當代有機氟化學

1、當代有機氟化學以下內(nèi)容：來自于當代有機氟化學-合成 反應 應用 實驗，自101頁開始。全氟烷基陰離子基本上可用于通常生成烷基或芳基陰離子一樣的方法所產(chǎn)生，通過適當?shù)腃-H酸前體，用強堿脫質(zhì)子或用還原性鹵素（通常是溴、碘）金屬交換，另外一種也是全氟世界所獨有的方法即負離子或其他陰離子加成到全氟烯烴。所有的全氟烷基陰離子由于受到氟取代的吸電子誘導效應（-I）而穩(wěn)定，同時又受到氟原子的孤電子對對碳負離子中心的p-電子排斥而去穩(wěn)定。對于-氟碳負離子，負的超共軛效應可起到穩(wěn)定化作用。如果碳負離子并非處于自由的狀態(tài)而是和金屬（一個硬的路易斯酸），由于巨大的晶格能的釋放趨向?qū)娏掖偈谷榛饘倩锇l(fā)生碎片

2、化。若存在-氟原子，則將發(fā)生-氟消除而產(chǎn)生末端全氟烯烴；若僅有-氟原子，則發(fā)生-氟消除而生成二氟卡賓，全氟芳基鋰即使在低溫條件下（一般-20*-40）也能發(fā)生消除，產(chǎn)生相應的芳基炔和氟化鋰并伴隨大量放熱。氟離子是很容易加成到全氟烯烴的，由于它將赴原子取代的SP3碳轉(zhuǎn)化成SP2碳，而解除了p-排斥引起的張力。全氟丙烯或全氟烯烴的加成反應機理高度區(qū)域選擇性的，他總是生成一個與帶負電荷碳連有著最多碳原子數(shù)的陰離子。氟離子很容易加成至全氟烯烴并生成一個碳負離子，用催化量的CsF處理全氟烯烴有時可以生成許多齊聚體的混合物。五-三氟甲基環(huán)戊二烯陰離子生成的例子深刻反映了這種類型的反應。它可以被應用于高度選

3、擇性的合成，例如五-三氟甲基環(huán)戊二烯基銫。通過氟離子對全氟烯烴的加成產(chǎn)生全氟烷基陰離子的方法可以用于制備目的。應用適當?shù)孜锏闹咀寤蚍辑h(huán)的親核取代反應可選擇性的引入全氟烷基。對于芳香底物而言，離核的離去基團通常是氟離子，因此此類反應可改用催化量的氟離子。催化劑或者是一個無機氟化物（CsF）或在一個電化學反應過程中由全氟烯烴的還原-脫氟產(chǎn)生。長鏈全氟烷基鋰化合物的生成通常是在更低的溫度（<-78）,他們通常是現(xiàn)場生成并立即和相應的底物（通常為羰基化合物如醛、酮或酯）直接進行反應。若這些羰基化合物是手性的可以得到合理的對映選擇性的過量產(chǎn)物。但金屬是軟的路易斯酸，如鋅、銅、鎘，則她的全氟烷基金

4、屬化合物是穩(wěn)定的。由于金屬-碳鍵更多的共價特征，一價銅金屬烷基化物則很容易在較高的溫度下被分離處理和進行反應。三氟甲基鋅穩(wěn)定性較差，它可以用作親核的CF3的來源，既可以直接分離出來，也可以用鋅在DMF或THF中與全氟烷基鋰在超聲波作用下現(xiàn)場生成。金屬烷基鋅化合物可分別應用于Barbier類型的反應，把催化交叉偶聯(lián)反應及烯烴的全氟烷基氫化反應。三氟甲基銅可用兩種方法制備并進行反應：在150下一價銅鹽與三氟乙酸鹽反應或用銅粉與CF3I反應。即使看起來穩(wěn)定的CF3Cu,也有證據(jù)表明存在CF3I和CF2及CuF之間的平衡，而這種平衡依賴于溫度和溶劑。這種平衡可以被用于分步地建立一個長鏈的全氟烷基銅配合

5、物，它是通過一個：CF2插入的機理，此反應可被添加少量的HMPA而終止。全氟烷基銅試劑最常用于與芳基溴或碘交叉偶合生成全氟烷基取代的芳環(huán)化合物.。銅促進的三氟甲基化反應的一個缺點是生成全氟乙基衍生物，他在反應體系中及在純化處理產(chǎn)物是很難被除去。這個副產(chǎn)物的生成就是由于前面所提到的卡賓插入，對此我們可以利用降低反應溫度或優(yōu)化溶劑（如加入HMPA）來避免它的生成。利用Me3SiCF3作為親核三氟甲基的主要源泉的反應，可以在特別溫和的反應條件下，即可現(xiàn)場生成CF3Cu.同樣的方法（利用Me3SiC2F5）則可以成功地由芳基碘制備全氟乙烯基取代芳環(huán)的化合物。銅促進的碘代芳烴和全氟烷基碘的交叉-偶合反應

6、的機理類似于相應的鹵代芳烴與有機親核陰離子銅鹽如（CuCN）之間的反應。先生成一個溶劑的全氟烷基銅配合物（），隨后與碘代芳烴配位并發(fā)生的配體交換。該反應的成功大大依賴于溶劑對銅試劑的溶劑化能力。DMF、吡啶、DMSO等溶劑可給出最高的產(chǎn)率。該銅試劑對水解不敏感，反應中存在的有機還原劑。反應對存在的羰基、氨基、羥基也不反應。反應中被取代基團的活性依次是I>Br>Cl不用金屬的替代方法，用親核還原活化全氟烷基碘，在低溫時用有機還原試劑TDAE處理RfI所產(chǎn)生的Rf-類物種（可能是一個電荷轉(zhuǎn)移配合物RfI-TDAE）可被許多親電試劑捕獲，如與Me3SiCl反應產(chǎn)生Ruppert試劑Me3

7、SiCF3,或與羰基化合物反應生成醇。從原子經(jīng)濟觀點看，生成CF3-離子的最有效的方法使用強堿將價格低廉的CHF3去質(zhì)子化反應。但是CHF3沸點很低（-82.2），因此至少在實驗室制備上必須處理氣體；其次是為了防止CF3-碎片化，在他生成后要立即穩(wěn)定或捕獲它。后來終于發(fā)現(xiàn)合適的溶劑與強堿結(jié)合的反應體系，如DMF和KOtBu、KN(SiMe3)2以及DMSO/KH等生成的CF3-可與DMF結(jié)合，他生成的半縮醛胺可被用于親核的三氟甲基陰離子的儲存庫。最近這一方法（CHF3/DMF/強堿）又得到了進一步的拓展。用全氟縮酰胺（可方便地用于嗎啡啉或N-苯基哌嗪反應制備）作為三氟甲基化試劑，它是穩(wěn)定的而且

8、起始原料也不貴。全氟烷基硅試劑：近幾年來，Me3SiCF3及其全氟同系物Me3SiRf已經(jīng)成為最常用的親核全氟烷基化試劑。被稱為Ruppert試劑的Me3SiCF3由Ruppert合成于1984年,作為有活性的親核三氟甲基化試劑則是由Prakash及其同事們系統(tǒng)發(fā)展起來的。它可用CF3I或CF3Br在各種還原劑如TADE、P(NMe2)3或Al存在下，用CF3Br與Me3SiCl反應制備CF3SiMe3.在氟離子催化下，如ButNF或甚至是路易斯堿，Me3SiCF3可高產(chǎn)率地轉(zhuǎn)化為CF3-并與眾多親電底物（如羰基化合物）反應。反應機理是生成一個類似于碳陽離子的烷基三甲基三氟甲基硅酯陰離子物種，

9、它隨后在一個自活化鏈反應過程中將CF3-轉(zhuǎn)移至羰基，這一反應可由少量的氟離子引發(fā)。一些硅酯中間體物種已被成功的分離并用NMR及X晶體衍射證實。它與許多其他一些有機硅試劑明顯的不同是Me3SiCF3的加成反應不被許多路易斯酸催化引發(fā)。三氟甲基對醛酮和其他一些羰基化合物的親核加成反應首先生成相應的三甲基硅醚，隨后被水解成相應的醇，反應條件溫和，因此這一方法被廣泛應用，對一些敏感底物同樣也適用。與其他一些方法相比，利用硅試劑進行氟離子引發(fā)的三氟甲基化反應對一些烯醇化物也能發(fā)生。對一些，-不飽和底物，則優(yōu)先發(fā)生羰基上的1，2-加成，若氟原子配位了一個較大的路易斯酸如ATPH，則得到選擇性的1，4-加成

10、產(chǎn)物。這一試劑藥物化學中最新的應用是青藁素化合物的三氟甲基化，三氟甲基的引入提高了它的藥理性質(zhì)。在較低的反應溫度下利用手性氟離子源可以實現(xiàn)對前手性羰基化合物對映選擇性的三氟甲基化。但是，ee值不高。用非極性溶劑如甲苯、戊烷或二氯甲烷代替極性溶劑作為此類反應的介質(zhì)，可以將各種各樣的酯（芳酯、脂肪類酯、烯醇化的或非烯醇化的）全部轉(zhuǎn)化成相應的三氟甲基酮。許多羰基化合物有足夠的親電活性可與Me3SiCF3進行反應，而許多的含氮親電試劑必須用一種方法予以活化。亞硝基苯這一簡單的羰基化合物的雜原子類似物很容易與Me3SiCF3反應生成一個類似于羰基化合物的加成產(chǎn)物。在同樣條件下的亞胺卻沒有足夠的活性，它們

11、需要被如氮雜環(huán)丙烯化的立體張力或連有吸電子基的氮原子如硝酮或連在親電的碳原子所活化。非活化的亞胺在N-三甲基硅咪唑作為活化劑存在下，方可與Me3SiCF3反應，但是產(chǎn)率僅僅中等。利用對甲苯磺?；蓪啺愤M行活化，該基團在完成了三氟甲基化加成反應后可被除去，最后生成-三氟甲基胺。N-亞磺?；部身樌罨瘉啺?。因此，借助于手性的N-亞?；鶃啺肪涂梢酝瓿筛吡Ⅲw選擇性的三氟甲基化，生成的亞磺?；泛苋菀妆凰廪D(zhuǎn)化為帶三氟甲基的手性胺，這些化合物在藥物化學中是頗受重視的中間體。運用類似的操作方法，Me3SiCF3也可用于許多硫親電試劑的親核三氟甲基化反應。有一些方法如Prakash及其同事所發(fā)現(xiàn)的那樣三

12、甲基砜用醇鹽處理時也可作為親核的CF3-的等價物。一當量的四甲基氟化胺和三倍量的RfSiMe3或其同系物均可作為有效的全氟烷基化試劑與脂肪族的三氟磺酸酯發(fā)生親核的全氟烷基化反應。三甲基三氟甲基硅烷還可應用于全氟芳香化合物的親核取代或加成，從而可制備一些缺電子的三氟甲基取代的氟化芳香化合物。親電的全氟烷基化：全氟烷基鹵化物與相應的鹵代烷烴不同，并不能作為有效的親電全氟烷基化試劑。氟碳正離子的穩(wěn)定性是由正電荷的誘導去穩(wěn)定化作用以及其中介的穩(wěn)定作用之間的微妙的平衡關系決定的。-氟取代能通過其孤對電子的-供電作用（+R）來穩(wěn)定帶部分正電荷的碳原子。另一方面，由于-氟原子自身的吸電子誘導效應（-I）也能

13、使該電荷去穩(wěn)定化。碳正離子的-位的氟取代只產(chǎn)生強的去穩(wěn)定誘導效應（-I）。碳正離子的-氟原子較強的穩(wěn)定效應可以通過exo-二氟亞甲基環(huán)己烷在三氟甲磺酸作用下的反應來說明。首先，雙鍵發(fā)生質(zhì)子化，它只生成了環(huán)己基二氟甲基正離子，而非通常觀測到的高穩(wěn)定的三烷基正離子。由于強的誘導去穩(wěn)定化作用，很少含-或-氟碳正離子能被分離出來。CF3+至今還僅僅是理論上的研究對象。Me2CF+AsF6-已經(jīng)制得。雖然含游離的三氟甲基正離子的鹽還沒被分離以及表征，但是仍可能通過四氯化碳和強路易斯酸的作用現(xiàn)場生成氯氟甲基正離子的混合物，這些體系可被應用于富電子芳環(huán)底物的親電三鹵甲基化反應。余留的氯可與70%的HF 吡啶

14、反應而被氟化。Tetrahedron Lett.2003,44,1747-1750; 2004,45,21-23芳基全氟烷基碘鹽：由于全氟烷基較強的基團電負性，它們并不能期望經(jīng)由真正的親電反應機理將相應的全氟烷基鹵轉(zhuǎn)變成不可氧化的親核試劑。另一方面，如果潛在的全氟烷基試劑RFX的離去基團電負性能增加至匹配甚至超過Rf的電負性，那么至少類似的親電全氟烷基化反應就能發(fā)生了。Yagupolskii及其同事們運用了這一基本概念，利用氯化芳基全氟烷基碘作為試劑與各種不同的親核底物首次獲得了親電全氟烷基化結(jié)果。后來報道的相應的四氟硼酸鹽是更為活潑的全氟烷基化試劑。由T.Umemoto小組引入的三氟甲磺酸鹽

15、（FITS試劑）也能發(fā)生類似的反應。 所有合成全氟烷基碘鹽試劑的起始原料是全氟烷基碘化物。該化合物作為合成因子在有機氟化學中起著重要的作用。這種碘化物可在I2存在下，由全氟烷基羧酸鹽在高溫下分解得到。而工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)是通過四氟乙烯碘氟化反應或利用四氟乙烯與I2-IF5體系反應制得，以及后來的四氟乙烯與全氟烷基碘發(fā)生自由基調(diào)聚反應得到。全氟烷基碘隨后被氧化成雙（三氟乙酸酯）或二氟碘化物并再次與合適的芳環(huán)底物發(fā)生親電取代反應。產(chǎn)生的中間體可轉(zhuǎn)化成氯化物獲四氟硼酸酯（Yagupolskii試劑）或轉(zhuǎn)化成三氟磺酸酯或硫酸酯化物（Umemoto試劑）。不同碘鹽的共價或離子化特征主要取決于配位離子X-的電

16、負性和親核性。 對-CF2基團在氟譜上的化學位移，I-X鍵的離子特征隨著取代基X增加的次序是:Cl<OSO2CH3<OSO3H<OTf,甚至對于最大電負性的三氟甲磺酸基團，I-OTf鍵是高度極化的，但從本質(zhì)上說他還不是真正的離子鍵。但是，最基本的碘試劑，芳基三氟甲基碘鹽至今是未知的。這是因為全氟烷基鏈中含有兩個或多個碳相比較，該碘試劑的潛在合成前體CF3IF2或CF3IO中的C-I鍵的穩(wěn)定性較低。FITS試劑也能與一些不活潑的烯烴，二烯以及炔烴發(fā)生全氟烷基化反應。與利用全氟烷基溴或全氟烷基碘與烯烴發(fā)生的全氟烷基化反應相反，上述反應不是按自由基機理進行的而是通過正離子中間過渡態(tài)

17、來進行的。該正離子要么與親核試劑或親核性溶劑發(fā)生加成而捕獲，要么在堿的作用下發(fā)生-H消除而終止反應。全氟烷基碘鹽試劑與炔烴的反應是采用離子型還是自由基反應機理，對溶劑有很大的依賴性，反應可得到不同類型的加成或取代產(chǎn)物。溶劑添加劑ABCCH2Cl2CH2Cl2DMFMeOHHCOOHPy.-471545100436310004510086將全氟烷基基團引入到藥物中以及合成全氟烷基化的天然產(chǎn)物的類似物是非常重要的，F(xiàn)ITS試劑與烯醇硅醚反應可制備-全氟烷基取代的羰基化合物。全氟烷基碘鹽也可從，-二碘全氟烷烴制得，通過進一步反應就能在親核前體中引入橋聯(lián)的全氟亞甲基。FITS試劑的合成過程有兩個困難之

18、處：1.從反應體系中分離出FITS試劑經(jīng)常需要經(jīng)過重結(jié)晶過程從而導致產(chǎn)率降低；2.在合成過程中回收昂貴的三氟甲磺酸比較困難。解決方法是:試劑固載化。高效的親電三氟乙基化試劑以及1H,1H-全氟烷基化試劑可通過類似的三氟甲磺酸鹽或以對水較穩(wěn)定的三氟甲磺酰亞胺碘鹽來獲得。由于不易水解，如11有時甚至可以應用到一些以水為反應介質(zhì)的反應中。全氟烷基硫、硒、碲及氧翁鹽：首次產(chǎn)生的含硫的三氟甲基化試劑在硫醇鹽（如4-硝基苯硫醇鈉）的三氟甲基化反應中非常有效，但對富電子芳環(huán)底物如N,N-二甲基苯胺，則在更高的反應溫度下仍不能發(fā)生相應的三氟甲基化反應。但是，已經(jīng)有所改變。-Synthesis 2000,200

19、1-2003Umemoto所發(fā)展的系列試劑是依據(jù)各離去基團不同電負性設計的。而這些變化是有不同的硫族元素中心以及苯環(huán)的單硝化或二硝化所造出的。最溫和的三氟烷基化試劑是含碲的試劑系列，它能使非?！败洝鼻铱蓸O化的親核試劑發(fā)生三氟甲基化反應。最活潑的反應物種是二苯并呋喃鹽體系13。它是由重氮鹽前體現(xiàn)場生成的。這一體系甚至能是非常硬的親核試劑如脂肪醇或?qū)妆交撬岚l(fā)生三氟甲基化反應。在所有不同類型的翁鹽試劑中，通過單硝化或二硝化可逐步調(diào)節(jié)其三氟甲基化能力。如同F(xiàn)ITS試劑一樣，二苯并噻吩鹽試劑的基本理念也被成功地推廣之更長鏈的全氟烷基的親電轉(zhuǎn)移反應中。Umemoto試劑在不同的極性溶劑中如DMSO、DM

20、F、乙腈、THF或二氯甲烷中可溶且能穩(wěn)定存在。任一親核試劑發(fā)生三氟甲基化反應的副產(chǎn)物是形成一當量的二苯并呋喃，有時難以將其與所需的反應產(chǎn)物分離開。兩性離子二苯并噻吩磺酸酯的設計則可使其反應后處理變得更為簡便，副產(chǎn)物二苯并噻吩磺酸通過堿液的萃取劑可方便的從反應體系中除去。雖然多數(shù)親核試劑，從非常軟的（如硫醇鹽）到非常硬的（如脂肪醇）親核試劑均有反應活性相當?shù)腢memoto翁鹽試劑與其發(fā)生三氟甲基化反應，但早期試圖通過烯醇堿鹽使羰基化合物發(fā)生具有合成重要性的-三氟甲基化過程卻未成功。原因可能是：負電荷的離域作用使烯醇鹽的反應活性過高。有一定立體要求的硼酸酯可用來對甾體的子結(jié)構(gòu)進行非對映選擇性的三氟

21、甲基化反應。在對映選擇性的三氟甲基化過程中手性硼酸酯可充當有效的輔基。14-80%;16-51%Umemoto試劑發(fā)生親電三氟甲基化的機理被認為是經(jīng)過由翁鹽與親核試劑底物間發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移所形成的配合物中間體進行的。該配合物的幾何形狀最終控制了反應的選擇性。例如苯胺發(fā)生三氟甲基化反應偏向于鄰對位。二氟卡賓和氟化的環(huán)丙烷化合物：盡管氟原子存在負誘導效應，但由于其高的電負性，（氟化的卡賓還是能通過F-C間的-供給作用以單線態(tài)形式穩(wěn)定存在。這種去穩(wěn)定效應和穩(wěn)定效應共同作用使得二氟卡賓成為一種合適的親電物種。許多現(xiàn)場產(chǎn)生二氟卡賓的方法可用于合成目的：1.三氟甲基化錫、汞、鎘或鋅的裂解 2.鹵二氟醋酸堿鹽的

22、熱裂解。合上述相關不同的反應是在更溫和的條件下用堿或氟離子誘導氟磺?；姿嵫苌锏牧呀猓ㄈ鏔SO2CF2COOSiMe3/NaF體系）。另外廣泛使用的是相關的裂解方法是基于鹵二氟甲基瞵鹽的裂解 3.還原二鹵二氟甲烷。除此外，通過不同的全氟碳化合物（如PTFE,四氟乙烯或全氟環(huán)丙烷）和HCFC（工業(yè)生產(chǎn)的四氟乙烯就是通過從CHClF2熱消除一分子的HCl后經(jīng)由二氟卡賓中間體得到的）的裂解反應也可產(chǎn)生二氟卡賓。二氟卡賓能方便地與富電子烯烴反應得到相應的偕二氟環(huán)丙烷化合物，而與缺電子烯烴反應時其活性很低。利用FSO2CF2COOSiMe3作為二氟卡賓前體即使與相對缺電子的丙烯酸正丁酯也可發(fā)生反應

23、，并以73% 的產(chǎn)率得到了相應的二氟環(huán)丙烷化合物。但是，該反應只在僅有的幾個貧電子底物中有效。因此，在二氟環(huán)丙烷化過程中，吸電子的羰基部分經(jīng)常必須以縮酮形式加以保護。另一種合成二氟環(huán)丙烯的方法并非依賴二氟亞甲基的合成。反應機理是位阻大的叔丁基對與三氟甲基相鄰的炔烴碳原子進行加成，產(chǎn)生的烯基鋰中的鋰原子與三氟甲基中的其中一個氟原子間有很強的相互作用使得LiF能方便地離去。反應動力是LiF的晶格能。選擇性的含氟結(jié)構(gòu)和反應類型：二氟甲基化和鹵代二氟甲基化反應芳香族二氟甲氧基醚類化合物，可以很方便的通過苯酚鹽和CHClF2的反應來制備。轉(zhuǎn)化過程中經(jīng)歷一個二氟卡賓中間體。其他一些親核試劑也可以通過類似的

24、反應得到相應的二氟甲基化產(chǎn)物。原則上，脂肪醇類化合物也可以發(fā)生二氟甲基化反應，但生成的二氟甲基醚類化合物常常會發(fā)生酸性水解而生成相應的甲酸酯類化合物。只有在底物中含一些強吸電子基時，這類化合物才有較好的穩(wěn)定性。含有O-二氟甲基結(jié)構(gòu)的糖類化合物已經(jīng)有所報道。相反一些多氟烷基二氟甲基醚類化合物卻要通過激烈的條件來制備。這類化合物有相當大的穩(wěn)定性，可作為吸入式麻醉劑。另一個與此相關的反應是親核試劑和二鹵代二氟甲烷（如:CF2Br2）的鹵代二氟甲基化反應。這類反應通常是通過親核試劑向CF2XY(X和Y是除氟原子外的其他鹵素原子)的單電子轉(zhuǎn)移過程而引發(fā)的。在向此過程中所形成的自由基離子對的后續(xù)反應與親核

25、試劑形成穩(wěn)定的自由基的能力及反應體系的介質(zhì)有很大的關系。-J.Org.Chem.1983.48.1979例如，對于苯酚陰離子和苯硫酚陰離子，通常是通過二氟卡賓的途徑來完成反應。，而對于烯胺類和炔胺類化合物則通常發(fā)生自由基鏈式機理的鹵代甲基化反應。沒有共振穩(wěn)定的C-親核試劑的溴二氟甲基化反應通常認為是通過一個卡賓的機理來進行的。在這個反應中生成的一個典型副產(chǎn)物是親核試劑的溴化產(chǎn)物。第一步還原反應中，并不一定需要親核試劑來作為還原劑。通過加入催化量的銅作為還原劑，同樣也可以引發(fā)反應的進行。在這個反應過程中包含著SRN1的反應機理。全氟烷基氧基團：全氟烷基氧，特別是三氟甲氧基是一個在藥物和有機材料中

26、經(jīng)常被使用的取代基。芳香族的和脂肪族的全氟烷氧基通常是通過氟化脫硫的方法來制備。但在工業(yè)化大批量生產(chǎn)具有重大應用意義的含三氟甲氧基的芳香族化合物時，通常是用氟化氫的氯-氟交換反應來實現(xiàn)的。利用四氟化硫?qū)θ人岷捅椒有纬傻孽ヮ惢衔锓?，可以方便地制備具有不同結(jié)構(gòu)的各種芳香族全氟烷氧基化合物。由于這種方法對底物結(jié)構(gòu)不太敏感，所以本方法也可用于合成脂肪族全氟烷基醚類化合物。雖然全氟烷氧基的親核性比較弱，它們也可以被用來作為對一些脂肪族底物的親核全氟烷氧基化的試劑。在有較大量的正離子存在下，全氟烷氧基具有比較高的穩(wěn)定性，這些正離子包括K+、Rb+、Cs+，三（二甲氨基）硫正離子(TAS+),1,1

27、,2,2,6,6-六甲基六氫吡啶正離子(pip+),六甲基胍基(HMG+)等。在大多數(shù)親核交換反應的條件下，全氟烷氧基負離子和全氟羧酸酰氟及氟離子是一個平衡。所以親核烷氧基化反應和氟化反應經(jīng)常是兩個競爭反應。全氟烷基硫取代基和含硫強吸電子基基團：三氟甲硫基，由于其具有很高的脂溶性，而在農(nóng)用化學品中有廣泛的應用。它的一些高價硫的類似物，如三氟甲磺?；?、含氟亞磺酰胺及磺酰胺等，都是已知的具有最強吸電子性能的取代基。所有這些含硫的取代基，對酸性水解都具有很高的穩(wěn)定性。三氟甲硫基可以通過相應的硫醇、硫氰酸鹽或二硫化物來制備，也可以通過親核的或親電的SCF3轉(zhuǎn)移試劑和適當?shù)姆枷阕搴拖N底物的反應來制備。

28、含全氟烷基硫取代基的有機化合物可以用不同的方法將它們氧化成相應的亞砜或砜類化合物。與相應的不含氟的硫醚類化合物相比，由于全氟烷硫基(SRF)的存在，是含氟硫醚具有較好的抗氧化性能，所以一般需要更強烈的條件才能將它們氧化。另一種制備芳香族三氟甲基砜或亞砜獻鹵化合物和三氟甲基化試劑Me3SiCF3的親核取代反應來實現(xiàn)的。制備含氟亞磺酰胺取代基的方法之一，是通過利用三氟甲磺酰酐對應的亞砜類化合物親電活化生成相應的硫翁鹽，然后該硫翁鹽中間體和三氟甲磺酰胺反應來進行的。另一種方法是通過對亞砜類化合物的氧化亞胺化反應，然后對其進行三氟甲磺酰化來實現(xiàn)的。第三種方法是通過二芳基二硫化合物與N,N-二氯三氟甲磺

29、酰胺的胺氧化反應，來制備相應的含氟亞胺基亞磺酰氯化合物。含五氟化硫基團及相關結(jié)構(gòu)的化合物：另一個含硫的具有強極性的基團是五氟化硫官能團(SF5)。它具有很好的親脂性。親核三氟甲基化反應，制備亞砜和砜類化合物從亞砜合成具有強吸電子性質(zhì)的硫代亞胺取代基化合物直接氟化制備鄰或間五氟化硫硝基苯化合物的工業(yè)化方法：WO 97/05106,1997 Chem.Abstr.1997,126,199340;US 5741935,1997Chem.Abstr. 1997,126,199340.1960年W.A.Sheppard首次報道了芳香族五氟化硫衍生物的合成方法：JACS1960. 82.4751-4752

30、;JACS1962.84.3064-3071二芳基二硫化物-AgF2氟化-分步氟化-經(jīng)三氟化硫芳基化合物-五氟化硫產(chǎn)物。銅可催化反應。1996年引入一種新的和可靠的制備五氟化硫取代的芳香化合物的方法，使五氟化硫取代的芳香化合物的商業(yè)化有了重大的突破。起始原料是雙硝基苯二硫化合物，通過直接氟化一步得到五氟化硫取代的芳香化合物。制備無氟化硫取代芳香化合物的方法，商業(yè)法是氟化相應的二硫化合物。五氟化硫芳香族化合物的五氟化硫官能團水解穩(wěn)定性相當甚至超過三氟甲基化合物中的三氟甲基，可以承受強的Bronstedt酸堿的進攻，在金屬Ni、P和Pt的催化氫化及C-C鍵偶聯(lián)反應的條件下也能保持穩(wěn)定。 ，五氟化硫

31、取代的芳香化合物對強的路易斯酸相當敏感，他會被一些金屬試劑還原。對-溴五氟化硫的芳香化合物不能直接和鎂反應來制備相應的格式試劑，只用在甲基碘化鎂的催化作用下，本反應才能進行。-78在叔丁基鋰(正丁基鋰不能反應)的乙醚溶液作為反應試劑，則對-溴五氟化硫苯可以完全轉(zhuǎn)化成相應的鋰試劑。雖然間或?qū)?硝基三氟化硫苯可以轉(zhuǎn)化成相應的五氟化硫化合物，但Sheppard并不能用相同的方法將鄰硝基苯三氟化硫苯轉(zhuǎn)化成相應的五氟化硫化合物，這是由于大體積的五氟化硫基團和鄰位硝基的立體作用所致。鄰位取代的五氟化硫苯類化合物還未制得，這可能是由于穩(wěn)定性不夠的原因。Thrasher和他的同事發(fā)現(xiàn)，不僅鄰氟二芳基二硫化合物

32、能用AgF2氟化轉(zhuǎn)化成相應的鄰氟五氟化硫芳香族化合物，而且該化合物中的鄰位氟原子可以被多種親核試劑所取代，在發(fā)生親核取代反應中，并沒有發(fā)現(xiàn)苯環(huán)上五氟化硫基團的水解產(chǎn)物。五氟化硫基團的誘導效應強于三氟甲基(=0.55>=0.39)，電負性是(3.62>3.45)。利用五氟化硫基團可以制得具有最大偶極距的化合物。合成脂肪族五氟化硫衍生物最常用的方法是SF5X(X=Cl,Br)對烯烴的自由基加成。SF5X的反應活性和全氟烷基碘代烷或溴代烷相似，而加成產(chǎn)物的穩(wěn)定性和全氟烷基的類似物相近。由于SF5X的制備不易，所以關于五氟化硫脂肪族衍生物的化學及其物化性能的研究還鮮有報道。由四氟化硫橋連接

33、的二芳基化合物，可以用與合成五氟化硫芳香化合物相似的方法來制備。直接用10%氟氣來氟化二芳基硫醚化合物，可以得到相應的順、反異構(gòu)體的混合物。在氟化過程中，為了避免在苯環(huán)上發(fā)生氟化反應，該二芳基硫醚化合物的苯環(huán)上需要有強吸電子基團來降低反應活性。由于二芳基三氟化硫正離子是共振離域的，具有相當?shù)姆€(wěn)定性，所以在催化量親氟性的路易斯酸催化下，順反異構(gòu)體可以很方便地轉(zhuǎn)化成熱力學上更加穩(wěn)定的反式異構(gòu)體。)，所以這類化合物是通過芳香族化合物和雙五氟化硫過氧化合物(F5SOOSF5)在高溫下的反應來制備的。由于雙五氟化硫過氧化物的制備相當困難，所以至今未見對這類化合物有研究的進一步報道。p-OSF5基團有強的

34、吸電子誘導效應。一些無氟化硫氧芳香衍生物的合成多氟烯烴的化學：含氟多次甲基化合物含氟烯烴主要發(fā)生兩類反應：親核取代和親和加成。這兩類反應有相同的中間體碳負離子，該負離子既可以質(zhì)子化生成加成產(chǎn)物，也可發(fā)生-氟消除反應生成取代產(chǎn)物，反應的最終結(jié)果取決于反應介質(zhì)的酸堿性。含氟烯烴和堿性的親核試劑反應時，如：有機金屬試劑或烷氧氟離子，主要發(fā)生親核取代反應;另一方面，當它和弱堿性和中性的親核試劑反應時，如：苯酚負離子和苯酚混合物，主要發(fā)生加成反應。四氟乙烯和親合試劑反應的兩種途徑全氟丙烯與醇或酚的氟烷基化反應或氟烯基化反應（HFP:六氟丙烯）以三氟氯乙烯為原料，通過和芳基格氏試劑的親核試劑的親核取代反應

35、、丁基鋰和烯基氯的金屬交換反應及最后的和二氧化碳的反應，可以很方便的合成,-二氟肉桂酸類化合物。在這個反應過程中，第一步格氏試劑或金屬鋰試劑和含氟烯烴反應，在室溫下往往需要數(shù)小時才能完成。但是，如果在體系中加入催化量的CuI，該反應可以在-70的條件下于幾分鐘內(nèi)完成。其原因是由于加入的CuI中的銅離子和格氏試劑發(fā)生金屬交換反應，生成二芳基銅試劑。二芳基銅試劑屬于“軟堿”，和屬于“硬堿”的格氏試劑或金屬鋰試劑相比，它能更快地與含氟烯烴發(fā)生反應，生成相應的產(chǎn)物。合成含氟烯烴有很多不同的方法和策略，其中有一種方法是通過羰基化合物和-氟代烷基瞵葉立德的類Witting復分解反應來制備。制備含氟烯烴的另

36、一個主要的方法是以適當?shù)脑蠟榍绑w，通過過渡金屬催化的碳碳鍵偶聯(lián)的氟乙烯基化反應來實現(xiàn)。含氟乙烯及金屬試劑可以方便地從常用的氫氟烷烴(HFC),如HFC-134,和丁基鋰反應現(xiàn)場制得，然后通過和ZnCl2的金屬交換反應制備相應的新試劑。在這里，除了鋅試劑常被用于偶聯(lián)反應外，其他如含氟的乙烯基錫試劑和含氟乙烯基硼試劑也成功的應用于偶聯(lián)反應。制備共軛含氟多烯的一個有效方法是通過含氟烯烴的親核取代反應來實行的。33%22%二氟烯基醚是合成含偕二氟亞甲基化合物的前體，在這個合成子中，通過不同的反應，可以在二氟亞甲基的-位引入各種不同的結(jié)構(gòu)和官能團。與不含氟的烯醚合成子相類似，二氟烯基醚也可以和各種不同

37、的親電試劑及自由基發(fā)生反應，很方便地合成一些含氟的天然產(chǎn)物的類似物和具有生物活性的化合物。一些含有三氟乙酰及結(jié)構(gòu)的化合物，如三氟甲基酮和三氟醋酸酯，在三甲基氯硅烷(Me3SiCl)存在下通過和金屬鎂的還原反應，可以很方便的被轉(zhuǎn)化成相應的二氟烯基三甲基硅醚或三甲基硅二氟醋酸酯類化合物。這些很容易合成得到的中間體，是親核合成具有二氟亞甲基結(jié)構(gòu)化合物的非常有用的合成子。三氟甲基亞胺類化合物也有相類似的化學性質(zhì)。含氟烯烴應用于液晶材料（上）、非光學線性材料（中）及圖文數(shù)據(jù)存儲材料（下）的例子金屬鎂促進的三氟乙酰基活化二氟烯基三甲基硅醚及它們的烯胺類似物可以和一系列不同的親電試劑發(fā)生反應。例如：他們已經(jīng)

38、成功地被用于含氟氨基酸和抗疾藥物的合成。金屬鎂同樣也可以將二氟甲基酮還原成相應的單氟烯醚。利用這個策略，通過一步或兩步還原脫硅的步驟，就可以將三氟甲基酮類化合物。如果利用氘代試劑脫硅法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氫脫硅法，就可以很方便的合成一些氘代二氟甲基和一氟甲基酮類化合物。二氟烯基三甲基硅醚在加熱條件下，會發(fā)生環(huán)化反應，生成由三甲基硅保護的四氟環(huán)丁烷二醇類化合物。三甲基硅保護的四氟環(huán)丁烷二醇的異構(gòu)體，其中反式異構(gòu)體有相當?shù)姆€(wěn)定性，可以穩(wěn)定存在，而順式異構(gòu)體全部轉(zhuǎn)化成相應的2,2,3,3-四氟-1,4-丁二羰基類化合物。本開環(huán)反應是通過一個雙自由基的機理進行的，生成的雙自由基中間體被空氣氧化而轉(zhuǎn)化成相應的二酮類化合物。通過三氟甲基乙烯基酮和Mg/Me3SiCl體系反應，可以很方便地制備Danishefsky二烯類似物，它是一個非常有用的合成含氟雜環(huán)化合物的合成子。三氟乙醇是另一個廉價的而且可以方便地用來制備二氟烯基醚合成子的原料。一些O-取代的三氟乙醇衍生物，通過LDA作用下的消除氟化氫反應及隨后的金屬化反應，可以很方便地轉(zhuǎn)化成1-鋰-2,2-二氟烯醚類衍生物。這個具有兩個反應中心的兩個碳的合成子，既可以和兩