RU2807921C1 - Способ получения фторалкилсодержащих трибутилстаннанов - Google Patents
Способ получения фторалкилсодержащих трибутилстаннанов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807921C1 RU2807921C1 RU2023108859A RU2023108859A RU2807921C1 RU 2807921 C1 RU2807921 C1 RU 2807921C1 RU 2023108859 A RU2023108859 A RU 2023108859A RU 2023108859 A RU2023108859 A RU 2023108859A RU 2807921 C1 RU2807921 C1 RU 2807921C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sncf
- fluoroalkyl
- reaction
- producing
- tributylstannanes
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- DBGVGMSCBYYSLD-UHFFFAOYSA-N tributylstannane Chemical compound CCCC[SnH](CCCC)CCCC DBGVGMSCBYYSLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 13
- 125000003709 fluoroalkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 16
- WQDUMFSSJAZKTM-UHFFFAOYSA-N Sodium methoxide Chemical compound [Na+].[O-]C WQDUMFSSJAZKTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 11
- QDRKDTQENPPHOJ-UHFFFAOYSA-N sodium ethoxide Chemical compound [Na+].CC[O-] QDRKDTQENPPHOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 3
- PQDJYEQOELDLCP-UHFFFAOYSA-N trimethylsilane Chemical class C[SiH](C)C PQDJYEQOELDLCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 5
- ZRLVQFQTCMUIRM-UHFFFAOYSA-N potassium;2-methylbutan-2-olate Chemical compound [K+].CCC(C)(C)[O-] ZRLVQFQTCMUIRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 18
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 13
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005797 stannylation reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 125000004178 (C1-C4) alkyl group Chemical group 0.000 abstract description 3
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 abstract description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- FPGGTKZVZWFYPV-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium fluoride Chemical compound [F-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC FPGGTKZVZWFYPV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XJHCXCQVJFPJIK-UHFFFAOYSA-M cesium fluoride Substances [F-].[Cs+] XJHCXCQVJFPJIK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- TVUUMUURNSRTBA-UHFFFAOYSA-N tributyl(difluoromethyl)stannane Chemical compound CCCC[Sn](CCCC)(CCCC)C(F)F TVUUMUURNSRTBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000000425 proton nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 7
- QNCKDRUVTHQQLG-UHFFFAOYSA-N tributyl(trifluoromethyl)stannane Chemical compound CCCC[Sn](CCCC)(CCCC)C(F)(F)F QNCKDRUVTHQQLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001503 aryl iodides Chemical class 0.000 description 6
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- GCTFWCDSFPMHHS-UHFFFAOYSA-M Tributyltin chloride Chemical compound CCCC[Sn](Cl)(CCCC)CCCC GCTFWCDSFPMHHS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 5
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000011698 potassium fluoride Substances 0.000 description 5
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 4
- QXRRWXQWODQKRG-UHFFFAOYSA-N tributyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)stannane Chemical compound CCCC[Sn](CCCC)(CCCC)C(F)(F)C(F)(F)F QXRRWXQWODQKRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006692 trifluoromethylation reaction Methods 0.000 description 4
- MWKJTNBSKNUMFN-UHFFFAOYSA-N trifluoromethyltrimethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)F MWKJTNBSKNUMFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000902 119Sn nuclear magnetic resonance spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000004293 19F NMR spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 3
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 3
- OOKFLLNDYNWCHK-UHFFFAOYSA-N difluoromethyl(trimethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)F OOKFLLNDYNWCHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M potassium fluoride Chemical class [F-].[K+] NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- LPNYRYFBWFDTMA-UHFFFAOYSA-N potassium tert-butoxide Chemical compound [K+].CC(C)(C)[O-] LPNYRYFBWFDTMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012448 Lithium borohydride Substances 0.000 description 2
- 101150101537 Olah gene Proteins 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 2
- 150000001943 cyclopropenes Chemical class 0.000 description 2
- 125000001028 difluoromethyl group Chemical group [H]C(F)(F)* 0.000 description 2
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 2
- KJGLZJQPMKQFIK-UHFFFAOYSA-N methanolate;tributylstannanylium Chemical compound CCCC[Sn](CCCC)(CCCC)OC KJGLZJQPMKQFIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- FDIOSTIIZGWENY-UHFFFAOYSA-N n-[bis(diethylamino)phosphanyl]-n-ethylethanamine Chemical compound CCN(CC)P(N(CC)CC)N(CC)CC FDIOSTIIZGWENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000269 nucleophilic effect Effects 0.000 description 2
- 125000005010 perfluoroalkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 235000003270 potassium fluoride Nutrition 0.000 description 2
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 2
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 description 2
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001942 tin-119 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 2
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FJEKUEUBQQWPBY-UHFFFAOYSA-N 1$l^{2}-stanninane Chemical compound C1CC[Sn]CC1 FJEKUEUBQQWPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000588844 Acidocella facilis Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- -1 Me 3 SiCF 3 Chemical compound 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- APQHKWPGGHMYKJ-UHFFFAOYSA-N Tributyltin oxide Chemical compound CCCC[Sn](CCCC)(CCCC)O[Sn](CCCC)(CCCC)CCCC APQHKWPGGHMYKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYELGPYNCLODGC-UHFFFAOYSA-N [Li]C(F)(F)C(F)(F)F Chemical compound [Li]C(F)(F)C(F)(F)F CYELGPYNCLODGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000008062 acetophenones Chemical class 0.000 description 1
- 150000000475 acetylene derivatives Chemical group 0.000 description 1
- 238000007259 addition reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000001345 alkine derivatives Chemical group 0.000 description 1
- 239000000010 aprotic solvent Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- RJCQBQGAPKAMLL-UHFFFAOYSA-N bromotrifluoromethane Chemical compound FC(F)(F)Br RJCQBQGAPKAMLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 108700041286 delta Proteins 0.000 description 1
- 239000012039 electrophile Substances 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 238000000806 fluorine-19 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002390 heteroarenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000007871 hydride transfer reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- GHXZPUGJZVBLGC-UHFFFAOYSA-N iodoethene Chemical class IC=C GHXZPUGJZVBLGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000468 ketone group Chemical group 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N molybdate Chemical compound [O-][Mo]([O-])(=O)=O MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 125000006340 pentafluoro ethyl group Chemical group FC(F)(F)C(F)(F)* 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000007342 radical addition reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- JRMUNVKIHCOMHV-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium bromide Chemical compound [Br-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC JRMUNVKIHCOMHV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- SDTAGBUVRXOKAK-UHFFFAOYSA-N tributyl(ethoxy)stannane Chemical compound CCCC[Sn](CCCC)(CCCC)OCC SDTAGBUVRXOKAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AQRLNPVMDITEJU-UHFFFAOYSA-N triethylsilane Chemical class CC[SiH](CC)CC AQRLNPVMDITEJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 description 1
- KIEXGUUJAYEUSM-UHFFFAOYSA-N trifluoromethylsilane Chemical class FC(F)(F)[SiH3] KIEXGUUJAYEUSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к органической и металлоорганической химии, а именно к способу получения фторалкилсодержащих трибутилстаннанов, которые могут быть использованы в органическом синтезе как в реакциях фторалкилирования, так и в реакциях станнилирования органических молекул. Предложен способ получения соединений общей формулы (СН3СН2СН2СН2)3SnRf (I), где Rf=CF3, C2F5, CF2H, который включает взаимодействие трибутилалкоксистаннанов n-Bu3SnOAlk, где Alk обозначает (С1-С4)алкил, с фторалкилсодержащими триметилсиланами Me3SiRf, где Rf=CF3, C2F5, CF2H, в присутствии катализатора, используемого в количестве 0,5-20 мольных процентов, при этом в качестве катализатора применяют n-Bu4N+F-, KF, CsF, трет-BuO-K+, трет-амилат калия, NaOMe, NaOEt. Технический результат - новый эффективный способ получения фторалкилсодержащих трибутилстаннанов высокой чистоты с высоким выходом из доступных реагентов. 5 пр.
Description
Изобретение относится к органической и металлоорганической химии, а именно к способу синтеза фторалкилсодержащих трибутилстаннанов, конкретно к синтезу (трифторметил)трибутилстаннана (Ia), (пентафторэтил)трибутилстаннана (Ib) и (дифтор-метил)трибутилстаннана (Ic) общей формулы
где
Фторалкилсодержащие трибутилстаннаны могут быть использованы в органическом синтезе как в реакциях фторалкилирования, так и в реакциях станнилирования органических молекул.
Так, известны способы введения в органические молекулы перфторалкильных (трифторметильной и пентафторэтильной) групп с использованием (трифторметил)трибутилстаннана Bu3SnCF3 (Ia) и (пентафторэтил)трибутилстаннана Bu3SnC2F5 (Ib) [Alonso, С., Martinez de Marigorta, E., Rubiales, G., Palacios, F. Carbon trifluoromethylation reactions of hydrocarbon derivatives and heteroarenes. Chem. Rev., 2015, 115(4), 1847-1935; Sanhueza, I. A., Nielsen, M. C, Ottiger, M, Schoenebeck, F. CuI-mediated trifluoromethylations with stannanes. Helvetica Chimica Acta, 2012, 95(11), 2231-2236] и дифторметильной группы с использованием (дифторметил)трибутилстаннана Bu3SnCF2H (Ic) [Liang, Т., Neumann, С.N., Ritter, Т. Introduction of fluorine and fluorine-containing functional groups. Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52(32), 8214-8264]. Следует отметить, что фторалкилсодержащие трибутилстаннаны могут служить важной альтернативой более распространенным фторалкилсодержащим триметил- и триэтилсиланам в ряде реакций полифторалкилирования. Так, в отличие от (трифторметил)триметилсилана Me3SiCF3, (трифторметил)трибутилстаннан Bu3SnCF3 (Ia) успешно применяют для нуклеофильного трифторметилирования ацетофенонов [Sanhueza, I.А., Bonney, K.J., Nielsen, М.С, Schoenebeck, F. Trifluoromethylation of ketones and aldehydes with Bu3SnCF3. J. Org. Chem., 2013, 78(15), 7749-7753]. Использование (дифторметил)трибутилстаннана Bu3SnCF2H (Ic) для дифторметилирования арилиодидов и β-стирилгалогенидов позволило расширить область применения этой реакции, которая в случае (дифторметил)триметилсилана Me3SiCF2H ограничена электронодонорными и электрононейтральными арилиодидами [Prakash, G.S., Ganesh, S.К., Jones, J.P., Kulkarni, A., Masood, K., Swabeck, J.K., Olah, G.A. Copper-mediated difluoromethylation of (hetero) aryl iodides and β-styryl halides with tributyl (difluoromethyl) stannane. Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51(48), 12090-12094]. В реакции с Bu3SnCF2H (Ic) арилиодиды с альдегидной и кетогруппой образуют соответствующие дифторметильные производные с высоким выходом, в то время как Me3SiCF2H склонен к реакции присоединения по карбонильной группе. Более того, для дифторметилирования арилиодидов действием Bu3SnCF2H не требуется столь значительный избыток дифторметилирующего агента при сравнимых выходах продуктов (двух-трехкратный избыток для Bu3SnCF2H в сравнении с пятикратным для Me3SiCF2H) [Fier, P.S., Hartwig, J.F. Copper-mediated difluoromethylation of aryl and vinyl iodides. J. Am. Chem. Soc., 2012, 134(12), 5524-5527].
Способность (перфторалкил)трибутилстаннанов служить в качестве переносчика Bu3Sn-фрагмента доказана использованием Bu3SnCF3 для станнилирования терминальных ацетиленов [Ishizaki, М., Hoshino, О. Unprecedented cesium and potassium fluorides catalyzed trialkylsilylation and tributylstannylation of terminal alkynes with trifluoromethyl-trialkylsilanes and -tributylstannane. Tetrahedron, 2000, 56(45), 8813-8819), а также для прямого станнилирования циклопропенов действием (пентафторэтил)трибутилстаннана Bu3SnC2F5 (Ib) [Fordyce, Е.A., Luebbers, Т., Lam, Н.W. Synthesis and application of alkenylstannanes derived from base-sensitive cyclopropenes. Org. Lett., 2008, 10(18), 3993-3996].
В литературе описано несколько способов получения фторалкилсодержащих трибутилстаннанов.
Известен способ получения Bu3SnCF3 (Ia) реакцией трибутилоловохлорида с трифторбромметаном в присутствии трис(диэтиламино)фосфина. Сложность получения Bu3SnCF3 данным способом состоит в использовании газоообразного исходного CF3Br (с т.кип. -58°С), что требует специального оборудования для работы при низких температурах, а применение легко окисляемого трис(диэтиламино)фосфина диктует необходимость работы в инертной атмосфере. Более того, для высокого выхода продукта требуется трехкратный избыток CF3Br (US Pat 5008417, 1991).
Известен способ получения (трифторметил)трибутилстаннана (Ia) с высоким выходом реакцией бис(трибутилолово)оксида с Me3SiCF3 в присутствии 1М раствора фторида тетрабутиламмония (Bu4NF) в ТГФ. В реакции используют сравнительно небольшой избыток (25%) Me3SiCF3. Однако образование в процессе реакции эквимольного количества силилированного станноксана Bu3SnOSiMe3, для удаления которого необходима высокоэффективная вакуумная ректификация, затрудняет практическое применение этого способа [Prakash, G.S., Yudin, А.K., Deffieux, D., Olah, G.А. Facile preparation of (trifluoromethyl) tributyltin and transtrifluoromethylation of disilyl sulfides to the corresponding trifluoromethylsilanes. Synlett, 1996(02), 151-153].
Описан способ получения Bu3SnC2F5 (Ib) с высоким выходом взаимодействием пентафторэтиллития с трибутилоловохлоридом с применением техники проточного микрореакторного синтеза [Nagaki, A., Tokuoka, S., Yamada, S., Tomida, Y., Oshiro, K., Amii, H., Yoshida, J.I. Perfluoroalkylation in flow microreactors: generation of perfluoroalkyllithiums in the presence and absence of electrophiles. Org. Biomol. Chem., 2011, 9(21), 7559-7563; заявка WO 2012121301. Process for producing fluorine-containing substituted compound]. Однако, воспроизведение описанного способа получения Bu3SnC2F5 (Ib) сопряжено со значительными экспериментальными сложностями для поддержания криогенной температуры (-68°С) на стадии генерации пентафторэтиллития.
Известен способ получения (дифторметил)трибутилстаннана Bu3SnCF2H (Ic) реакцией гидрида трибутилолова Bu3SnH с Me3SiCF3 в присутствии катализатора CaI2 [Prakash, G.S., Ganesh, S.K., Jones, J.P., Kulkarni, A., Masood, K., Swabeck, J.K., Olah, G.A. Copper-mediated difluoromethylation of (hetero) aryl iodides and β-styryl halides with tributyl (difluoromethyl) stannane. Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51(48), 12090-12094]. Недостатком способа является необходимость применения оборудования, выдерживающего давление до 10 атм и специального бокса с инертным газом для смешения реагентов. Отмечается, что реакция сопровождается подъемом температуры до 90°С и увеличением давления до 4 атм при загрузке гидрида трибутилолова примерно 90 ммоль. Очевидно, что масштабирование указанного процесса является крайне проблематичным. Более того, в реакции используется существенный избыток (50%) Me3SiCF3, и выделение чистого продукта требует очистки колоночной хроматографией вследствие неизбежного образования в процессе реакции побочного продукта - Bu3SnCF3.
Известен способ получения (дифторметил)трибутилстаннана Bu3SnCF2H (Ic) реакцией восстановления Bu3SnCF3 (Ia) боргидридом лития в диглиме (Голубев А.С., Остапчук П.Н. Новая реакция восстановления (трифторметил)трибутилстаннана до (дифторметил)трибутилстаннана. Фторные зачетки {Fluorine notes), 2020, №4(131) http://notes.fluorinel.ru/public/2020/4_2020/article_1.html). Однако боргидрид лития является крайне гигроскопичным веществом. Кроме того, в ходе реакции образуется воспламеняющийся на воздухе диборан, что требует дополнительных усилий для его отвода и поглощения.
Описан способ получения Bu3SnCF2H (Ic) реакцией трибутилоловохлорида с 1,5-кратным избытком Me3SiCF2H в тетрагидрофуране в присутствии трет-амилата калия, взятого в 40%-ном мольном избытке. Реакцию проводят при загрузке менее 1 ммоля трибутилоловохлорида, при этом авторы не приводят данных о способе выделения и чистоте продукта [Miele, М., Castoldi, L., Simeone, X., Holzer, W., Pace, V. Straightforward synthesis of bench-stable heteroatom-centered difluoromethylated entities via controlled nucleophilic transfer from activated TMSCHF2. Chem. Commun., 2022, 58(38), 5761-5764].
Задачей настоящего изобретения является разработка эффективного способа получения фторалкилсодержащих трибутилстаннанов общей формулы (CH3CH2CH2CH2)3SnRf (I), где Rf=CF3, C2F5, CF2H, позволяющего получать указанные соединения высокой чистоты с высоким выходом.
Поставленная задача решается заявляемым способом получения фторалкилсодержащих трибутилстаннанов общей формулы
где Rf обозначает CF3, C2F5, CF2H, включающим взаимодействие трибутилалкоксистаннанов n-Bu3SnOAlk, где Alk обозначает (С1-С4)алкил, с фторалкилсодержащими триметилсиланами Me3SiRf, где Rf обозначает CF3, C2F5, CF2H, в присутствии катализатора, используемого в количестве 0,5-20 мольных процентов, при этом в качестве катализатора применяют n-Bu4N+F-, KF, CsF, tert-BuO-K+, NaOMe, NaOEt (Схема 1).
где Alk=(С1-С4)алкил; Rf=CF3, CF2CF3, CF2H;
катализатор=n-Bu4N+F-, KF, CsF, трет-BuO-K+, трет-амилат калия, NaOMe, NaOEt
Схема 1
Катализаторами могут служить соли - источники фторид-иона, а именно, фторид тетрабутиламмония Bu4NF, фторид калия KF, фторид цезия CsF или смесь бромида тетрабутиламмония и KF. В качестве катализатора можно также использовать алкоголяты щелочных металлов, а именно, трет-бутилат калия, mpem-амилат калия, метилат натрия, этилат натрия. Реакцию проводят в безводном апротонном растворителе: в тетрагидрофуране, 1,2-диметоксиэтане, 1,4-диоксане, диглиме, N,N-диметилформамиде, N-метилпирролидоне, ацетонитриле, N,N-диметилацетамиде. Смешение реагентов осуществляют при комнатной температуре. В начальной стадии превращения обычно наблюдается небольшой разогрев реакционной массы (не выше 35°С) и постепенное падение температуры до комнатной. При этом для завершения реакции не требуется дополнительного нагрева.
Существенным преимуществом заявляемого способа получения фторалкилсодержащих трибутилстаннанов является доступность исходных реагентов. Исходные трибутилметоксистаннан n-Bu3SnOMe и трибутилэтоксистаннан n-Bu3SnOEt являются дешевыми коммерчески доступными соединениями, которые также могут быть легко синтезированы из трибутилоловохлорида и метилата натрия или этилата натрия соответственно [Tanner, D.D., Diaz, G.Е., Potter, A. On the mechanism of the reduction of some ketones by organotin hydrides. Hydride transfer, electron-transfer-hydrogen-atom abstraction, or free radical addition. J. Org. Chem., 1985, 50(12), 2149-2154]. Исходные (трифторметил)три-метилсилан, Me3SiCF3, (пентафторэтил)триметилсилан Me3SiC2F5 и (дифторметил)триметилсилан Me3SiCF2H также коммерчески доступны. Кроме того, (дифторметил)триметилсилан может быть синтезирован из (трифторметил)триметилсилана восстановлением боргидридом натрия [Тютюнов А.А., Бойко В.Э., Игумнов С.М. Необычная реакция (трифторметил)триметилсилана с боргидридом натрия, Фторные заметки (Fluorine notes), 2011, №1(74). http://ru.notes.fluorinel.ru/public/2011/1_2011/letters/rusletter2.html].
Другим существенным преимуществом заявляемого способа является легкость осуществления процесса. Так, для получения Bu3SnCF3 и Bu3SnC2F5 заявляемым способом используют незначительное количество катализатора (не более 1,5 мол. %), небольшой (10-20% молярный) избыток Me3SiCF3 или Me3SiC2F5, а сам процесс не требует водной обработки реакционной массы. В синтезе Bu3SnCF2H просто обрабатывают реакционную массу водой и затем экстрагируют толуолом. Важными преимуществами заявляемого способа являются высокие выходы и высокая чистота получаемых фторалкилсодержащих трибутилстаннанов общей формулы I (согласно данным спектров ЯМР 1Н, 19F и 119Sn). Целевые соединения Ia-с получают с выходами 78-95%, при этом продукты не содержат трудноудаляемых оловосодержащих примесей.
Технический результат - новый эффективный способ получения фторалкилсодержащих трибутилстаннанов высокой чистоты с высоким выходом из доступных реагентов.
Изобретение иллюстрируется конкретными примерами осуществления, приведенными ниже.
Пример 1. Синтез Bu3SnCF3 (Ia) из Bu3SnOMe с использованием фторида тетрабутиламмония.
К раствору 32.1 г (100 ммоль) Bu3SnOMe (CAS 1067-52-3) в 150 мл сухого тетрагидрофурана добавляют Me3SiCF3 (15.6 г, 110 ммоль) одной порцией. К реакционной массе прибавляют 0.3 мл 1М раствора фторида тетрабутиламмония в ТГФ. Контроль реакции осуществляют методом спектроскопии ЯМР 1Н, 19F и 119Sn. В частности, контролируют наличие сигнала исходного Bu3SnOMe в виде синглета со сдвигом 3.62 м.д. и 119Sn сателлитами: 3J (1H, 119Sn)=31.6 Гц в спектре ЯМР 1Н и синглета со сдвигом 113.4 м.д. в спектре ЯМР 119Sn в CDCl3 и сигнала исходного Me3SiCF3 в виде синглета со сдвигом -66.1 м.д. в спектре ЯМР 19F{H} в CDCl3, а также динамику накопления сигнала продукта Bu3SnCF3 (Ia) в виде синглета со сдвигом -45.1 м.д. и 119Sn сателлитами: 2J (19F, 119Sn)=214 Гц в спектре ЯМР 19F{H} в CDCl3. Реакционную массу перемешивают 6 ч до полной конверсии исходного Bu3SnOMe, затем упаривают на роторном испарителе. Остаток перегоняют и получают 34.0 г (94.7%) чистого Bu3SnCF3 (Ia) в виде бесцветной жидкости с т.кип.78-80°С/1 Торр. Спектр ЯМР 1Н (400 МГц, CDCl3) δ 1.66-1.55 (м, 6Н), 1.43-1.29 (м, 6Н), 1.23-1.15 (м, 6Н), 0.94 (т, J=7.3 Гц, 9Н). Спектр ЯМР 19F (376 МГц, CDCl3) δ -45.14 с, 119Sn сателлиты с константой 2J (19F, 119Sn)=214 Гц. Спектр ЯМР 119Sn (149 МГц, CDCl3) δ -22.17 (кв, J=218.1 Гц).
Пример 2. Синтез Bu3SnCF3 (Ia) из Bu3SnOMe с использованием трет-бутилата калия.
К раствору 8.03 г (25 ммоль) Bu3SnOMe в 40 мл сухого тетрагидрофурана добавляют Me3SiCF3 (4.27 г, 30 ммоль) одной порцией. К реакционной массе прибавляют 0.3 мл 1М раствора трет-бутилата калия в ТГФ. Контроль реакции осуществляют, как в примере 1. Реакционную массу перемешивают 12 ч до полной конверсии исходного Bu3SnOMe, затем упаривают на роторном испарителе. Остаток в виде непрозрачной бесцветной жидкости растворяют в 50 мл хлористого метилена. Продукт реакции очищают колоночной хроматографией на силикагеле (40 г SiO2, размер частиц 0.063-0.2 мм), элюируя хлористым метиленом (150 мл). Хлористый метилен удаляют на роторном испарителе. Остаток перегоняют и получают 8.10 г (90.2%) чистого Bu3SnCF3 (Ia), физико-химические характеристики которого полностью соответствуют продукту по примеру 1.
Пример 3. Синтез Bu3SnOEt (Ia) из Bu3SnOEt с использованием фторида тетрабутиламмония.
К раствору 16.8 г (50 ммоль) Bu3SnOEt (CAS 682-00-8) в 80 мл сухого тетрагидрофурана добавляют Me3SiCF3 (7.82 г, 55 ммоль) одной порцией. К реакционной массе прибавляют 0.3 мл 1М раствора фторида тетрабутиламмония в ТГФ. Реакционную массу перемешивают 6 ч, затем упаривают на роторном испарителе, остаток перегоняют и получают 17.1 г (95.2%) чистого Bu3SnCF3 (Ia) в виде бесцветной жидкости с т.кип.78-80°С/1 Торр.
Пример 4. Синтез Bu3SnCF2CF3 (Ib) из Bu3SnOMe с использованием фторида тетрабутиламмония.
К раствору 5.46 г (17 ммоль) Bu3SnOMe в 30 мл сухого тетрагидрофурана добавляют (пентафторэтил)триметилсилан Me3SiCF2CF3 (3.65 г, 19 ммоль) одной порцией. К реакционной массе прибавляют 0.2 мл 1М раствора фторида тетрабутиламмония в ТГФ. Контроль реакции осуществляют методом спектроскопии ЯМР 1Н, 19F и 119Sn. В частности, контролируют наличие сигнала исходного Bu3SnOMe в виде синглета со сдвигом 3.62 м.д. и 119Sn сателлитами: 3J(1H, 119Sn)=31.6 Гц в спектре ЯМР 1Н и синглета со сдвигом 113.4 м.д. в спектре ЯМР 119Sn в CDCl3 и сигналов исходного Me3SiCF2CF3 в виде двух синглетов: синглета CF3 группы со сдвигом -81.9 м.д. (CF3, 3F) и синглета CF2 группы -131.53 (CF2, 2F) в спектре ЯМР 19F{H} в CDCl3, а также динамику накопления сигналов продукта Bu3SnCF2CF3 (Ib) в виде двух синглетов: синглета CF3 группы со сдвигом -83.4 м.д. (CF3, 3F) и синглета CF2 группы со сдвигом -120.32 (CF2, 2F) и 119Sn сателлитами: 2J (19F, 119Sn)=177 Гц) в спектре ЯМР 19F{H} в CDCl3. Реакционную массу перемешивают 12 ч до полной конверсии исходного трибутилметоксистаннана, затем упаривают на роторном испарителе. Остаток перегоняют и получают 6.53 г (94.0%) чистого Bu3SnC2F5 (Ib) в виде бесцветной жидкости с т.кип.85-86°С/1 Торр. Спектр ЯМР 1Н (400 МГц, CDCl3) δ 1.68-1.51 (м, 6Н), 1.42-1.32 (м, 6Н), 1.30-1.12 (м, 6Н), 0.95 (т, J=7.3 Гц, 9Н). Спектр ЯМР 19F (376 МГц, CDCl3) δ -81.9 (с, CF3, 3F), -120.32 (с, CF2, 2F) с 119Sn сателлитами с константой 2J (19F, 119Sn)=177 Гц. Спектр ЯМР 119Sn (149 МГц, CDCl3) δ -10.78 (т, J=181.8 Гц).
Пример 5. Синтез Bu3SnCF2H (Ic) из Bu3SnOMe с использованием фторида цезия.
В атмосфере сухого азота к свежепрокаленному фториду цезия (1.51 г, 10 ммоль) прибавляют Bu3SnOMe (16.05 г, 50 ммоль) в 75 мл N,N-диметилформамида. К полученной суспензии прибавляют по каплям Me3SiCF2H (9.32 г, 75 ммоль). Контроль реакции осуществляют методом спектроскопии ЯМР 1Н, 19F и 119Sn. В частности, контролируют наличие сигнала ОСН3 группы исходного Br3SnOMe в виде синглета со сдвигом 3.62 м.д. и 119Sn сателлитами: 3J (1H, 119Sn)=31.6 Гц в спектре ЯМР 1Н и синглета 113.4 м.д. в спектре ЯМР l19Sn, а также динамику накопления сигнала продукта Bu3SnCF2H (Ic) в виде синглета со сдвигом -124.6 м.д. и 119Sn сателлитами с константой 2J(19F, 119Sn)=212 Гц в спектре ЯМР 19F{H} в CDCl3. Реакционную массу перемешивают 16 ч до полной конверсии исходного Bu3SnOMe, выливают в холодную воду (300 мл), экстрагируют толуолом (70 мл х 3). Объединенные органические фазы упаривают на роторном испарителе. Остаток перегоняют и получают 13.3 г (78%) Bu3SnCF2H (Ic) в виде бесцветной жидкости с т.кип.103-105°С/1 Торр. Чистота продукта составляет 96%. Полученный таким образом продукт может быть дополнительно очищен колоночной хроматографией на силикагеле (элюент - петролейный эфир:этилацетат 100:1, для обнаружения молибдат церия) с целью получения аналитически чистого Bu3SnCF2H (Ic). Спектр ЯМР 1Н (400 МГц, CDCl3) δ 6.45 (т, J=44.9 Гц, 1Н), 1.70-1.44 (м, 6Н), 1.44 -1.24 (м, 6Н), 1.21-0.97 (м, 6Н), 0.93 (т, J=7.3 Гц, 9Н). Спектр ЯМР 19F{1H} (376 МГц, CDCl3) δ -1 24.62 с, 119Sn сателлиты с константой 2J (19F, 119Sn)=212 Гц. Спектр ЯМР 119Sn (149 МГц, CDCl3) δ -49.4 (т, J=214.4 Гц).
Claims (4)
- Способ получения фторалкилсодержащих трибутилстаннанов общей формулы
-
- где Rf обозначает CF3, C2F5, CF2H,
- включающий взаимодействие трибутилалкоксистаннанов n-Bu3SnOAlk, где Alk обозначает (С1-С4алкил, с фторалкилсодержащими триметилсиланами Me3SiRf, где Rf обозначает CF3, C2F5, CF2H, в присутствии катализатора, используемого в количестве 0,5-20 мольных процентов, при этом в качестве катализатора используют n-Bu4N+F-, KF, CsF, трет-BuO-K+, трет-амилат калия, NaOMe, NaOEt.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2807921C1 true RU2807921C1 (ru) | 2023-11-21 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5008417A (en) * | 1990-05-21 | 1991-04-16 | Ethyl Corporation | Haloalkylation process |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5008417A (en) * | 1990-05-21 | 1991-04-16 | Ethyl Corporation | Haloalkylation process |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| MIELE М. et al. Straightforward synthesis of bench-stable heteroatom-centered difluoromethylated entities via controlled nucleophilic transfer from activated TMSCHF2, Chem. Commun., 2022, v. 58, no. 38, p. 5761-5764. PRAKASH G.S. et al. Copper-mediated difluoromethylation of (hetero) aryl iodides and β-styryl halides with tributyl (difluoromethyl) stannane, Angew. Chem. Int. Ed., 2012, v. 51, no. 48, p. 12090-12094. PRAKASH G.S. et al. Facile preparation of (trifluoromethyl) tributyltin and transtrifluoromethylation of disilyl sulfides to the corresponding trifluoromethylsilanes, Synlett, 1996, 02, p. 151-153. ГОЛУБЕВ А.С. и др. Новая реакция восстановления (трифторметил)трибутилстаннана до (дифторметил)трибутилстаннана, Фторные заметки, 2020, т. 131, N 4, с. 1-2. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2712367B1 (en) | Direct trifluoromethylations using trifluoromethane | |
| Bartlett et al. | Reaction of Diphenyldiazomethane with Oxygen. The Criegee Carbonyl Oxide | |
| Jiang et al. | Copper-mediated oxidative difluoromethylenation of aryl boronic acids with α-silyldifluoromethylphosphonates: a new method for aryldifluorophosphonates | |
| Zhang et al. | Copper (II) triflate-catalyzed reduction of carboxylic acids to alcohols and reductive etherification of carbonyl compounds | |
| Qiu et al. | Synthesis of. alpha.,. alpha.-difluoro-functionalized ketones | |
| Labsch et al. | Stereospecificity of the Au (I)-catalyzed reaction of 1-alkynyl-bicyclo [4.1. 0]-heptan-2-ones with nucleophiles | |
| US6803477B2 (en) | Magnesium mediated preparation of fluorinated alkyl silanes | |
| RU2807921C1 (ru) | Способ получения фторалкилсодержащих трибутилстаннанов | |
| Wu et al. | FeCl3‐and GaCl3‐Catalyzed Dehydrative Coupling Reaction of Chromone‐Derived Morita‐Baylis‐Hillman Alcohols with Terminal Alkynes | |
| Hiraoka et al. | Synthetic utility of 2, 3, 3, 3-tetrafluoroprop-1-ene (HFO-1234yf) | |
| Singh et al. | Nucleophilic trifluoromethylation and difluorination of substituted aromatic aldehydes with Ruppert’s and Deoxofluor™ reagents | |
| CN110234622A (zh) | 用于合成1-芳基-1-三氟甲基环丙烷的新颖方法 | |
| JP4934823B2 (ja) | 含ケイ素クロスカップリング反応剤およびこれを用いる有機化合物の製造方法 | |
| Lee et al. | Facile one-pot syntheses of bromoacetylenes from bulky trialkylsilyl acetylenes | |
| KR100541590B1 (ko) | 설퍼펜타플루오라이드 화합물 및 이의 제조 및 사용 방법 | |
| EP2522648B1 (en) | Process for producing difluorocyclopropane compound | |
| EP3121160A1 (en) | Method for producing compound having oxydifluoromethylene skeleton | |
| Singh et al. | Synthesis and characterization of novel trifluoromethyl-containing alcohols with Ruppert's reagent | |
| JP4540197B2 (ja) | （ｅ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造法 | |
| Wu | A facile tandem reaction to access β-hydroxy-α, α-difluoroketone derivatives catalyzed by titanocene dichloride/magnesium | |
| JP2014218495A (ja) | １，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトンの製造方法 | |
| JP7026361B2 (ja) | モノヒドロペルフルオロアルカンを出発原料としたペルフルオロアルキル化剤の新規製造法、及びそれらを用いた芳香族ペルフルオロアルキル化合物の製造方法 | |
| Okuda et al. | Regio-and diastereoselective synthesis of unsymmetrical 1, 4-diketone-derived (Z)-monosilyl enol ethers via siloxyallylpotassium intermediates | |
| JP6341040B2 (ja) | １，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトンの製造方法 | |
| Davin et al. | A large scale preparation of 1-ethynylcyclopentene and 1-hexen-4-yne |