Способ получения фторированных органических соединений
Изобретение относится к способу получения фторированного органического соединения, включающему стадию А фторирования органического соединения посредством взаимодействия с источником фтора в присутствии ароматического соединения, содержащего гипервалентный йод, или в присутствии йодсодержащего ароматического циклического соединения и окислителя; где источник фтора представляет собой источник фтора, представленный формулой: MFn, где M обозначает H, металл группы 1 периодической таблицы или металл группы 2 периодической таблицы; и n равно 1 или 2; и стадию B выделения йодсодержащего ароматического циклического соединения из реакционного раствора после начала стадии A. Способ позволяет получать фторированное органическое соединение, применяя который можно легко отделить и извлечь йодозилбензольное производное. 5 з.п. ф-лы, 6 пр.
Область техники, к которой относится изобретение
[0001]
Настоящее изобретение касается способа получения фторированного органического соединения.
Уровень техники
[0002]
Фторированные органические соединения представляют собой чрезвычайно важные соединения, такие как различные химические продукты, например, функциональные материалы, фармацевтические и агрохимические соединения, материалы для электроники, а также их промежуточные соединения.
Традиционно было предложено несколько способов получения фторированных органических соединений. Например, известный способ получения включает стадию фторирования органического соединения путем осуществления его контакта с (1) IF5-пиридин-HF и (2) одной или несколькими добавками, выбранными из группы, включающей соль амин/гидрофторид, XaF (Xa обозначает атом водорода, калия, натрия или лития), окислитель и восстановитель.
Список цитирования
Патентная литература
[0003]
PTL 1: JP2015-157788A
Сущность изобретения
Техническая проблема
[0004]
Заявители настоящего изобретения обнаружили, что существует возможность улучшения методики PTL 1, где производное йодозилбензола не отделяют и не извлекают.
Целью настоящего изобретения является обеспечение способа получения фторированного органического соединения, применяя который можно легко отделить и извлечь йодозилбензольное производное.
Решение проблемы
[0005]
В результате обширных исследований заявители настоящего изобретения обнаружили, что вышеуказанной цели можно достичь, применяя способ получения фторированного органического соединения, включающий стадию фторирования органического соединения (1) посредством взаимодействия с источником фтора (3)
в присутствии ароматического соединения, содержащего гипервалентный йод (2a), или в присутствии йодсодержащего ароматического циклического соединения (2b) и окислителя (2bo);
где источник фтора (3) представляет собой источник фтора (3a), представленный формулой: MFn, где M обозначает H, металл группы 1 периодической таблицы или металл группы 2 периодической таблицы; и n равно 1 или 2; и
стадию B выделения йодсодержащего ароматического циклического соединения из реакционного раствора после начала стадии A.
Таким образом, выполнено настоящее изобретение.
[0006]
Настоящее изобретение включает следующие аспекты.
[0007]
Пункт 1.
Способ получения фторированного органического соединения, включающий:
стадию фторирования органического соединения (1) посредством взаимодействия с источником фтора (3)
в присутствии ароматического соединения (2a), содержащего гипервалентный йод, или
в присутствии йодсодержащего ароматического циклического соединения (2b) и окислителя (2bo);
где источник фтора (3) представляет собой источник фтора (3a), представленный формулой: MFn, где M обозначает H, металл группы 1 периодической таблицы или металл группы 2 периодической таблицы; и n равно 1 или 2; и
стадию B выделения йодсодержащего ароматического циклического соединения из реакционного раствора после начала стадии A.
Пункт 2.
Способ получения по пункту 1, где органическое соединение (1) представляет собой карбонильное соединение, имеющее атом водорода, или соединение, имеющее одну или несколько ненасыщенных связей углерод-углерод.
Пункт 3.
Способ получения по пункту 1 или 2, где органическое соединение (1) представляет собой:
органическое соединение, представленное формулой (1a):
где
A обозначает атом водорода, ароматическую группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, алкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, атом галогена, -OR или -NR2,
R1 обозначает атом водорода, органическую группу или атом галогена,
R2 обозначает атом водорода, органическую группу или атом галогена, и
R независимо в каждом случае обозначает атом водорода или органическую группу;
органическое соединение, представленное формулой (1b):
где
R3 обозначает атом водорода, ароматическую группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, алкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, атом галогена, -OR или -NR2,
R4 обозначает атом водорода, ароматическую группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, алкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, атом галогена, -OR или -NR2,
R5 обозначает атом водорода, ароматическую группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, алкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, атом галогена, -OR или -NR2, и
R независимо в каждом случае обозначает атом водорода или органическую группу; или
органическое соединение, представленное формулой (1c):
где
B обозначает ароматическую группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, или алкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей,
R6 обозначает атом водорода, органическую группу или атом галогена,
R7 обозначает атом водорода, органическую группу или атом галогена, и
R8 обозначает атом водорода, органическую группу или атом галогена.
Пункт 4.
Способ получения по любому из пунктов с 1 по 3, где ароматическое циклическое соединение (2a), содержащее гипервалентный йод, представляет собой органическое соединение, представленное формулой (2a1):
где
Ar обозначает ароматический цикл,
Rp1 в каждом случае независимо обозначает
алкильную группу,
алкоксигруппу,
группу: -O-(CH2)q-NR3X, где q равно числу, превышающему или равному 1; R обозначает H или C1-C20 алкильную группу; и X обозначает атом галогена, арилсульфонильную группу или алкилсульфонильную группу,
группу: -(CH2)q-NR3X, где q равно числу, превышающему или равному 1; R обозначает H или C1-C20 алкильную группу; и X обозначает атом галогена, арилсульфонильную группу или алкилсульфонильную группу,
группу: -O-(CH2)q-A, где A обозначает -SO3Y или -COOY; Y в каждом случае независимо обозначает H, атом металла или NR54; и R5 в каждом случае независимо обозначает H или органическую группу,
группу: -(CH2)q-A, где A обозначает -SO3Y или -COOY; Y в каждом случае независимо обозначает H, атом металла или NR54; и R5 в каждом случае независимо обозначает H или органическую группу,
атом галогена,
цианогруппу,
нитрогруппу,
карбокислотную группу или
сульфокислотную группу;
Rp2 в каждом случае независимо обозначает
алкильную группу,
алкоксигруппу,
группу: -O-(CH2)q-NR3X, где q равно числу, превышающему или равному 1; R обозначает H или C1-C20 алкильную группу; и X обозначает атом галогена, арилсульфонильную группу или алкилсульфонильную группу,
группу: -(CH2)q-NR3X, где q равно числу, превышающему или равному 1; R обозначает H или C1-C20 алкильную группу; и X обозначает атом галогена, арилсульфонильную группу или алкилсульфонильную группу,
атом галогена,
цианогруппу,
нитрогруппу,
карбокислотную группу,
сульфокислотную группу,
гидроксигруппу или
фосфорилоксигруппу; или
два Rp2, связанные с одним атомом йода, необязательно образуют вместе =O;
n1 равно числу, превышающему или равному 0;
n2 равно числу, превышающему или равному 1; и
сумма n1 и n2 составляет число в диапазоне от 1 до 11; и
йодсодержащее ароматическое циклическое соединение (2b) представляет собой органическое соединение, представленное формулой (2b1):
где
Ar обозначает ароматический цикл;
Rp1 в каждом случае независимо обозначает
алкильную группу,
алкоксигруппу,
группу: -O-(CH2)q-NR3X, где q равно числу, превышающему или равному 1; R обозначает H или C1-C20 алкильную группу; и X обозначает атом галогена, арилсульфонильную группу или алкилсульфонильную группу,
группу: -(CH2)q-NR3X, где q равно числу, превышающему или равному 1; R обозначает H или C1-C20 алкильную группу; и X обозначает атом галогена, арилсульфонильную группу или алкилсульфонильную группу,
группу: -O-(CH2)q-A, где A обозначает -SO3Y или -COOY; Y в каждом случае независимо обозначает H, атом металла или NR54; и R5 в каждом случае независимо обозначает H или органическую группу,
группу: -(CH2)q-A, где A обозначает -SO3Y или -COOY; Y в каждом случае независимо обозначает H, атом металла или NR54; и R5 в каждом случае независимо обозначает H или органическую группу,
атом галогена,
цианогруппу,
нитрогруппу,
карбокислотную группу или
сульфокислотную группу;
n1 равно числу, превышающему или равному 0;
n2 равно числу, превышающему или равному 1; и
сумма n1 и n2 составляет число в диапазоне от 1 до 11.
Пункт 5.
Способ получения по пункту 4, где Rp1 в формулах (2a1) и (2b1) в каждом случае независимо обозначает алкильную группу, необязательно замещенную одним или несколькими атомами фтора, алкоксигруппу, необязательно замещенную одним или несколькими атомами фтора, атом галогена, карбокислотную группу или сульфокислотную группу.
Пункт 6.
Способ получения по пункту 4 или 5, где Rp2 в формуле (p1) в каждом случае независимо обозначает атом галогена, уксуснокислотную группу, трифторуксуснокислотную группу, тозиновокислотную группу, гидроксигруппу, фосфорилоксигруппу, трифторметансульфокислотную группу, пропионовокислотную группу, 3,3,3-трифторпропионовокислотную группу, перфторпропионовокислотную группу, перфторбутирокислотную группу или метансульфокислотную группу.
Пункт 7.
Способ получения по любому из пунктов с 1 по 6, где окислитель (1bo) представляет собой один или несколько членов, выбранных из группы, включающей метахлорпербензойную кислоту, пероксид водорода, перуксусную кислоту, пербензойную кислоту, трет-бутилгидропероксид, гидропероксид кумола, персульфат калия и смесь гидроперсульфата калия, гидросульфата калия и сульфата калия.
Пункт 8.
Способ получения по любому из пунктов с 1 по 7, включающий стадию C окисления окислителем (C) йодзамещенного ароматического циклического соединения, выделенного из реакционного раствора на стадии B.
Пункт 9.
Способ по пункту 8, где окислитель (C) представляет собой один или несколько членов, выбранных из группы, включающей метахлорпербензойную кислоту, пероксид водорода, перуксусную кислоту, пербензойную кислоту, трет-бутилгидропероксид, гидропероксид кумола, персульфат калия и смесь гидроперсульфата калия, гидросульфата калия и сульфата калия.
Полезные эффекты изобретения
[0008]
Настоящее изобретение касается нового способа получения фторированного органического соединения.
В способе получения по настоящему изобретению йодсодержащее ароматическое циклическое соединение извлекают.
Описание вариантов осуществления
[0009]
1. Терминология
Символы и аббревиатуры в настоящем описании можно понимать в том смысле, который обычно используется в данной области техники, к которой относится настоящее изобретение, в контексте настоящего описания, если не указано иное.
В настоящей спецификации выражения «включают» и «содержат» используют с целью включить фразы «состоит по существу из» и «состоит из».
Если не указано иное, стадии, обработки или операции, описанные в настоящей спецификации, можно проводить при комнатной температуре.
В настоящей спецификации комнатная температура может означать температуру в диапазоне от 10 до 40°C.
В настоящей спецификации выражение «Cn-Cm» (где n и m равны целым числам) указывает, что количество атомов углерода равно n или более и m или менее, как обычно понимает специалист в данной области.
В настоящей спецификации примеры «атома металла» включают:
металлы группы 1 периодической таблицы (например, литий, натрий и калий);
металлы группы 2 периодической таблицы (например, магний и кальций);
переходные металлы группы 4 (например, скандий, титан, ванадий, хром, марганец, железо, кобальт, никель и медь);
металлы группы 12 (например, цинк, кадмий и ртуть); и
металлы группы 13 (например, алюминий, галлий и индий).
[0010]
В настоящей спецификации выражение «органическое соединение» понимают в обычном смысле, и оно может обозначать соединение, имеющее один или несколько атомов углерода и один или несколько атомов водорода.
[0011]
В настоящей спецификации выражение «фторированное органическое соединение» относится к соединению, которое можно получить фторированием органического соединения, и которое может не содержать атомов водорода.
[0012]
В настоящей спецификации, если не указано иное, примеры «гало (группы)» могут включать фторидную (группу), хлоридную (группу), бромидную (группу) и йодидную (группу).
В настоящей спецификации, если не указано иное, примеры «галогена (атома)» могут включать атом фтора, атом хлора, атом брома и атом йода.
[0013]
В настоящей спецификации примеры «ароматического цикла» включают ароматические углеродные циклы и ароматические гетероциклы.
В настоящей спецификации выражение «ароматическое циклическое соединение» касается соединения, имеющего один или более ароматических циклов.
[0014]
В настоящей спецификации, если не указано иное, примеры ароматических углеродных циклов» включают ароматические углеводородные циклы, имеющие от 6 до 14 атомов углерода, и конкретные примеры включают бензол, нафталин, антрацен, фенантрен и бифенил.
[0015]
В настоящей спецификации, если не указано иное, примеры «ароматических гетероциклических колец» включают 5- или 6-членные ароматические гетероциклические кольца, и конкретные примеры включают фурановое кольцо, тиофеновое кольцо, пиррольное кольцо, оксазольное кольцо, изоксазольное кольцо, тиазольное кольцо, изотиазольное кольцо, имидазольное кольцо, пиразольное кольцо, 1,2,3-оксадиазольное кольцо, 1,2,4-оксадиазольное кольцо, 1,3,4-оксадиазольное кольцо, фуразановое кольцо, 1,2,3-тиадиазольное кольцо, 1,2,4-тиадиазольное кольцо, 1,3,4-тиадиазольное кольцо, 1,2,3-триазольное кольцо, 1,2,4-триазольное кольцо, тетразольное кольцо, пиридиновое кольцо, пиридазиновое кольцо, пиримидиновое кольцо, пиразиновое кольцо и триазиновое кольцо.
[0016]
В настоящей спецификации, если не указано иное, другие примеры «ароматических гетероциклических колец» включают конденсированные кольца из одного или нескольких 5- или 6-членных ароматических гетероциклов и одного или нескольких ароматических углеродных циклов.
[0017]
В настоящей спецификации выражение «органическая группа» относится к группе, содержащей один или несколько атомов углерода (или группе, образованной удалением одного атома водорода из органического соединения).
[0018]
Примеры «органической группы» могут включать:
алкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей,
алкенильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей,
алкинильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей,
циклоалкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей,
циклоалкельную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей,
циклоалкадиенильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей,
арильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей,
аралкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей,
неароматическую гетероциклическую группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей,
гетероарильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей
цианогруппу,
альдегидную группу,
RrO-,
RrCO-,
RrSO2-,
RrOCO- и
RrOSO2-
(в этих формулах Rr независимо представляет собой
алкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей,
алкенильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей,
алкинильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей,
циклоалкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей,
циклоалкельную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей,
циклоалкадиенильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей,
арильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей,
аралкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей,
неароматическую гетероциклическую группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей или
гетероарильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей).
[0019]
В настоящей спецификации выражение «органическая группа» может обозначать, например, углеводородную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, где в углеводородную группу могут быть введены один или несколько фрагментов, выбранных из группы, включающей -NRo-, =N-, -N=, -O-, -S-, -C(=O)O-, -OC(=O)-, -C(=O)-, -S(=O)-, -S(=O)2-, -S(=O)2-NRo-, -NRo-S(=O)2-, -S(=O)-NRo- и -NRo-S(=O)- (в этих формулах Ro независимо обозначает атом водорода или органическую группу).
[0020]
Как это обычно понимается на основе общих знаний в области химии, примеры углеводородной группы с введенным таким образом гетероатомом могут включать неароматические гетероциклические группы и гетероарильные группы.
[0021]
В настоящей спецификации количество атомов углерода в «углеводородной группе» «углеводородной группы, необязательно имеющей один или несколько заместителей», может быть равным, например, от 1 до 10, от 1 до 80, от 1 до 60, от 1 до 40, от 1 до 30, от 1 до 20 или от 1 до 10 (например, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10).
[0022]
В настоящей спецификации примеры «заместителей» в «углеводородной группе, необязательно имеющей один или несколько заместителей», «алкильной группе, необязательно имеющей один или несколько заместителей», «алкенильной группе, необязательно имеющей один или несколько заместителей», «алкинильной группе, необязательно имеющей один или несколько заместителей», «циклоалкильной группе, необязательно имеющей один или несколько заместителей», «циклоалкенильной группе, необязательно имеющей один или несколько заместителей», «циклоалкадиенильной группе, необязательно имеющей один или несколько заместителей», «арильной группе, необязательно имеющей один или несколько заместителей», и «аралкильной группе, необязательно имеющей один или несколько заместителей», могут включать галогруппу, нитрогруппу, цианогруппу, оксогруппу, тиоксогруппу, сульфогруппу, сульфамоильную группу, сульфинамоильную группу и сульфенамоильную группу.
Количество заместителей может составлять от 1 до максимального замещаемого количества (например, 1, 2, 3, 4, 5 или 6).
[0023]
В указанной спецификации примеры «углеводородной группы» могут включать алкильную группу, алкенильную группу, алкинильную группу, циклоалкильную группу, циклоалкенильную группу, циклоалкадиенильную группу, арильную группу, аралкильную группу и группу, которая представляет собой комбинацию этих групп.
[0024]
В настоящей спецификации, если не указано иное, примеры «алкильной группы» могут включать линейные или разветвленные C1-C10 алкильные группы, такие как метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, пентил, изопентил, неопентил, гексил, гептил, октил, нонил и децил.
[0025]
В настоящей спецификации «фторалкильная группа» представляет собой алкильную группу, в которой, по меньшей мере, один атом водорода заменен атомом фтора.
В настоящей спецификации количество атомов фтора во «фторалкильной группе» может составлять 1 или более (например, от 1 до 3, от 1 до 6, от 1 до 12 или от 1 до максимального замещаемого количества).
[0026]
Специалисту в данной области обычно понятно, что приставка «пергалогено» означает, что все атомы водорода замещены галогенными группами.
Специалисту в данной области обычно понятно, что приставка «перфтор» означает, что все атомы водорода замещены атомами фтора.
[0027]
«Фторалкильная группа» включает перфторалкильную группу.
[0028]
«Перфторалкильная группа» представляет собой алкильную группу, в которой все атомы водорода замещены атомами фтора. Конкретные примеры перфторалкильной группы включают трифторметильную группу (CF3-) и пентафторэтильную группу (C2F5-).
[0029]
В настоящей спецификации «фторалкильная группа» может представлять собой, например, фторалкильную группу, имеющую от 1 до 20, от 1 до 12, от 1 до 6, от 1 до 4, от 1 до 3, 6, 5, 4, 3, 2 или 1 атом углерода.
[0030]
В настоящей спецификации «фторалкильная группа» может быть линейной или разветвленной фторалкильной группой.
В настоящей спецификации конкретные примеры «фторалкильной группы» включают фторметильную группу, дифторметильную группу, трифторметильную группу (CF3-), 2,2,2-трифторэтильную группу, пентафторэтильную группу (C2F5-), тетрафторпропильную группу (например, HCF2CF2CH2-), гексафторпропильную группу (например, (CF3)2CH-), нонафторбутильную группу, октафторпентильную группу (например, HCF2CF2CF2CF2CH2-), тридекафторгексильную группу, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-тридекафтороктильную группу (CF3CF2CF2CF2CF2CF2CH2CH2-) и подобные.
[0031]
В настоящей спецификации, если не указано иное, примеры «алкенильной группы» могут включать линейные и разветвленные C2-10 алкенильные группы, такие как винил, 1-пропен-1-ил, 2-пропен-1-ил, изопропенил, 2-бутен-1-ил, 4-пентен-1-ил и 5-гексен-1-ил.
[0032]
В настоящей спецификации, если не указано иное, примеры «алкинильной группы» могут включать линейные и разветвленные C2-C10 алкинильные группы, такие как этинил, 1-пропин-1-ил, 2-пропин-1-ил, 4-пентин-1-ил и 5-гексин-1-ил.
[0033]
В настоящей спецификации, если не указано иное, примеры «циклоалкильной группы» могут включать C3-C7 циклоалкильные группы, такие как циклопропил, циклобутил, циклопентил, циклогексил и циклогептил.
[0034]
В настоящей спецификации, если не указано иное, примеры «циклоалкенильной группы» могут включать C3-C7 циклоалкенильные группы, такие как циклопропенил, циклобутенил, циклопентенил, циклогексенил и циклогептенил.
[0035]
В настоящей спецификации, если не указано иное, примеры «циклоалкадиенильной группы» могут включать C4-C10 циклоалкадиенильные группы, такие как циклобутадиенил, циклопентадиенил, циклогексадиенил, циклогептадиенил, циклооктадиенил, циклононадиенил и циклодекадиенил.
В настоящей спецификации, если не указано иное, ароматическая группа включает «арильную группу» и «гетероарильную группу».
[0036]
В настоящей спецификации, если не указано иное, «арильная группа» может быть моноциклической, бициклической, трициклической или тетрациклической.
В настоящей спецификации, если не указано иное, «арильная группа» может представлять собой C6-C18 арильную группу.
В настоящей спецификации, если не указано иное, примеры «арильной группы» могут включать фенил, 1-нафтил, 2-нафтил, 2-бифенил, 3-бифенил, 4-бифенил и 2-антранил.
[0037]
В настоящей спецификации, если не указано иное, примеры «аралкильной группы» могут включать бензил, фенетил, дифенилметил, 1-нафтилметил, 2-нафтилметил, 2,2-дифенилэтил, 3-фенилпропил, 4-фенилбутил, 5-фенилпентил, 2-бифенилметил, 3-бифенилметил и 4-бифенилметил.
[0038]
В настоящей спецификации, если не указано иное, «неароматическая гетероциклическая группа» может быть моноциклической, бициклической, трициклической или тетрациклической.
В настоящей спецификации, если не указано иное, «неароматическая гетероциклическая группа» может представлять собой, например, неароматическую гетероциклическую группу, которая содержит в качестве кольцевого(ых) атома(ов) от 1 до 4 гетероатомов, выбранных из атома кислорода, атома серы и атома азота, кроме атома углерода.
В настоящей спецификации, если не указано иное, «неароматическая гетероциклическая группа» может быть насыщенной или ненасыщенной.
В настоящей спецификации, если не указано иное, примеры «неароматической гетероциклической группы» могут включать тетрагидрофурил, оксазолидинил, имидазолинил (например, 1-имидазолинил, 2-имидазолинил и 4-имидазолинил), азиридинил (например, 1-азиридинил и 2-азиридинил), азетидинил (например, 1-азетидинил и 2-азетидинил), пирролидинил (например, 1-пирролидинил, 2-пирролидинил и 3-пирролидинил), пиперидинил (например, 1-пиперидинил, 2-пиперидинил и 3-пиперидинил), азепанил (например, 1-азепанил, 2-азепанил, 3-азепанил и 4-азепанил), азоканил (например, 1-азоканил, 2-азоканил, 3-азоканил и 4-азоканил), пиперазинил (например, 1,4-пиперазин-1-ил и 1,4-пиперазин-2-ил), диазепинил (например, 1,4-диазепин-1-ил, 1,4-диазепин-2-ил, 1, 4-диазепин-5-ил и 1,4-диазепин-6-ил), диазоканил (например, 1,4-диазокан-1-ил, 1,4-диазокан-2-ил, 1,4-диазокан-5-ил, 1,4-диазокан-6-ил, 1,5-диазокан-1-ил, 1,5-диазокан-2-ил и 1,5-диазокан-3-ил), тетрагидропиранил (например, тетрагидропиран-4-ил), морфолинил (например, 4-морфолинил), тиоморфолинил (например, 4-тиоморфолинил), 2-оксазолидинил, дигидрофурил, дигидропиранил, дигидрохинолил и подобные.
[0039]
В настоящей спецификации, если не указано иное, примеры «гетероарильной группы» могут включать моноциклические ароматические гетероциклические группы (например, 5- или 6-членные моноциклические ароматические гетероциклические группы) и ароматические конденсированные гетероциклические группы (например, (5-18)-членные ароматические конденсированные гетероциклические группы).
[0040]
В настоящей спецификации, если не указано иное, примеры «5- или 6-членных моноциклических ароматических гетероциклических групп» могут включать пирролил (например, 1-пирролил, 2-пирролил и 3-пирролил), фурил (например, 2-фурил и 3-фурил), тиенил (например, 2-тиенил и 3-тиенил), пиразолил (например, 1-пиразолил, 3-пиразолил и 4-пиразолил), имидазолил (например, 1-имидазолил, 2-имидазолил и 4-имидазолил), изоксазолил (например, 3-изоксазолил, 4-изоксазолил и 5-изоксазолил), оксазолил (например, 2-оксазолил, 4-оксазолил и 5-оксазолил), изотиазолил (например, 3-изотиазолил, 4-изотиазолил и 5-изотиазолил), тиазолил (например, 2-тиазолил, 4-тиазолил и 5-тиазолил), триазолил (например, 1,2,3-триазол-4-ил и 1,2,4-триазол-3-ил), оксадиазолил (например, 1,2,4-оксадиазол-3-ил и 1,2,4-оксадиазол-5-ил), тиадиазолил (например, 1,2,4-тиадиазол-3-ил и 1,2,4-тиадиазол-5-ил), тетразолил, пиридил (например, 2-пиридил, 3-пиридил и 4-пиридил), пиридазинил (например, 3-пиридазинил и 4-пиридазинил), пиримидинил (например, 2-пиримидинил, 4-пиримидинил и 5-пиримидинил), пиразинил и подобные.
[0041]
В настоящей спецификации, если не указано иное, примеры «(5-18)-членных ароматических конденсированных гетероциклических групп» могут включать изоиндолил (например, 1-изоиндолил, 2-изоиндолил, 3-изоиндолил, 4-изоиндолил, 5-изоиндолил, 6-изоиндолил и 7-изоиндолил), индолил (например, 1-индолил, 2-индолил, 3-индолил, 4-индолил, 5-индолил, 6-индолил и 7-индолил), бензо[b]фуранил (например, 2-бензо[b]фуранил, 3-бензо[b]фуранил, 4-бензо[b]фуранил, 5-бензо[b]фуранил, 6-бензо[b]фуранил и 7-бензо[b]фуранил), бензо[c]фуранил (например, 1-бензо[c]фуранил, 4-бензо[c]фуранил и 5-бензо[c]фуранил), бензо[b]тиенил (например, 2-бензо[b]тиенил, 3-бензо[b]тиенил, 4-бензо[b]тиенил, 5-бензо[b]тиенил, 6-бензо[b]тиенил и 7-бензо[b]тиенил), бензо[c]тиенил (например, 1-бензо[c]тиенил, 4-бензо[c]тиенил и 5-бензо[c]тиенил), индазолил (например, 1-индазолил, 2-индазолил, 3-индазолил, 4-индазолил, 5-индазолил, 6-индазолил и 7-индазолил), бензимидазолил (например, 1-бензимидазолил, 2-бензимидазолил, 4-бензимидазолил и 5-бензимидазолил), 1,2-бензизоксазолил (например, 1,2-бензизоксазол-3-ил, 1,2-бензизоксазол-4-ил, 1,2-бензизоксазол-5-ил, 1,2-бензизоксазол-6-ил и 1,2-бензизоксазол-7-ил), бензоксазолил (например, 2-бензоксазолил, 4-бензоксазолил, 5-бензоксазолил, 6-бензоксазолил и 7-бензоксазолил), 1,2-бензизотиазолил (например, 1,2-бензизотиазол-3-ил, 1,2-бензизотиазол-4-ил, 1,2-бензизотиазол-5-ил, 1,2-бензизотиазол-6-ил и 1,2-бензизотиазол-7-ил), бензотиазолил (например, 2-бензотиазолил, 4-бензотиазолил, 5-бензотиазолил, 6-бензотиазолил и 7-бензотиазолил), изохинолил (например, 1-изохинолил, 3-изохинолил, 4-изохинолил и 5-изохинолил), хинолил (например, 2-хинолил, 3-хинолил, 4-хинолил, 5-хинолил и 8-хинолил), циннолинил (например, 3-циннолинил, 4-циннолинил, 5-циннолинил, 6-циннолинил, 7-циннолинил и 8-циннолинил), фталазинил (например, 1-фталазинил, 4-фталазинил, 5-фталазинил, 6-фталазинил, 7-фталазинил и 8-фталазинил), хиназолинил (например, 2-хиназолинил, 4-хиназолинил, 5-хиназолинил, 5-хиназолинил, 7-хиназолинил и 8-хиназолинил), хиноксалинил (например, 2-хиноксалинил, 3-хиноксалинил, 5-хиноксалинил, 6-хиноксалинил, 7-хиноксалинил, 8-хиноксалинил), пиразоло[1,5-a]пиридил(например, пиразоло[1,5-a]пиридин-2-ил, пиразоло[1,5-a]пиридин-3-ил, пиразоло[1,5-a]пиридин-4-ил, пиразоло[1,5-a]пиридин-5-ил, пиразоло[1,5-a]пиридин-6-ил и пиразоло[1,5-a]пиридин-7-ил), имидазо[1,2-a]пиридил (например, имидазо[1,2-a]пиридин-2-ил, имидазо[1,2-a]пиридин-3-ил, имидазо[1,2-a]пиридин-5-ил, имидазо[1,2-a]пиридин-6-ил, имидазо[1,2-a]пиридин-7-ил, имидазо[1,2-a]пиридин-8-ил) и подобные.
[0042]
В настоящей спецификации, если не указано иное, примеры «заместителей» в «неароматической гетероциклической группе, необязательно имеющей один или несколько заместителей» и «гетероарильной группе, необязательно имеющей один или несколько заместителей», могут включать углеводородную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, галогруппу, нитрогруппу, цианогруппу, оксогруппу, тиоксогруппу, сульфогруппу, сульфамоильную группу, сульфинамоильную группу исульфенамоильную группу.
Количество заместителей может составлять от 1 до максимального замещаемого количества (например, 1, 2, 3, 4, 5 или 6).
[0043]
2. Способ получения фторированного органического соединения
Способ получения фторированного органического соединения по настоящему изобретению включает:
стадию фторирования органического соединения (1) посредством взаимодействия с источником фтора (3)
в присутствии ароматического соединения, содержащего гипервалентный йод (2a), или
в присутствии йодсодержащего ароматического циклического соединения (2b) и окислителя (2bo) и
стадию B выделения йодсодержащего ароматического циклического соединения (2b) из реакционного раствора после начала стадии A.
[0044]
20.1. Субстрат
Органическое соединение (1), которое является субстратом в способе получения по настоящему изобретению, предпочтительно может представлять собой карбонильное соединение, имеющее атом водорода, или соединение, имеющее одну или несколько ненасыщенных связей углерод-углерод.
[0045]
Просто ради подтверждения, органическое соединение (1) может иметь один или более атомов фтора.
[0046]
Предпочтительные примеры органического соединения (1) включают:
соединение, представленное формулой (1a):
где
A обозначает атом водорода, ароматическую группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, алкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, атом галогена, -OR или -NR2,
R1 обозначает атом водорода, органическую группу или атом галогена,
R2 обозначает атом водорода, органическую группу или атом галогена, и
R независимо в каждом случае обозначает атом водорода или органическую группу;
соединение, представленное формулой (1b):
где
R3 обозначает атом водорода, ароматическую группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, алкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, атом галогена, -OR или -NR2,
R4 обозначает атом водорода, ароматическую группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, алкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, атом галогена, -OR или -NR2,
R5 обозначает атом водорода, ароматическую группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, алкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, атом галогена, -OR или -NR2, и
R независимо в каждом случае обозначает атом водорода или органическую группу; или
соединение, представленное формулой (1c):
где
B обозначает ароматическую группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, или алкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей,
R6 обозначает атом водорода, органическую группу или атом галогена,
R7 обозначает атом водорода, органическую группу или атом галогена, и
R8 обозначает атом водорода, органическую группу или атом галогена.
[0047]
В органическом соединении (1a) предпочтительно, например,
A обозначает ароматическую группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей,
R1 обозначает атом водорода или C1-C5 алкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, и
R2 обозначает атом водорода или C1-C5 алкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей.
[0048]
В органическом соединении (1b), предпочтительно, например,
R3 обозначает алкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, -OR или -NR2,
R4 обозначает атом водорода, атом галогена, -OR или -NR2,
R5 обозначает алкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, -OR или -NR2, и
R независимо в каждом случае обозначает атом водорода или органическую группу.
[0049]
В органическом соединении (1c) предпочтительно, например,
B обозначает ароматическую группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей,
R6 обозначает атом водорода или C1-C5 алкильную группу,
R7 обозначает атом водорода или C1-C5 алкильную группу, и
R8 обозначает атом водорода или C1-C5 алкильную группу.
[0050]
2.2. Целевой продукт (фторированное соединение)
Способом получения по настоящему изобретению получают фторированное соединение (1af) следующей формулы, соответствующее органическому соединению (1a).
(Символы в формуле такие же, как и в формуле (1a)).
[0051]
Способом получения по настоящему изобретению получают фторированное соединение (1bf), соответствующее органическому соединению (1b), следующей формулы
(Символы в формуле такие же, как и в формуле (1b)).
[0052]
Способом получения по настоящему изобретению получают фторированное соединение (1cf), соответствующее органическому соединению (1c), следующей формулы
(Символы в формуле такие же, как и в формуле (1c)).
[0053]
2,3. Стадия A
2.30.1. Ароматическое циклическое соединение (2a), содержащее гипервалентный йод, йодсодержащее ароматическое циклическое соединение (2b) и окислитель (окислитель (2bo))
На стадии A используют ароматическое циклическое соединение (2a), содержащее гипервалентный йод, или йодсодержащее ароматическое циклическое соединение(2b).
Конкретные примеры ароматического циклического соединения (2a), содержащего гипервалентный йод, включают иодозилбензол, 2-иодозилтолуол, 3-иодозилтолуол, 4-иодозилтолуол, 2,4,6-триметилиодозилбензол, 2-этилйодозилбензол, 3-этилйодозилбензол, 4-этилйодозилбензол, 2-йодозиланизол, 3-йодозиланизол, 4-йодозиланизол, 1-хлор-2-йодозилбензол, 1-хлор-3-йодозилбензол, 1-хлор-4-йодозилбензол, 1,2-дииодозилбензол, 1,3-дииодозилбензол, 1,4-дииодозилбензол, 1-иодозил-2-нитробензол, 1-иодозил-3-нитробензол, 1-иодозил-4-нитробензол, 1-иодозил-2-цианобензол, 1-иодозил-3-цианобензол и 1-иодозил-4-цианобензол.
Их можно использовать отдельно или в комбинации двух или большего количества.
[0054]
Примеры йодсодержащего ароматического циклического соединения (2b) включают йодбензол, 2-йодотолуол, 3-йодотолуол, 4-йодотолуол, 2,4,6-тримэтилиодбензол, 2-этилйодбензол, 3-этилйодбензол, 4-этилйодбензол, 2-йодоанизол, 3-йоданизол, 4-иоданизол, 1-хлор-2-иодбензол, 1-хлор-3-иодбензол, 1-хлор-4-иодбензол, 1,2-дииодбензол, 1,3-дииодбензол, 1,4-дииодбензол, 1-иодбензол 2-нитробензол, 1-йод-3-нитробензол, 1-йод-4-нитробензол, 1-йод-2-цианобензол, 1-йод-3-цианобензол, 1-йод-4-цианобензол, 1-йод-4-(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-тридекафтороктил) бензол, п-иодбензойная кислота, 2-иодпиридин, 3-йодпиридин, 4-йодпиридин, 3-йодопиразол и 4-йодопиразол.
Их можно использовать отдельно или в комбинации двух или большего количества.
[0055]
На стадии A ароматическое циклическое соединение (2a), содержащее гипервалентный йод, предпочтительно можно использовать в отсутствие окислителя.
Упоминаемое здесь выражение «в отсутствие окислителя» может означать, что количество окислителя в реакционной системе на стадии A составляет 0,1 моль или менее на моль органического соединения (1).
[0056]
На стадии A йодсодержащее ароматическое циклическое соединение (2b) используют вместе с окислителем.
Примеры окислителя (окислитель (2bo)), который можно использовать на стадии A, включают один или более членов, выбранных из группы, включающей метахлорпербензойную кислоту, пероксид водорода, перуксусную кислоту, пербензойную кислоту, трет-бутилгидропероксид, гидропероксид кумола, персульфат калия и смесь гидроперсульфата калия, гидросульфата калия и сульфата калия.
Их можно использовать отдельно или в комбинации двух или большего количества.
Количество окислителя, используемого на стадии A, обычно может составлять от 0,1 до 20 моль на моль органического соединения (1).
[0057]
Ароматическое циклическое соединение (2a), содержащее гипервалентный йод, предпочтительно представляет собой соединение, представленное формулой (p1):
где
Ar обозначает ароматический цикл,
Rp1 в каждом случае независимо обозначает
алкильную группу,
алкоксигруппу,
группу: -O-(CH2)q-NR3X, где q равно числу, превышающему или равному 1; R обозначает H или C1-C20 алкильную группу; и X обозначает атом галогена, арилсульфонильную группу или алкилсульфонильную группу,
группу: -(CH2)q-NR3X, где q равно числу, превышающему или равному 1; R обозначает H или C1-C20 алкильную группу; и X обозначает атом галогена, арилсульфонильную группу или алкилсульфонильную группу,
группу: -O-(CH2)q-A, где A обозначает -SO3Y или -COOY; Y в каждом случае независимо обозначает H, атом металла (предпочтительно натрия) или NR54; и R5 в каждом случае независимо обозначает H или органическую группу (предпочтительно метил или этил),
группу: -(CH2)q-A, где A обозначает -SO3Y или -COOY; Y в каждом случае независимо обозначает H, атом металла (предпочтительно натрия) или NR54; и R5 в каждом случае независимо обозначает H или органическую группу (предпочтительно метил или этил),
атом галогена,
цианогруппу,
нитрогруппу,
карбокислотную группу или
сульфокислотную группу;
Rp2 в каждом случае независимо обозначает
алкильную группу,
алкоксигруппу,
группу: -O-(CH2)q-NR3X, где q равно числу, превышающему или равному 1; R обозначает H или C1-C20 алкильную группу; и X обозначает атом галогена, арилсульфонильную группу или алкилсульфонильную группу,
группу: -(CH2)q-NR3X, где q равно числу, превышающему или равному 1; R обозначает H или C1-C20 алкильную группу; и X обозначает атом галогена, арилсульфонильную группу или алкилсульфонильную группу,
атом галогена,
цианогруппу,
нитрогруппу,
карбокислотную группу,
сульфокислотную группу,
гидроксигруппу или
фосфорилоксигруппу; или
два Rp2, связанные с одним атомом йода, необязательно образуют вместе =O;
n1 равно числу, превышающему или равному 0;
n2 равно числу, превышающему или равному 1; и
сумма n1 и n2 составляет число в диапазоне от 1 до 11.
[0058]
Йодсодержащее ароматическое циклическое соединение (1b) предпочтительно представляет собой соединение, представленное формулой (p1’):
где
Ar обозначает ароматический цикл,
Rp1 в каждом случае независимо обозначает
алкильную группу,
алкоксигруппу,
группу: -O-(CH2)q-NR3X, где q равно числу, превышающему или равному 1; R обозначает H или C1-C20 алкильную группу; и X обозначает атом галогена, арилсульфонильную группу или алкилсульфонильную группу,
группу: -(CH2)q-NR3X, где q равно числу, превышающему или равному 1; R обозначает H или C1-C20 алкильную группу; и X обозначает атом галогена, арилсульфонильную группу или алкилсульфонильную группу,
группу: -O-(CH2)q-A, где A обозначает -SO3Y или -COOY; Y в каждом случае независимо обозначает H, атом металла (предпочтительно натрия) или NR54; и R5 в каждом случае независимо обозначает H или органическую группу (предпочтительно метил или этил),
группу: -(CH2)q-A, где A обозначает -SO3Y или -COOY; Y в каждом случае независимо обозначает H, атом металла (предпочтительно натрия) или NR54; и R5 в каждом случае независимо обозначает H или органическую группу (предпочтительно метил или этил),
атом галогена,
цианогруппу,
нитрогруппу,
карбокислотную группу или
сульфокислотную группу;
Rp2 в каждом случае независимо обозначает
алкильную группу,
алкоксигруппу,
группу: -O-(CH2)q-NR3X, где q равно числу, превышающему или равному 1; R обозначает H или C1-C20 алкильную группу; и X обозначает атом галогена, арилсульфонильную группу или алкилсульфонильную группу,
группу: -(CH2)q-NR3X, где q равно числу, превышающему или равному 1; R обозначает H или C1-C20 алкильную группу; и X обозначает атом галогена, арилсульфонильную группу или алкилсульфонильную группу,
атом галогена,
цианогруппу,
нитрогруппу,
карбокислотную группу,
сульфокислотную группу,
гидроксигруппу или
фосфорилоксигруппу; или
два Rp2, связанные с одним атомом йода, необязательно образуют вместе =O; и
n1 равно числу от 0 до 5.
[0059]
В структурной формуле (p1) Rp1 независимо в каждом случае предпочтительно представляет собой
алкильную группу, необязательно замещенную одним или несколькими атомами фтора,
алкоксигруппу, необязательно замещенную одним или несколькими атомами фтора,
атом галогена,
карбокислотную группу или
сульфокислотную группу.
В структурной формуле (p1’) Rp1 независимо в каждом случае предпочтительно представляет собой
алкильную группу, необязательно замещенную одним или несколькими атомами фтора,
алкоксигруппу, необязательно замещенную одним или несколькими атомами фтора,
атом галогена,
карбокислотную группу или
сульфокислотную группу.
Количество атомов фтора в качестве заместителей может составлять от 1 до максимального замещаемого количества. Его конкретные примеры включают 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9 атомов фтора.
[0060]
В структурной формуле (p1) Rp2 независимо в каждом случае предпочтительно представляет собой атом галогена, уксуснокислотную группу, трифторуксуснокислотную группу, тозиновокислотную группу, гидроксигруппу, фосфорилоксигруппу, трифторметансульфокислотную группу, пропионовокислотную группу, 3,3,3-трифторпропионовокислотную группу, перфторпропионовокислотную группу, перфторбутирокислотную группу или метансульфокислотную группу.
[0061]
В настоящей спецификации термин «кислотная группа» может относиться к атому или группе атомов, остающейся после ионизации одного атома водорода до иона водорода и удаления его из молекулы органической или неорганической кислоты.
Конкретно, например, в настоящей спецификации «карбокислотная группа» может включать «уксуснокислотную группу» и «уксуснокислотная группа» может представлять собой -OCOCH3 (ацетилоксигруппу).
[0062]
2.3.2. Источник фтора (3)
Источник фтора (3), используемый на стадии A, может представлять собой:
источник фтора (3a), представленный формулой: MFn, где M обозначает H, металл группы 1 периодической таблицы или металл группы 2 периодической таблицы; и n равно 1 или 2, полимер (2cp) или их комбинацию.
То есть если используют полимер (2cp), содержащий IF2-замещенные ароматические циклы, то полимер (2cp) может также служить источником фтора (3).
[0063]
M предпочтительно может обозначать H, Li, Na, K, Ca или Cs; более предпочтительно H, Na, K или Ca и еще предпочтительнее H.
[0064]
Источник фтора предпочтительно может представлять собой гидрофторидный источник.
[0065]
Примеры источника фтора включают безводную фтористоводородную кислоту, водный раствор плавиковой кислоты (например, водный раствор плавиковой кислоты с концентрацией от 10 до 70% масс). и смесь плавиковой кислоты, органического основания и неорганического основания.
В этой смеси плавиковая кислота и органическое основание могут быть в виде конкретной соли, например, такой как соль гидрофторид триэтиламина [Et3N⋅nHF (n=от 1 до 5)], соль гидрофторид пиридина [Py⋅nHF (n=от 1 до 10)] и соль гидрофторид фторида тетраэтиламмония [Et4NF⋅nHF (n=от 1 до 10)]; или их производных.
В этой смеси плавиковая кислота и неорганическое основание могут быть в виде конкретной соли, например, HF-KF(KHF2) или их производных.
Такие источники фтора можно использовать отдельно или в комбинации двух или большего количества.
[0066]
Количество используемого источника фтора в виде гидрофторида обычно может составлять от 0,5 до 100 моль, предпочтительно от 1 до 80 моль, более предпочтительно от 2 до 60 моль и еще предпочтительнее от 3 до 50 моль на моль органического соединения (1), которое является субстратом в способе получения по настоящему изобретению.
[0067]
Субстрат со стадии A можно добавлять к реакционной системе со стадии A весь сразу, несколькими порциями или непрерывно.
[0068]
2.3.3. Условия на стадии A
Взаимодействие на стадии A можно проводить в присутствии или в отсутствие растворителя.
Растворитель может быть неполярным растворителем или полярным растворителем.
Примеры растворителя включают сложные эфиры, кетоны, ароматические соединения, спирты, простые эфиры, амины, азотсодержащие полярные органические соединения, нитрилы, галогенированные углеводороды, алифатические углеводороды, растворители на основе фтора, карбонаты, другие растворители и их комбинации.
[0069]
Примеры сложных эфиров в качестве растворителя включают этилацетат, бутил ацетат, амилацетат, ацетат монометилового эфира этиленгликоля, ацетат монометилового эфира пропиленгликоля и предпочтительно этилацетат.
[0070]
Примеры кетонов в качестве растворителя включают ацетон, метилэтилкетон, диэтилкетон, гексанон, метилизобутилкетон, гептанон, диизобутилкетон, ацетонилацетон, метилгексанон, ацетофенон, циклогексанон, диацетоновый спирт и предпочтительно ацетон.
[0071]
Примеры органических соединений в качестве растворителя включают анизол, бензол, толуол, ксилол, этилбензол и предпочтительно бензол и толуол.
[0072]
Примеры спиртов в качестве растворителя включают метанол, этанол, н-пропанол, изопропанол, н-бутанол, пентанол, гексанол, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, полиэтиленгликоль, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, трипропиленгликоль, полипропиленгликоль, триметиленгликоль, гексантриол и предпочтительно метанол и этанол.
[0073]
Примеры простых эфиров в качестве растворителя включают диэтиловый эфир, дибутиловый эфир, тетрагидрофуран, тетрагидропиран, диоксан, диметоксиэтан, диэтиловый эфир диэтиленгликоля, монометиловый эфир этиленгликоля, моноэтиловый эфир этиленгликоля, монометиловый эфир диэтиленгликоля, моноэтиловый эфир диэтиленгликоля, монометиловый эфир пропиленгликоля (PGME; также известный как «1-метокси-2-пропанол»), моноэтиловый эфир пропиленгликоля, диметиловый эфир триэтиленгликоля, диэтиловый эфир триэтиленгликоля, диметиловый эфир тетраэтиленгликоля, диэтиловый эфир тетраэтиленгликоля и предпочтительно диэтиловый эфир и тетрагидрофуран.
[0074]
Примеры аминов в качестве растворителя включают моноэтаноламин, диэтаноламин и триэтаноламин.
[0075]
Примеры азотсодержащих полярных органических соединений в качестве растворителя включают N, N-диметилформамид, N, N-диметилацетамид, N-метил-2-пирролидон, 2-пирролидон, 1,3-диметил-2-имидазолидинон и предпочтительно N, N-диметилформамид, N, N-диметилацетамид и N-метил-2-пирролидон ацетонитрил.
[0076]
Примеры нитрилов в качестве растворителя включают ацетонитрил, пропионитрил, бутиронитрил, изобутиронитрил, бензонитрил, адипонитрил и предпочтительно ацетонитрил.
[0077]
Примеры галогенированных углеводородов +е в качестве растворителя включают дихлорметан, дихлорэтан, хлороформ, четыреххлористый углерод, тетрахлорэтан, трихлорэтан, хлорбензол, дихлорбензол, хлортолуол и предпочтительно дихлорметан и хлороформ.
[0078]
Примеры алифатических углеводородов в качестве растворителя включают гексан, циклогексан, гептан, октан, нонан, декан, ундекан, додекан, минеральные спирты и предпочтительно циклогексан и гептан.
[0079]
Примеры растворителей на базе фтора включают перфторбензол, трифтортолуол, дитрифторбензол, трифторэтанол и предпочтительно перфторбензол и трифторэтанол.
[0080]
Примеры карбонатов в качестве растворителя включают тетралиндиметилкарбонат, метилэтилкарбонат, диэтилкарбонат, этиленкарбонат, пропиленкарбонат и предпочтительно этиленкарбонат и пропиленкарбонат.
[0081]
Примеры других растворителей включают уксусную кислоту, пиридин, диметилсульфоксид, сульфолан и воду.
Эти растворители можно использовать отдельно или в комбинации двух или большего количества.
[0082]
Количество используемого растворителя обычно может составлять, например, от 0 до 200 массовых долей, предпочтительно от 0 до 100 массовых долей и более предпочтительно от 0 до 50 массовых долей на массовую долю органического соединения (1), которое является субстратом в способе получения по настоящему изобретению.
[0083]
Температура на стадии A обычно может составлять от -78 до 200°C, предпочтительно от -10 до 100°C и более предпочтительно от 0 до 100°C.
[0084]
Время взаимодействия на стадии A обычно может составлять от 0,1 до 72 час., предпочтительно от 0,1 до 48 час. и более предпочтительно от 0,1 до 36 час.
[0085]
2.4. Стадия B
Способ по настоящему изобретению включает стадию B выделения йодсодержащего ароматического циклического соединения (2b) из реакционного раствора после начала стадии A.
Йодсодержащее ароматическое циклическое соединение (2b) может представлять собой йодсодержащее ароматическое циклическое соединение, полученное из ароматического циклического соединения (2a), содержащего гипервалентный йод, на стадии A.
[0086]
Отделение, как правило, можно проводить после начала стадии А и не обязательно проводить после полного завершения реакции стадии А.
[0087]
Выделение можно выполнять, выбирая подходящие способы в зависимости от характеристик и т.п. йодсодержащего ароматического циклического соединения (2b).
Конкретно, извлечение можно выполнять, например, добавляя щелочной водный раствор (например, водный NaOH) к реакционному раствору со стадии A, отделяя водный слой посредством жидкостного разделения, добавляя к нему кислый водный раствор (например, водный HCl), отделяя органический слой посредством жидкостного разделения и затем концентрируя растворитель.
Конкретно, извлечение также можно выполнять, например, экстрагируя йодсодержащее ароматическое циклическое соединение (2b) подходящим растворителем (например, фтористым растворителем).
В качестве способов разделения можно, например, применять обычный способ, такой как жидкостное разделение или фильтрация.
[0088]
Подходящие условия на стадии B можно задать на основании общих технических знаний.
[0089]
2.5. Стадия C
Способ по настоящему изобретению предпочтительно включает стадию C окисления окислителем (C) йодсодержащего ароматического циклического соединения (2b), выделенного из реакционного раствора.
Гипервалентное соединение, полученное повторным окислением на стадии C, можно повторно использовать на стадии A.
[0090]
Окислитель (C) предпочтительно может представлять собой, например, один или несколько членов, выбранных из группы, включающей:
соединение, представленное формулой: RXCOOOM, где RX обозначает углеводородную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, и
M обозначает атом водорода или атом металла;
соединение, представленное формулой: RXOOM
где RX обозначает атом водорода или углеводородную группу, необязательно имеющую один или более заместителей, и
M обозначает атом водорода или атом металла; и
оксид металла.
[0091]
Примеры окислителя (C) включают метахлорпербензойную кислоту, пероксид водорода, перуксусную кислоту, пербензойную кислоту, трет-бутилгидропероксид, гидропероксид кумола, персульфат калия, смесь гидроперсульфата калия, гидросульфата калия и сульфата калия, пермарганцовистую кислоту, дихромовую кислоту, оксид вольфрама, оксид рутения, оксид сурьмы, оксид осмия и триоксид серы.
Предпочтительные примеры окислителя (C) включают метахлорпербензойную кислоту, пероксид водорода, перуксусную кислоту, пербензойную кислоту, трет-бутилгидропероксид, гидропероксид кумола, персульфат калия и смесь гидроперсульфата калия, гидросульфата калия и сульфата калия.
[0092]
Более предпочтительные примеры окислителя (C) включают м-хлорпербензойную кислоту.
[0093]
Их можно использовать отдельно или в комбинации двух или большего количества.
[0094]
Количество окислителя, используемого на стадии C, обычно может составлять от 0,1 до 20 массовых долей, предпочтительно от 0,5 до 20 массовых долей и более предпочтительно от 0,6 до 10 массовых долей на массовую долю соединения.
[0095]
Окислитель предпочтительно представляет собой м-хлорпербензойную кислоту.
[0096]
Подходящие условия на стадии C можно задать на основании общих технических знаний.
[0097]
Целевое фторированное органическое соединение, полученное таким образом, можно извлечь или очистить, если требуется, обычными методами, такими как фильтрация, экстракция, растворение, концентрирование, осаждение, дегидратация, адсорбция или хроматография, или комбинацией этих методов.
[0098]
Согласно настоящему изобретению, можно получить целевой продукт с выходом предпочтительно от 5 до 100% и более предпочтительно от 10 до 100%.
Согласно настоящему изобретению, ароматическое циклическое соединение, содержащее гипервалентный йод, или йодсодержащее ароматическое циклическое соединение можно извлечь со степенью извлечения предпочтительно от 10 до 100% и более предпочтительно от 20 до 100%.
Примеры
[0099]
Ниже настоящее изобретение описано более подробно со ссылкой на примеры; однако настоящее изобретение не ограничено ими.
[0100]
Ниже показаны значения символов и аббревиатур в примерах
Py: пиридин
[0101]
Пример 1 (синтез 1 этилмонофторбензоилацетата)
Добавляли этилбензоилацетат (1,0 ммоль), п-йодбензойную кислоту (0,2 экв)., дихлорметан (4 мл), Py·HF (20 экв. HF) и mCPBA (1,3 экв). и смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 24 час. Реакционный раствор анализировали методом F-ЯМР, и было подтверждено, что получен указанный целевой продукт с выходом 18%.
С другой стороны, добавляли водный NaOH к реакционному раствору, и водный слой отделяли посредством жидкостного разделения. Добавляли туда водный HCl и органический слой отделяли посредством жидкостного разделения. Затем концентрировали растворитель, тем самым извлекая 88% п-йодбензойной кислоты.
[0102]
Пример 1-1 (синтез 1 этилмонофторбензоилацетата)
Было подтверждено, что целевой продукт получали с выходом 16% аналогичным способом, как в примере 1, за исключением того, что п-йодбензойную кислоту заменяли кислотой, извлеченной в примере 1. Далее 84% п-йодбензойной кислоты извлекали.
[0103]
Пример 2 (синтез 2 этилмонофторбензоилацетата)
Добавляли этилбензоилацетат (1,0 ммоль), п-йодбензойную кислоту (0,2 экв)., дихлорметан (4 мл), Py·HF (40 экв. HF), и mCPBA (1,3 экв). и смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 24 час. Реакционный раствор анализировали методом F-ЯМР, и было подтверждено, что получен указанный целевой продукт с выходом 43%.
С другой стороны, добавляли водный NaOH к реакционному раствору и отделяли водный слой посредством жидкостного разделения. Добавляли туда водный HCl и отделяли органический слой посредством жидкостного разделения. Затем концентрировали растворитель, тем самым извлекая 89% п-йодбензойной кислоты.
[0104]
Пример 2-1 (синтез 2 этилмонофторбензоилацетата)
Было подтверждено, что целевой продукт получали с выходом 40% аналогичным способом, как в примере 2, за исключением того, что п-йодбензойную кислоту заменяли кислотой, извлеченной в примере 2. Далее извлекали 88% п-йодбензойной кислоты.
[0105]
Пример 3 (синтез 3 этилмонофторбензоилацетата)
Добавляли этилбензоилацетат (1,0 ммоль), N, N-диэтил-2-(3-йодфенокси)этан-1-амин (0,2 экв)., дихлорметан (4 мл), Py.HF (20 экв. HF) и mCPBA (1,5 экв). и смесь перемешивали при 40°C в течение 24 час. Реакционный раствор анализировали методом F-ЯМР, и было подтверждено, что получен указанный целевой продукт с выходом 70%.
С другой стороны, добавляли к реакционному раствору этилацетат и воду и затем отделяли органический слой посредством жидкостного разделения. Добавляли туда водный HCl и затем отделяли водный слой посредством жидкостного разделения. Добавляли туда водный NaOH и этилацетат и затем отделяли органический слой посредством жидкостного разделения. Затем концентрировали растворитель, тем самым извлекая 23% N, N-диэтил-2-(3-йодфенокси)этан-1-амина.
Пример 3-1 (синтез 3 этилмонофторбензоилацетата)
Было подтверждено, что целевой продукт получали с выходом 65% аналогичным способом, как в примере 3, за исключением того, что N, N-диэтил-2-(3-йодфенокси)этан-1-амин заменяли N, N-диэтил-2-(3-йодфенокси)этан-1-амином, выделенным в примере 3. Далее извлекали 20% N, N-диэтил-2-(3-йодфенокси)этан-1-амина.
[0106]
Пример 4 (синтез 4 этилмонофторбензоилацетата)
Добавляли этилбензоилацетат (1,0 ммоль), N, N-диэтил-2-(3-йодфенокси)этан-1-амин (0,2 экв)., дихлорметан (4 мл), 55% водный HF (28 экв. HF) и mCPBA (1,5 экв). и смесь перемешивали при 40°C в течение 24 час. Реакционный раствор анализировали методом F-ЯМР, и было подтверждено, что получен указанный целевой продукт с выходом 79%.
С другой стороны, добавляли к реакционному раствору этилацетат и воду и затем отделяли водный слой посредством жидкостного разделения. Добавляли туда водный NaOH и этилацетат и затем отделяли органический слой посредством жидкостного разделения. Затем концентрировали растворитель, тем самым извлекая 20% N, N-диэтил-2-(3-йодфенокси)этан-1-амина.
[0107]
Пример 4-1 (синтез 4 этилмонофторбензоилацетата)
Было подтверждено, что целевой продукт получали с выходом 75% аналогичным способом, как в примере 4, за исключением того, что N, N-диэтил-2-(3-йодфенокси)этан-1-амин заменяли N, N-диэтил-2-(3-йодфенокси)этан-1-амином, выделенным в примере 4. Далее извлекали 20% N, N-диэтил-2-(3-йодфенокси)этан-1-амина.
[0108]
Пример 5 (синтез 5 этилмонофторбензоилацетата)
Добавляли этилбензоилацетат (1,0 ммоль), 3-(3-йодфенокси)-N, N-диметилпропан-1-амин (0,2 экв)., дихлорметан (4 мл), Py.HF (20 экв. HF) и mCPBA (1,5 экв). и смесь перемешивали при 40°C в течение 24 час. Реакционный раствор анализировали методом F-ЯМР, и было подтверждено, что получен указанный целевой продукт с выходом 60%.
С другой стороны, добавляли этилацетат и воду к реакционному раствору и затем отделяли органический слой посредством жидкостного разделения. Добавляли туда водный HCl и затем отделяли водный слой посредством жидкостного разделения. Добавляли туда водный NaOH и этилацетат и затем отделяли органический слой посредством жидкостного разделения. Затем концентрировали растворитель, тем самым извлекая 21% 3-(3-йодфенокси)-N, N-диметилпропан-1-амина.
[0109]
Пример 5-1 (синтез 5 этилмонофторбензоилацетата)
Было подтверждено, что целевой продукт получали с выходом 55% аналогичным способом, как в примере 3, за исключением того, что 3-(3-йодфенокси)-N, N-диметилпропан-1-амин заменяли 3-(3-йодфенокси)-N, N-диметилпропан-1-амином, выделенным в примере 5. Далее извлекали 20% 3-(3-йодфенокси)-N, N-диметилпропан-1-амина.
[0110]
Пример 6 (синтез 6 этилмонофторбензоилацетата)
Добавляли этилбензоилацетат (1,0 ммоль), м-йодозилфенилуксусную кислоту (1,3 экв)., дихлорметан (4 мл) и 55% водный HF (14 экв. HF) и смесь перемешивали при 45°C в течение 17 час. Реакционный раствор анализировали методом F-ЯМР, и было подтверждено, что получен указанный целевой продукт с выходом 43%.
С другой стороны, добавляли к реакционному раствору водный раствор гидрокарбоната натрия и дихлорметан и затем отделяли водный слой посредством жидкостного разделения. Добавляли туда водный HCl и дихлорметан и затем отделяли органический слой посредством жидкостного разделения. Затем концентрировали растворитель, тем самым извлекая 97% м-йодфенилуксусной кислоты.
[0111]
Пример 6-1 (синтез 6 этилмонофторбензоилацетата)
Добавляли этилбензоилацетат (1,0 ммоль), м-йодфенилуксусную кислоту (0,2 экв)., выделенную в примере 6, дихлорметан (2 мл), Py.HF (20 экв. HF) и mCPBA (1,5 экв). и смесь перемешивали при 40°C в течение 24 час. Реакционный раствор анализировали методом F-ЯМР, и было подтверждено, что получен указанный целевой продукт с выходом 50%.
С другой стороны, добавляли к реакционному раствору водный раствор гидрокарбоната натрия и дихлорметан и затем отделяли водный слой посредством жидкостного разделения. Добавляли туда водный HCl и дихлорметан и затем отделяли органический слой посредством жидкостного разделения. Затем концентрировали растворитель, тем самым извлекая 95% м-йодфенилуксусной кислоты.
1. Способ получения фторированного органического соединения, включающий:
стадию А фторирования органического соединения (1) посредством взаимодействия с источником фтора (3)
в присутствии ароматического соединения (2a), содержащего гипервалентный йод, или
в присутствии йодсодержащего ароматического циклического соединения (2b) и окислителя (2bo);
где источник фтора (3) представляет собой источник фтора (3a), представленный формулой: MFn, где M обозначает H, металл группы 1 периодической таблицы или металл группы 2 периодической таблицы; и n равно 1 или 2; и
стадию B выделения йодсодержащего ароматического циклического соединения из реакционного раствора после начала стадии A,
где
органическое соединение (1) представляет собой:
органическое соединение, представленное формулой (1a):
в которой
A обозначает атом водорода, ароматическую группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, алкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, атом галогена, -OR или -NR2,
R1 обозначает атом водорода, органическую группу или атом галогена,
R2 обозначает атом водорода, органическую группу или атом галогена, и
R независимо в каждом случае обозначает атом водорода или органическую группу;
органическое соединение, представленное формулой (1b):
в которой
R3 обозначает атом водорода, ароматическую группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, алкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, атом галогена, -OR или -NR2,
R4 обозначает атом водорода, ароматическую группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, алкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, атом галогена, -OR или -NR2,
R5 обозначает атом водорода, ароматическую группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, алкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, атом галогена, -OR или -NR2, и
R независимо в каждом случае обозначает атом водорода или органическую группу; или
органическое соединение, представленное формулой (1c):
в которой
B обозначает ароматическую группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей, или алкильную группу, необязательно имеющую один или несколько заместителей,
R6 обозначает атом водорода, органическую группу или атом галогена,
R7 обозначает атом водорода, органическую группу или атом галогена, и
R8 обозначает атом водорода, органическую группу или атом галогена; и
ароматическое циклическое соединение (2a), содержащее гипервалентный йод, представляет собой органическое соединение, представленное формулой (2a1):
в которой
Ar обозначает ароматический цикл,
Rp1 в каждом случае независимо обозначает
группу: -O-(CH2)q-NR3X, где q равно числу, превышающему или равному 1; R обозначает H или C1-C20 алкильную группу; и X обозначает атом галогена, арилсульфонильную группу или алкилсульфонильную группу,
группу: -(CH2)q-NR3X, где q равно числу, превышающему или равному 1; R обозначает H или C1-C20 алкильную группу; и X обозначает атом галогена, арилсульфонильную группу или алкилсульфонильную группу,
группу: -O-(CH2)q-A, где A обозначает -SO3Y или -COOY; Y в каждом случае независимо обозначает H, атом металла или NR54; и R5 в каждом случае независимо обозначает H или органическую группу,
группу: -(CH2)q-A, где A обозначает -SO3Y или -COOY; Y в каждом случае независимо обозначает H, атом металла или NR54; и R5 в каждом случае независимо обозначает H или органическую группу, или
карбокислотную группу;
Rp2 в каждом случае независимо обозначает
алкильную группу,
алкоксигруппу,
группу: -O-(CH2)q-NR3X, где q равно числу, превышающему или равному 1; R обозначает H или C1-C20 алкильную группу; и X обозначает атом галогена, арилсульфонильную группу или алкилсульфонильную группу,
группу: -(CH2)q-NR3X, где q равно числу, превышающему или равному 1; R обозначает H или C1-C20 алкильную группу; и X обозначает атом галогена, арилсульфонильную группу или алкилсульфонильную группу,
атом галогена,
цианогруппу,
нитрогруппу,
карбокислотную группу,
сульфокислотную группу,
гидроксигруппу или
фосфорилоксигруппу; или
два Rp2, связанные с одним атомом йода, необязательно образуют вместе =O;
n1 равно числу, превышающему или равному 1;
n2 равно числу, превышающему или равному 1; и
сумма n1 и n2 составляет число в диапазоне от 1 до 11; и
йодсодержащее ароматическое циклическое соединение (2b) представляет собой органическое соединение, представленное формулой (2b1):
в которой
Ar обозначает ароматический цикл;
Rp1 в каждом случае независимо обозначает
группу: -O-(CH2)q-NR3X, где q равно числу, превышающему или равному 1; R обозначает H или C1-C20 алкильную группу; и X обозначает атом галогена, арилсульфонильную группу или алкилсульфонильную группу,
группу: -(CH2)q-NR3X, где q равно числу, превышающему или равному 1; R обозначает H или C1-C20 алкильную группу; и X обозначает атом галогена, арилсульфонильную группу или алкилсульфонильную группу,
группу: -O-(CH2)q-A, где A обозначает -SO3Y или -COOY; Y в каждом случае независимо обозначает H, атом металла или NR54; и R5 в каждом случае независимо обозначает H или органическую группу,
группу: -(CH2)q-A, где A обозначает -SO3Y или -COOY; Y в каждом случае независимо обозначает H, атом металла или NR54; и R5 в каждом случае независимо обозначает H или органическую группу, или
карбокислотную группу;
n1 равно числу, превышающему или равному 0;
n2 равно числу, превышающему или равному 1; и
сумма n1 и n2 составляет число в диапазоне от 1 до 11.
2. Способ получения по п. 1, где Rp1 в формулах (2a1) и (2b1) обозначает карбокислотную группу.
3. Способ получения по п. 1 или 2, где Rp2 в формуле (2a1) в каждом случае независимо обозначает атом галогена, уксуснокислотную группу, трифторуксуснокислотную группу, тозиновокислотную группу, гидроксигруппу, фосфорилоксигруппу, трифторметансульфокислотную группу, пропионовокислотную группу, 3,3,3-трифторпропионовокислотную группу, перфторпропионовокислотную группу, перфторбутирокислотную группу или метансульфокислотную группу.
4. Способ получения по любому из пп. 1-3, где окислитель (1bo) представляет собой один или несколько членов, выбранных из группы, включающей метахлорпербензойную кислоту, пероксид водорода, перуксусную кислоту, пербензойную кислоту, трет-бутилгидропероксид, гидропероксид кумола, персульфат калия и смесь гидроперсульфата калия, гидросульфата калия и сульфата калия.
5. Способ получения по любому из пп. 1-4, включающий стадию C окисления окислителем (C) йодзамещенного ароматического циклического соединения, выделенного из реакционного раствора на стадии B.
6. Способ по п. 5, где окислитель (C) представляет собой один или несколько членов, выбранных из группы, включающей метахлорпербензойную кислоту, пероксид водорода, перуксусную кислоту, пербензойную кислоту, трет-бутилгидропероксид, гидропероксид кумола, персульфат калия и смесь гидроперсульфата калия, гидросульфата калия и сульфата калия.
