐和季铵盐为原料最近, Sanford 小组[31]也成功研究出相转移条件下, 铜盐催化的不对称二芳基碘鎓盐的亲核氟化反应(Eq. 8). 该反应具有条件温和、反应快速、产率高、选择性好、显示很好的基团兼容性以及没有位置异构体等优点.1.8 后氟化(Late-stage fluorination)反应制备药物和天然产物的氟代衍生物Ritter小组[19,20]利用他们率先发现的银盐催化的后氟化(Late-stage fluorination)反应策略, 成功制备了数十个重要的上市药物和天然产物的氟代衍生物, 其中包括氟代Taxol、氟代DOPA、氟代Rifamycin S和氟代Camptothecin等(Scheme 22).虽然迄今为止, 仍然没有上巿的药物中含有二氟甲基(CHF2)芳杂环亚结构单元的APl, 但是二氟甲基独特的结构特点仍然吸引了许多药物化学家的注意. 在等排物为基础的药物设计中, CHF2不失为优秀的亲脂性的氢键供应者, 为传统的氢键供应源提供了新的选择, 并且同时能有效地改善药物的膜渗透性, 促进药物的吸收. 例如在抗丙肝病毒(HCV NS3)蛋白酶抑制剂的研发过程中[34], 成功地利用二氟甲基取代并模仿母体化合物中硫醇的功能. 在COX-2和5-LOX双重抑制剂的研发过程中[35], 二氟甲基可做为异羟肟酸中羟基的等排物.传统的二氟甲基(CF2H)的引入一般都是由芳香醛和DAST试剂的反应而完成的. 考虑到有机磺酸盐中C—S键(272 kJ/mol)比有机硼酸C—B (377 kJ/mol)键和有机分子中的C—C 348 kJ/mol)要弱许多, Scripps 的Baran小组[36]成功制备了含二氟甲基结构的亚磺酸锌盐(DFMS), 利用过氧化叔丁醇为引发剂, 有效地均裂C—S键, 成功地制备了CF2H游离基, 并成功开发了相关反应(Scheme 23).值得注意的是, Baran 小组对一些天然产物和上市的重磅炸弹药物, 如辉瑞制药的Chantix进行了后三氟甲基化(Late-stage trifluoromethylation)和后二氟甲基化(Late-stage difluoromethylation)过程, 在不同的反应条件下, 经过不同的反应机理, 在母体化合物上有效地引进了CF3和CF2H官能团(Scheme 24), 这不失为药物创新改造和开拓构效关系(SAR)研究的新方法和快速通道. 从某种意义来说, 后N (n＝2, 3)氟甲基化也是将芳(杂)环电子云密度大或着是电子云密度小的C—H键(即反应的活性位点)通过亲电取代和亲核取代这两种截然不同的反应被C—CF3(或C—CHF2)健取代, 应该是阻止药物氧化代谢的极好手段, 也是提高药物生物利用度的方便策略.将著名的Ruppert-Prakash试剂(TMSCF3)经过硼氢化钠还原, Hartwig 小组[40]以70%的收率制备了新的二氟甲基化试剂TMSCF2H, 并成功应用于铜盐催化的二氟甲基化碘苯(Eq. 12), 反应的收率高, 操作简单易行, 对各种官能团具有良好的兼容性.类似于三氟甲基(CF3)、单氟甲基(CH2F)可以被认为是甲基的有用的生物电子等排体. 其原因是氟的强吸电子效应使得氟原子能避免甲基的代谢性氧化. 而且单氟甲基也被认为是羟甲基(CH2OH)和甲氧基甲基(CH2OCH3)的生物电子等排体. 据调查, 真正意义上的单氟甲基化方法几乎不存在, 尤其是通过产生单氟甲基游离基. 应该承认单氟甲基化是难度很大、富有挑战的研究热点, 但这方面的工作最近取得了很大的进展, 其中包括Scripps的Baran教授的新试(CH2FSO2)2Zn及方法[37](Scheme 26).使用活性的芳香酮如9-芴酮作为可见光下苄基氢的捕食物, Chen 小组[38]首次报告了选择性产生苄基游离基并通过加成氟游离基而完成苄基氟化的催化循环(Eq. 14). 值得一提的是通过巧用、活用不同的芳香酮作为光催化剂, 有效方便地制备了多达数十个结构各异、官能团兼容的带有氟甲基支键的芳香烃. 应该指出的是这也是迄今为止苄基氟化反应的最新进展.传承优秀的中国氟化学研究团队数十年来科研成果突出, 硕果累累, 亮点不断, 一直深受国际学术界的赞叹, 最近中国科学院上海有机化学所的卿凤翎教授[5]已经将近年来(2009～2011年)三氟甲基化的研究进展做了较为深入的总结和归纳. 北京大学王剑波教授[42]最近也对经由三氟甲基自由基进行的三氟甲基化的一些基本理论问题做了很好的探讨, 而西班牙的氟化学专家Grushin也对金属参与的芳烃三氟甲基化在Chem. Rev上发表了系统全面的综述[43]. 考虑到对三氟甲基化反应研究方兴未艾[44], 这方面的高水平研究论文层出不穷, 我们仅将近年以来三氟甲基化研究的亮点从简易方便即实用性, 高效催化即绿色性和安全放大即工艺合理性等角度做一点评, 挂一漏万有偏颇之处, 在所难免.近年来, 不少新型的三氟甲基化试剂, 如正离子型的、负离子型(Scheme 27)的和游离基型的CF3来源, 它们为进行亲电、亲核和游离基三氟甲基化提供了选择的可能, 并成为反应条件优化必须考虑的主要因素.过渡金属催化的三氟甲基化反应在有机氟化学家和金属有机化学家的联手努力下, 已经取得了突破性的进展(Eq. 15). 但不可否认, 和成熟的钯催化的交叉偶联反应(Suzuki, Heck, Negishi)相比较, 改善的空间仍然是巨大的, 其主要缺陷是一般情况下钯催化剂的用量较高(10%), 三氟甲基化试剂一般较为昂贵, 而且有些试剂为气体或低沸点小分子, 物理化学性质不理想也是大气臭氧层的破坏者, 再者, 过渡金属的含量在药物分子API中的控制也是必须考虑的因素之一. 从这个方面来讲, Scripps 的Baran小组[45]在Langlosi小组[46]前期工作基础上将便宜易得的三氟亚磺酸钠作为三氟甲基源, 过氧叔丁醇作为氧化剂而进行的杂环的直接三氟甲基化. 由于反应不需要金属催化剂, 能在室温下进行, 反应条件温和, 溶剂为水/乙腈(也不需额外处理), 对各种取代基及官能团不需保护和耐受性好, 是一种实用价值很强且易放大和工业化的好方法, 堪称一大突破. 当然对自由基参与的化学反应, 反应热的控制和安全性评价是必不可少的.有趣的是, 该三氟甲基化反应是通过自由基中间体完成的, 因此反应的区域选择性并不是高度专一的, 从某种程度来说, 它对现存药物的三氟甲基化而带来的新的药物分子的多样性确是一件好事, 因为芳烃或杂环分子有多于一个的活性反应点, 而便利地引入三氟甲基改造现有药物分子不失为一种旧药改造的捷径. Scheme 28 列出了一系列经过后三氟甲基化(Late-stage trifluoromethylation)的天然产物和重磅炸弹, 我们相信许多药物研发的科学家也会逐渐学习接纳这一新手段.Gooβen 研究小组[50]随后报道了铜盐催化下, 使用Ruppert试剂(TMSCF3)以芳香胺为原料的桑徳迈尔反应制备三氟甲基化芳烃(Scheme 31). 有所不同的是, 他们使用的催化剂是一价铜盐, 其中以硫氰化铜(CuSCN)催化活性最高. 反应温度为室温, 有很好的官能团兼容性, 产率在40%～98%之间.王剑波等[51]首先报道了通过三氟甲基银(AgCF3)和芳香胺参与的桑德迈尔反应来完成胺基至三氟甲基的官能团转化(Scheme 32). 值得一提的是, 反应需要在－78 ℃下完成, 否则收率较低. 三氟甲基银是通过AgF和TMSCF3来制备的, 有趣的是: 使用CuCF3 为试剂, 在相似条件下, 产物的收率不佳(37%). 避免使用超低温反应条件(－78 ℃)也许是将来反应优化、走向适用性的发展方向之一.Baran研究小组[45]在利用便宜易得的三氟亚磺酸钠进行芳烃三氟甲基化工作的基础上, 最近又成功地从三氟亚磺酰氯和锌粉在水为溶剂中制备了物化性能更加优越的新试剂三氟亚磺酸锌, 并成功应用于芳香烃的三氟甲基化反应(Scheme 34). 利用该试剂, Baran研究小组对一些天然产物, 药物中间体也进行了后三氟甲基化(Late stage trifluoromethylation), 并取得了理想的实验结果.肖吉昌小组[55]也首次报道了铜促的采用三氟甲基锍盐的三氟甲基化碘代芳杂(稠)环的新方法(Eq. 22). 该反应具有官能团兼容性好、反应条件温和、产率高等优点, 对不同杂环系统的三氟甲基化均取得了很好的结果. 据称反应机理涉及到铜还原锍盐产生活泼中间体CuCF3的单电子转移过程.值得一提的是, 2010 年Yu等[59]利用一系列杂环如吡啶、嘧啶、咪唑和噻唑为邻位导向基, 在Pd(OAc)2的催化和TFA为促进剂的联合作用下, 成功地利用C—H活化方法进行了芳环的三氟甲基化, 取得了良好的实验结果(Eq. 26).20世纪80年代至90年代初, 陈庆云院士领导的研究团队[60]先后发现了数个三氟甲基化的试剂[5], 其中1991年报道的1,1-二氟-1-氯代乙酸甲酯(MCDFA)在KF和CuI存在下在DMF溶剂中能有效地进行相应酯的热分解(100～120 ℃), 通过消除CO2和CH3X, 完成相应的三氟甲基化反应, 反应具有条件相对温和、产率高、试剂便宜易得等优点, 该方法被称为陈试剂(陈方法, Eq. 27), 并广泛被国内外学术界和药业应用于含三氟甲基的化合物的合成.2013年Senanayake等[61]使用陈试剂, 在研发抗感染药物中, 通过条件优化并使用控制滴加的方法、溶剂筛选, 确定了最佳反应条件,有效控制了放大反应中泡沫CO2以及三个副产物的形成, 成功制备了关键中间体(Eq. 28). 值得一提的是, 鉴于1,1-二氟-1-氯代乙酸甲酯(MCDFA)在工业生产中大规模生产, 其成本要比使用Ruppert试剂降低85%.在工艺研发GSK3β 抑制剂AZD8027的过程中, AstraZenca的Witt等[64]面临着同样如何有效和方便地引入氟原子和三氟甲基的问题. 很显然, 通过用Selectfluor引入氟原子后缩合形成氟代嘧啶杂环是极不可取的(Scheme 38). 一是氟化试剂昂贵, 二是氟化产率低(50%～55%), 而且有中间体不稳定等缺点.改进的合成方法首先合成了含氟嘧啶和含三氟甲基的咪唑片断, 然后通过杂环的Ziegler偶联关键反应等有效制备了AZD8926, 改进过的合成方法更趋合理(Scheme 39), 产率更高. 同时把钯催化的胺化反应提前, 避免了消除痕量钯金属所带来的困扰和API的损失.经过这些年的不懈努力, 有机氟化学在诸多方面得到了迅猛的发展, 世界一流的研究小组你追我赶, 创新立异, 成果频出. 应该承认, 有机金属化学的进展、催化反应的应用是今天氟化学进展的主推动力. 最近在有机化学的期刊上很难看到不含有氟化学的论文. 许多有关氟化学的专著也陆续出版[65], 综述文章和研究论文也不断更新[66].在这里, 我们将近年来芳香烃氟化反应和芳香烃杂环化合物N (n ＝1, 2, 3)氟甲基化反应的研究进展用图示的形式进行概括总结(Schemes 40, 41), 并概述了近年来含氟药物的研究成果. 值得特别强调的是第(III)种反应类型即新颖的氧化氟化反应(Oxidative fluorination)和氧化三氟甲基化反应(oxidative trifluoromethylation)是近几年来的研究热点课题之一. 我们相信最近的氟化学进展必将为药物研发工作者进行广泛的药物合成研究开辟了崭新的道路. 毫无疑问, 它必将拓展含氟药物建筑全新分子的想象空间, 提供更多重要的方法和途径.从发展趋势和方向来看, (1)理想的氟化反应应该是无金属(Metal-free)参与的或者是高效的过渡金属催化的过程, 应该大力开掘新颖高效的催化系统; (2)从经济、绿色环保等方面和为工业化放大生产考虑, Pd 等催化剂的用量应该尽量控制在0.5～1 mol%之间(目前一般为5～10 mol%左右); (3)氟原子和N氟甲基的引入先后(现在一般的氟化物原分离纯化较难, 区域选择性不好而附带各种含氟杂质; (4)利用便宜易得的氟试剂, 目前许多含氟试剂较贵; (5)操作简单的工艺, 反应应该有不怕氧不怕水等优点, 安全且重复性好; (6)反应应该具有高产率, 尤其是含氟中间体和产物料都是市场上购入含氟小分子), 理想的状态应该是后加入F, 目前缺陷是: 收率一般并不太高, 产物纯品纯度不够, 如何进行分离纯化对工艺开发也是一个很大的挑战, 因为一般而言, 含氟化合物在多数有机溶剂中的溶解度比母体化合物更佳, 这使得利用重结晶、打浆等手段富积含氟化合物更趋不可能.应该指出的是, 目前在候选药物结构单元中什么位置引入氟原子和三氟甲基团, 仍带有相当的随意性, 仍然不能利用分子设计和计算化学的方法得到确切的判断. 也就是说含氟化合物的生理活性与分子结构的构效关系只能在一定程度上进行预测, 没有形成系统的理论体系. 显然这也是对药物科研工作者在含氟药物的合成与创新、开发高效低毒的新型药物提出的挑战.综上所述, 经过这几年有机氟化学家、有机金属化学家和药物化学工作者的共同努力, 在许多世界一流实验室参与和不甘人后的研发热潮中, 有机氟化学的研究面貌发生了根本性的变化, 极大地推动了含氟药物、多肽蛋白质化学和化学生物学的发展, 对材料科学和理论化学的发展也产生了很大的推动(Scheme 42). 毫不夸张地说, 这些年是有机氟化学发展的黄金时代, 它所创造的崭新氟化学反应手段和策略,为药物化学家开拓含氟药物这座宝藏提供了机遇和创造空间, 也激发和丰富了有机化学家和药物科研人员的创造性和想象力,含氟药物仍是今后很长一段时间药物研发的一个热点课题, 这也是摆在中国有机化学家和药物科研人员面前的一大机遇和挑战.声明:。
三氟甲基苯酚合成研究进展
合三氟甲基苯酚 的生 产现状 ， 了今后 的发展趋势 。 分析 关键词 ： 三氟 甲基苯酚 ； 合成 ； 综述
中图分类号 ： ＴＱ２ ３ １ ４ ．２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ １９ ０ （０ ７ ０ —０ ７０ １７ —９ ５２ ０ ）２０ ２ —３
三氟甲基苯酚有 ３ 种异构体 ， 分别为邻位 、 间位
和对位 三氟 甲基 苯 酚 ， 们 都 是重 要 的含 氟 有 机 中 它
Ｓｎ ｅ ａｓ ６ ｕ ｄｒ ｕ 等Ｌ用邻三氟甲基环丁基硅烷芳烃 ｈ Ｊ
与 过 氧化 氢 在 室温 下反 应 ６ｈ 因产 物 挥发 ， 有 给 ， 没 出产 物收率 。在氟 化 物 和 过 氧 化 物 的水 溶 液 中 ， 含 吸 电子基 芳环 的硅烷 经 质 子 化 迅 速开 环 ， 并被 羟 基
间体 ， 已广泛应用于医药 、 农药等领域。 自２ 世纪 ０ ８ 年代 以来 ， ０ 以三氟 甲基苯酚 为主体 ， 研制 出了大 量作 为杀虫剂、 除草剂、 昆虫信息素等的农药和用于 抗 惊厥 、 抗抑 郁 症 、 关 节 炎 、 艾 滋 蛋 白酶 等 的 医 抗 抗
药， 以及增 加对 其他 药 物 吸收 的辅药 ， 中多数产 品 其 市 场前 景看 好 Ｌ 。 目前 ， 氟 甲基苯 酚 特 别 是 对 三 １ Ｊ 三 氟 甲基 苯酚 在 国内 没有 大 规模 生产 ， 国外 只有 法 国 的罗 纳 ・ 朗克 和 罗 地 亚有 工业 化 生 产 普 ２。本 文 介 绍 了三氟 甲基 苯 酚 的几 种 合 成 方法 ， 括 过 氧化 氢 包 氧 化法 、 氟 甲基化 法 、 三 电解 法 、 重氮 化水 解 法 、 醚水
解法等。
取代得到产物。环丁基硅烷因其特殊 的“ 应变分离” 路 易斯 酸特 性 ， Ｔ ｍａ－１ ｎ 使 ａ ｏＦｅ ｇ反应 易于 控 制 ， ｍｉ 底
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
万方数据
万方数据
万方数据
对三氟甲基苯酚的合成及研究进展
刊名：
安徽农业科学
英文刊名：JOURNAL OF ANHUI AGRICULTURAL SCIENCES
年，卷(期)：2009,37(32)
被引用次数：1次
1.含氟中间体的生产与开发[期刊论文]-精细与专用化学品 2005(21)
2.MCCLINTON M A;MCCLINTON D A Trifluoromethylations and related reactions 1992(32)
3.MARC T;CATHERINE F;CLAUDE W Reactions of trifluoromethyl bromide and related halides:part
parison between additions to carbonyl compounds,Enamines,and sulphur dioxide in the presence of zinc 1990(01)
4.黄维垣;王魏亚磺化脱卤研究5-全氟及多氟溴代烷的反应研究 1987(02)
5.HUANG W Y;ZHANG H Z The reaction of perfluoroalkane sulfonyl halides a mild method for introducing BrCF2 group to organic molecules 1992(03)
6.JEAN-LOUIS CLAVEL;BERNARD LANGLOIS;ELIANE LAUREN Reactant for perfluoroalkylation of nucleophilic substrates with sodium perfluoroalkanesulphinates in an oxidizing medium 1996
7.MARC TORDEUX;BERNARD LANGLOIS;CLAUDE WAKSELMAN Reactions of trifluoromethyl bromide and related halides.Part 10.Perfluoroalkylation of aromatic compounds induced by sulfur dioxide radical anion precursors 1990
8.ALBRECHT M;KAHTE B Preparation of Trifluoromethylanilenes 2001
9.梁诚芳香族含氟中间体合成技术进展[期刊论文]-有机氟工业 2007(1)
10.许丹倩,徐振元,陈静华,卜鲁周,韩经龙高纯间三氟甲基苯胺开发[期刊论文]-农药 2001(1)
11.金佳敏超强酸催化硝化在间三氟甲基苯酚制备中的应用[学位论文] 2007
12.褚吉成;李巍三氟甲基苯酚的制备方法 2007
13.唐波;崔官伟;李平高效低毒农药、医药中间体三氟甲基苯酚的绿色合成工艺 2003
14.Fujimoto K.;Maekawa H.;Matsubara Y.;Mizuno T.;Nishiguchi I.;Tokuda Y.SELECTIVE AND ONE-POT FORMATION OF PHENOLS BY ANODIC OXIDATION[外文期刊] 1996(11)
15.吉景顺;陈德化;施冠成三氟甲基苯类化合物及其制备方法和应用 2004
16.PATRICK STAHLY G Trifluoromethylation of Carbonyl Compounds 1991
17.MA CHICHENG;CHEN YUGANG;MARK G STEINMETZ Photchemical cleavage and release of para-substituted phenols from a-keto amides 2006(11)
1.靳春玲.张志海.JIN Chun-ling.ZHANG Zhi-hai间三氟甲基苯酚合成工艺改进[期刊论文]-山东化工2010,39(5)
2.金佳敏超强酸催化硝化在间三氟甲基苯酚制备中的应用[学位论文]2007
3.张龙庄.卫文红.张璐.ZHANG Long-zhuang.WEI Wen-hong.ZHANG Lu工业4-三氟甲基苯酚纯度的RP-HPLC分析[期刊论文]-应用化工2009,38(5)
4.金佳敏.王桂林.施介华.严巍.JIN Jia-min.WANG gui-lin.SHI Jie-hua.YAN Wei三氟甲基苯酚合成研究进展[期刊论文]-化工技术与开发2007,36(2)
5.张博含氟二苯醚类除草剂氯氟草醚乙酯的合成工艺研究[学位论文]2008
6.赵鑫平.ZHAO Xing-Ping高纯间三氟甲基苯酚的合成[期刊论文]-浙江化工2008,39(10)
7.刘曙东.柳爱平.毛春晖.侯仲轲.黄明智新法合成三氟甲基苯乙酮[期刊论文]-化学试剂2002,24(1)
8.秦海芳.QIN Hai-fang氟代苯甲醛的合成研究进展[期刊论文]-安徽化工2009,35(6)
9.赵芡.卢俊瑞.辛春伟.鲍秀荣.苏颖.秦阿强.ZHAO Qian.LU Jun-rui.XIN Chun-wei.BAO Xiu-rong.SU Ying. QING A-qiang含卤代苯酚1,2,3-三唑衍生物的合成及抑菌活性[期刊论文]-天津理工大学学报2011,27(1) 10.王林竹.Wang Linzhu阿韦莫哌的合成研究进展[期刊论文]-化工生产与技术2010,17(3)
1.汤琳,冯乙巳农药中间体苯酚的合成研究[期刊论文]-现代农业科技 2011(09)
引用本文格式：对三氟甲基苯酚的合成及研究进展[期刊论文]-安徽农业科学 2009(32)。