磺酸酯,如甲磺酸酯,对甲苯磺酸酯在极性非质子溶剂(DMF,CH3CN, DMSO等)中与碱金属氟化物发生亲核取代反应,得到氟化合物。
碱金属氟化物在非质子溶剂中活性如下:CsF>KF>NaF>LiF。CsF的活性最高,但由于KF价格相对便宜,所以最常用。
反应体系中加入冠醚等相转移催化剂会加快反应进行,提高产率。
有的底物在离子液体中进行反应,能得到很好的结果。如下这个反应在离子液体[bmim]BF4中进行,产率相当高。
【Kim, D, W. Song, C, E. Chi, D, Y. J. Org. Chem. 2003, 68,4281-4285】
黄原酸酯也能被取代生成氟化物。
【Keon, M, J. LeGuyader, F. J. Chem. Soc.Chem.Commu. 1995, 25,1241】
反应实例
将CsF(760mg,5 mmol)添加到2-(3-甲磺酰氧丙基)萘(264 mg,1.0 mmol)、[bmim]-[BF4](3.0 mL)和H2O(90μL,5 mmol)在乙腈(3.0 mL)中的混合物中。将混合物在100℃下搅拌20分钟。用薄层色谱法监测反应。用乙醚(7mL×3)从离子液相萃取反应混合物。乙醚层在硫酸钠上干燥并在减压下蒸发。用硅胶(5%EtOAc/正己烷)快速柱层析法纯化产物,得到2-(3-氟丙基)萘(179mg,95%)无氯油。
【Kim, D, W. Song, C, E. Chi, D, Y. J. Org. Chem. 2003, 68,4281-4285】
对甲苯磺酸酯与TBAF反应
将四丁基氟化铵(TBAF)在THF(14ml,1M)中的溶液加入到无水THF(15ml)中的甲苯磺酸(0.78g,1.8mmol)溶液中。然后将反应混合物回流4h。减压去除挥发物,残渣溶解在乙酸乙酯(80ml)中。用水(30ml)、盐水(30ml)和饱和NaHCO3水溶液(30ml)洗涤有机溶液。然后在Na2SO4上干燥有机层。过滤后,减压浓缩滤液,用乙酸乙酯/正己烷(30/70,v/v)硅胶柱层析纯化残渣,得到无色油状物(0.29 g,57%)。
【Zhude Tu, et al. J. Med. Chem., 2011, 54 (6), 1555–1564】
甲磺酸酯与TBAF反应
将TBAF(1 M in THF,0.20 mL)添加到8(27 mg,0.05 mmol)无水THF(10 mL)的溶液中。将混合物回流4h,然后冷却至室温。用乙酸乙酯进行标准检测后,用硅胶色谱法(正己烷/乙酸乙酯=1:1)纯化残渣,得到22 mg 9(94.0%)。
【Masahiro Ono, et al J. Med. Chem., 2011, 54 , 2971–2979】
甲磺酸酯与CsF反应
将CsF(456mg,3.0 mmol)加入2-(3-甲磺酰氧基)萘(280 mg,1.0 mmol)与叔戊醇(4.0 mL)的混合物中。将混合物在80℃下搅拌6小时。用乙醚研磨反应混合物以去除大部分离子盐。滤液在减压下蒸发。残渣经快速柱层析法(20%CH2Cl2/己烷)纯化,得到192 mg(94%)2-(3-氟丙氧基)萘,为无色油,含醚副产物。
【DongWook Kim et al. J. Org. Chem. 2008, 73, 957-962】
甲磺酸酯与TBAF(tBuOH)4反应
将市售水合TBAF(1.0g,3.17mmol)添加到t-BuOH(88ml)和正己烷(22ml)中。将混合物在90℃下搅拌30分钟。在此期间,TBAF完全溶解。溶液冷却至室温,沉淀出白色结晶固体。用40毫升70%叔丁醇/正己烷快速过滤和洗涤结晶固体。滤液在真空中保留15-20分钟以除去残留溶剂,得到TBAF(tBuOH)4(1.63g,2.92mmol)白色结晶固体,产率92%。
将TBAF(t-BuOH)4(1.1g,2mmol)加入甲磺酸(280mg,1.0mmol)在CH3CN(4.0ml)中的溶液中。将混合物在70℃下搅拌1.0 h。残渣溶于水(6.0ml),用乙醚(6.0ml×3)从水相中萃取。将有机层干燥(硫酸钠)并减压蒸发。用短柱层析法(5%乙醇酸/己烷)纯化残渣,得到2-(3-氟丙氧基)-萘(200 mg,98%)作为无色油
【Dong Wook Kim et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 8404 -8406】
相关链接
【氟化反应】磺酸酯参与的氟化反应
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