对于大多数化合物来讲,氟原子以及含氟基团的引入能够显著地改变化合物的物理、化学和生物性质。在含氟官能团中,强吸电子性以及亲脂性的三氟甲氧基(-OCF3)在材料科学、农药和药物等领域中有着越来越广泛地应用。
多年来,人们一直致力于开发合成含氟化合物的新方法。尤其是在芳环和脂肪链体系中引入氟原子、三氟甲基(-CF3)和三氟甲硫基(-SCF3)的合成方法开发上取得了非常显著的进展。 然而,通用且高效的合成烷基三氟甲基醚方法则非常有限。通常来讲,主要有以下三种制备烷基醚三氟甲基的方法。
方法一:
优点:方法历史悠久,有一定的应用范围。
方法二:
优缺点与方法1相似。
方法三:
缺点:底物易分解,副反应较多,收率较低。
优点:拓宽了方法1、2的应用范围。
以上三种方法都有着相当大的应用局限性。 如果能在温和的条件下,对易制备的烷基醇直接进行三氟甲基化而生成烷基三氟甲基醚是最理想的。然而,由于氧原子是一个硬亲核试剂,导致它与一般的三氟甲基化亲电试剂反应非常差。
Umemoto等[4]报导了利用烷基醇合成烷基三氟甲基醚的方法,此方法用到的三氟甲基化试剂必须在低温下通过光化学现做现用,操作比较复杂,并且不容易保存:
Togni等[5]报导了Zn盐为媒介的三氟甲基化方法。但这个方法要求使用底物醇做溶剂,这使得应用起来并不方便:
最近,有文献报道了一种以含银化合物为媒介把醇进行氧化-三氟甲基化为烷基三氟甲基醚的方法。 该文通过筛选不同的氧化剂和金属媒介使底物1在三氟甲基化过程中的反应转化率氧化消除三氟甲基化的产物比例达到一个较为合理的结果:
在得到初步的优化的反应条件后,该文又研究了该三氟甲基化底物的使用范围:
研究结果显示,伯、仲和叔醇在该反应条件下基本上都有不错的收率。对伯醇来讲,较低当量的TMSCF3(2.0 eq),KF(3.0 eq),AgOTf(2.0 eq)和2-氟吡啶(2.0 eq)就能达到较高的收率。很多基团如:苄氧基,羰基,酯,酰胺,氰基,硝基,氯,溴,碘基本不受影响。虽然,TMSCF3 / KF / AgOTf这样的反应条件会产生三氟甲基自由基,但该文并没有观察到含富电子基团的芳环上发生亲电的C-三氟甲基化。可能是因为加入的2,6-di-tert-butylphenol会大大抑制这种芳环上的C-三氟甲基化。而对于芳环上含吸电子基团的底物来讲,氧化的副产物通常是主要产物。不过,当降低Selecfluor的用量时,可以使三氟甲基醚的收率达到一个合理的水平。
该文还研究了在某些天然产物和生物活性分子上的使用结果。比如,含保护基的L-serine,L-Theronine 和D-glucopyranose 会有中等收率。 Rosuvastatin(一类他汀类药物)和Ezetimibe(降低血浆胆固醇的药物)进行三氟甲基化时也能获得不错的收率。
总之,该文开发了一种高效和实用的烷基三氟甲基醚的制备方法。该方法反应条件温和,适用范围广泛,未来在制药和农药领域可能会有较大的应用价值.
[1] Sheppard, W. A. J. Org. Chem. 1964, 29, 1. [2] Zriba, R.; Magnier, E.;Blazejewski, J.-C. Synlett. 2009, 1131. [3] Marrec, O.; Billard, T.;Vors, J.-P.; Pazenok, S.; Langlois, B. R.J. Fluorine Chem. 2010, 131, 200. [4] Umemoto, T.; Adachi, K.;Isihara, S. J. Org. Chem. 2007, 72, 6905. [5] Koller, R.; Stanek, K.;Stolz,D.; Aardoom, R.;Niedermann, K.;Togni, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 4332
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