專利名稱：具有全氟烷基的氟代胺及其制備方法和使用了它的氟化方法以及具有全氟烷基的酰胺的 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有全氟垸基的氟代胺及其制備方法、利用該氟代胺的具有 含氧官能團的基質(zhì)的新的氟化方法以及具有全氟垸基的酰胺的回收方法。
背景技術(shù)：
以往已經(jīng)公開了許多關(guān)于有機化合物的鹵化方法。在鹵化時經(jīng)常作為鹵 化劑使用的物質(zhì)包括鹵素單質(zhì)、鹵化氫或含鹵素的磷化物或硫化物等。但是， 由于這些鹵化劑在毒性等安全性方面有問題，特別是最近廢棄物處理的環(huán)境 負擔很大，因此預(yù)計今后這些鹵化劑很難以工業(yè)性規(guī)模來使用。
含鹵素化合物有不少是具有來源于其鹵原子的特征性的性質(zhì)的化合物。 其中，特別是含氟化合物，有很多顯示出特殊的生理活性和功能，其應(yīng)用在 很多領(lǐng)域中受到過研究。特別是在醫(yī)藥品或農(nóng)藥等領(lǐng)域中，含氟化合物的重 要性在不斷提高。
由于含氟化合物基本上不會天然地存在，因此需要利用有機合成來導(dǎo)入 氟原子。為此，非常希望有環(huán)境負擔小、工業(yè)上有用的氟化劑及氟化方法， 并正在很多方面進行研究開發(fā)。
近年來，已經(jīng)開發(fā)出了可以將氧、硫、鹵素等官能團選擇性地氟化、熱 穩(wěn)定且毒性低的容易處置的新型氟代胺化合物(例如參照專利文獻1)。作為
其代表性的化合物，可以舉出N,N-二乙基-a，a-二氟(3-甲基芐基)胺。本化合 物具有如下優(yōu)點，即，在將基質(zhì)氟化后，可以變回作為本化合物的原料的 N,N-二乙基間甲苯甲酰胺，進行回收再利用。
但是，由于N,N-二乙基間甲苯甲酰胺沸點高，其自身也是良溶劑，因此會與各種有機化合物充分地混合，很難說是容易回收的。其結(jié)果是，因整 個工藝過程的耗能增加，廢棄物也增加等，因而在環(huán)境負擔特性方面無法令 人滿意。
最近，以減少此種環(huán)境負擔為目的的綠色化學(xué)研究逐漸活躍起來，環(huán)境 協(xié)調(diào)型的工藝過程開發(fā)成為一個重要的課題。例如，開發(fā)出考慮了原料的回
收再利用的聚合物負載型鹵化劑等(例如參照專利文獻2、 3)。
另一方面，從綠色化學(xué)的觀點考慮，從十幾年前剛開始研究的氟化學(xué) (fluorous chemistry)的領(lǐng)域受到關(guān)注。所謂氟化學(xué)是利用了高度氟化的氟
化合物難以溶于一般的有機溶劑或水中，但可以很好地溶于氟溶劑(Eta^ Solvent)中的性質(zhì)(親氟性)(例如參照專利文獻1、 2)。親氟性可以通過 向化合物中導(dǎo)入含氟取代基(fluorous tag)(全氟基)來賦予，然而尚不知 曉此種導(dǎo)入了含氟取代基的氟化劑及其制備方法以及使用了它的與環(huán)境協(xié) 調(diào)的氟化方法。
專利文獻l:國際公開第03/020685號小冊子
專利文獻2:特開2000-154155號公報
專利文獻3:特開2002-293828號公報
非專利文獻l:御園生誠，有機合成化學(xué)協(xié)會志，61， 406 (2003) 非專利文獻2:柳日馨，松原浩，化學(xué)，57， 20 (2002)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種氟化反應(yīng)后的產(chǎn)物的分離回收負擔小、與環(huán) 境協(xié)調(diào)且在工業(yè)上有用的導(dǎo)入了含氟取代基的氟代胺來作為氟化劑；并提供 該氟代胺的制備方法、利用該氟代胺的氟化方法以及導(dǎo)入了含氟取代基的酰 胺的回收方法。
本發(fā)明人等為了解決上述問題進行了深入研究，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)入了特定的含氟
5取代基的氟代胺是具有含氧官能團的基質(zhì)的優(yōu)良的氟化劑，另外在進行了該 氟化反應(yīng)后，可以很容易地將成為氟化劑的原料的導(dǎo)入了含氟取代基的酰胺 與氟化產(chǎn)物分離回收，因此能夠解決上述問題，從而實現(xiàn)了本發(fā)明。S卩，本 發(fā)明涉及以下的(1)到(6)。
(1) 一種以通式(I)表示的氟代胺。 [化學(xué)式1]
<formula>formula see original document page 6</formula>
通式(I)中，Ro為具有l(wèi) 3個以Rf-(CH2)m-表示的取代基的烷基或芳 基，Rf表示碳原子數(shù)為4 15的全氟垸基，m為0 2。 R,及R2為氫原子或 可以具有取代基的垸基或芳基，且各自可以相同也可以不同。另外，Ro、 & 及R2中的2個以上可以結(jié)合而形成環(huán)。
(2) 根據(jù)上述(1)中所述的氟代胺，其中，通式(I)中，Ro為具有l(wèi)
3個以Rf-(CH2)m-表示的取代基的苯基。
(3) —種上述(1)中所述的氟代胺的制備方法，其中，該方法包括對 以通式(II)表示的酰胺進行氟化。
<formula>formula see original document page 6</formula>
通式(II)中，Ro、 Pq及R2與上述相同。 (4) 一種氟化方法，其中，該方法使用上述(1)中所述的氟代胺，對 具有含氧官能團的基質(zhì)進行氟化。(5) —種回收方法，該方法包括使上述(1)中所述的氟代胺與具有含 氧官能團的基質(zhì)反應(yīng)，生成以通式(II)表示的酰胺及氟化產(chǎn)物，然后向該
反應(yīng)產(chǎn)物中添加碳原子數(shù)為5以上且分子中的[氟/碳]的原子比為1.5以上的 氟溶劑和在室溫下不與該氟溶劑相溶的有機溶劑，將該酰胺萃取分離到該氟 溶劑中而回收，并且將該氟化產(chǎn)物萃取分離到該有機溶劑中而回收。
(6) —種回收方法，該方法包括使上述(1)中所述的氟代胺與具有含 氧官能團的基質(zhì)反應(yīng)，生成以通式(II)表示的酰胺及氟化產(chǎn)物，然后向反 應(yīng)產(chǎn)物中添加介電常數(shù)為5以下的有機溶劑，將該酰胺析出而回收，并且將 該氟化產(chǎn)物萃取分離到該有機溶劑中而回收。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種導(dǎo)入了含氟取代基的氟代胺作為氟化劑，其 在氟化反應(yīng)后的產(chǎn)物的分離回收負擔小，與環(huán)境協(xié)調(diào)，且在工業(yè)上有用；并 可以提供該氟代胺的制備方法、利用該氟代胺的氟化方法以及導(dǎo)入了含氟取 代基的酰胺的回收方法。
具體實施例方式
本發(fā)明的氟代胺可以用下述通式(I)表3 式(II)表示的酰胺而制備的。 [化學(xué)式3]
c
0
代1

RcT N、
R2
是在原料中使用以下述通
a)
抑(式中，Ro為具有1 3個以Rf-(CH2)m-表示的取代基的垸基或芳基， Rf表示碳原子數(shù)為4 15的全氟垸基，m為0 2。 &及112為氫原子或可以 具有取代基的垸基或芳基，各自可以相同也可以不同。另外，RQ、 Ri及R2 中的2個以上可以結(jié)合而形成環(huán)。)
以通式(I)及(II)表示的化合物中的Ro為具有1 3個以Rf-(CH2k 表示的取代基的烷基或芳基。在具有2或3個該取代基時，各自既可以相同 也可以不同。
Rf為碳原子數(shù)為4 15的全氟垸基，是作為含氟取代基導(dǎo)入的取代基。 Rf可以是鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀中的任意一種，作為構(gòu)成該全氟烷基的烷基， 可以舉出丁基、異丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、 壬基、癸基、環(huán)己基、十氫化萘基等。另外，m為0 2。
作為Ro中的烷基，優(yōu)選碳原子數(shù)為1 30的直鏈或支鏈狀的垸基，例 如可以舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、戊基、己 基、庚基、辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、環(huán)己基、環(huán)己基氧基、十氫化 萘基、降冰片基、雙環(huán)己基、金剛垸基、或它們的異構(gòu)體，此外，還可以舉 出羥甲基、羥乙基、羥丙基、羥丁基或羥基苯基等。
作為Ro中的芳基，優(yōu)選碳原子數(shù)為6 30的芳基，例如可以舉出苯基、 鄰甲苯基、間甲苯基、對甲苯基、二甲基苯基及其異構(gòu)體、枯基、均三甲苯 基、三甲基苯基及其異構(gòu)體、羥基苯基及其異構(gòu)體、甲氧基苯基及其異構(gòu)體、 乙氧基苯基及其異構(gòu)體、烷氧基苯基及其異構(gòu)體、萘基、甲基萘基、二甲基 萘基、羥基萘基、聯(lián)苯基、四氫萘基、四聯(lián)苯基(t-phenyl)、蒽基、苯并噻 吩基、苯并二氫吡喃基或吲哚基等。
作為這些烷基及芳基，也可以含有其他的官能團，例如羥基、鹵素、硝 基、巰基、氨基、酰胺基、氰基、羰基、羧基、乙?；?、?；?、垸氧基、磺基或其他的原子團等，也可以是異構(gòu)體。
其中，從合成的容易性的觀點考慮，優(yōu)選苯基。
本發(fā)明中的以通式(I)及(II)表示的化合物中的Ri及R2是氫原子或 可以具有取代基的垸基或芳基，各自既可以相同也可以不同。
作為R,及R2中的垸基及芳基，可以同樣地舉出上述Ro中所例示的烷基 和芳基。
其中，從合成的容易性的觀點考慮，優(yōu)選甲基、乙基、丙基、異丙基。 Ro、 R,及R2中的任意2個以上也可以結(jié)合而形成環(huán)，作為其例子，可
以舉出1-吡咯烷基(pyrrolidin-l-yl)、 4-嗎啉基(morpholin-4-yl)或1-哌啶
基(piperidine-l-yl)等。
以通式(I)表示的氟代胺可以通過在起始原料中使用以通式(II)表示 的對應(yīng)的酰胺化合物的N，N-二取代酰胺化合物，利用(0使用各種氟化劑 直接導(dǎo)入氟的方法、(ii)使氟以外的各種鹵化劑發(fā)生作用，再利用氟化物的 卣素交換而導(dǎo)入氟的方法來合成。
上述(ii)的方法中，例如在氟以外的鹵化劑為氯化劑的情況下，禾U用 碳酰氯、三氯化磷、五氯化磷、亞硫酰氯或草酰氯等氯化劑將酰胺鍵的氧原 子用氯原子置換。
在氯的反應(yīng)性低的情況下，優(yōu)選從含有溴或碘的相同的鹵化劑當中選擇 反應(yīng)性高的物質(zhì)，導(dǎo)入溴或碘。例如，在異丁酰胺的情況下，可以通過在二 氯甲垸中在2(TC下通入碳酰氯進行氯化來完成反應(yīng)(B. Haveaux, A. Dekoker， M. Rens， A. R. Sidani， J. Toye， andL. Ghosez， Organic Synthesis ， CV6， 282)。
接下來，對于該氯化物，通過使用氟化氫、氟化氫"路易斯堿、或氟化 鈉、氟化鉀等氟的堿金屬鹽的鹵素交換法，就可以得到所需的以通式(I) 表示的氟代胺。另外，雖然很難統(tǒng)一地規(guī)定該鹵素交換反應(yīng)條件，然而可以以公知的文獻類為參考來決定，例如G.A. Olah， J.T.Welch, Y.D. Vankar， M. Nojima， I. Kerekes, J.A. Olah， J. Org. Chem.， 44， 3872 (1979)、木村 芳一，有機合成化學(xué)協(xié)會志.，47， 258 (1989)及Y Yoshida， Y. Kimura， J.Fuorine. Chem.， 44， 291 (1989)。
以通式(II)表示的起始原料的酰胺可以通過將對應(yīng)的鹵化N，N-二取代 酰胺化合物與全氟取代烯利用Pd催化劑進行赫克(Heck)反應(yīng)后，將內(nèi)部 的烯烴在Pd催化劑下進行加氫還原而得到。另外，雖然很難統(tǒng)一地規(guī)定它 們的反應(yīng)條件，然而可以以公知的文獻類為參考來決定，例如S. A. Bimtin and R. F. Heck， Organic Synthesis, CV 7， 361及Arthur C. Cope and Elbert C. Herrick ， Organic Synthesis ， CV 4 ， 3 04 。
利用上述的制備方法得到的以通式(I)表示的氟代胺可以直接應(yīng)用于 含有含氧官能團的基質(zhì)的氟化反應(yīng)中。
作為具有含氧官能團的基質(zhì)，是具有該官能團的有機化合物或聚合物 等，例如可以舉出作為官能團具有單個羥基的一級、二級或三級醇類；具有 2個以上羥基的多元醇類；苷、單糖酐、低聚糖或多糖類等糖類；或醛、酮、 羧酸等的具有羰基的化合物等。
該利用氟代胺的基質(zhì)的氟化方法沒有任何特別限制，可以應(yīng)用以往所用 的方法。氟化反應(yīng)是相對于該基質(zhì)優(yōu)選在0.8 2.2當量的范圍中使用該氟代 胺，也可以使用惰性的溶劑或稀釋劑。另外，也可以在振動頻率為1到30GHz 的微波和/或振動頻率為1GHz以下或30到300GHz的微波附近的電磁波的 照射下進行該氟化反應(yīng)。
由于該氟代胺可以蒸餾且熱穩(wěn)定性高，因此即使是以往難以操作的150 r以上的溫度區(qū)域，也可以用于氟化反應(yīng)等中。
本發(fā)明的氟代胺的特征是導(dǎo)入了含氟取代基，利用其親氟性，可以很容 易地分別將利用該氟代胺與上述基質(zhì)的氟化反應(yīng)生成的以通式(n)表示的酰胺與氟化產(chǎn)物分離回收。所回收的以通式(II)表示的酰胺可以作為上述 的氟代胺的制備的起始原料進行再利用。
具體來說，可以在氟化反應(yīng)結(jié)束后，向上述反應(yīng)產(chǎn)物，優(yōu)選向?qū)⒎?應(yīng)液濃縮而得的濃縮物中，添加氟溶劑和在室溫下與該氟溶劑不相溶的有機 溶劑，將以通式(II)表示的酰胺萃取分離到該氟溶劑中而回收，并且將該 氟化產(chǎn)物萃取分離到該有機溶劑中而回收。
這里所用的氟溶劑是碳原子數(shù)為5以上且分子中的[氟/碳]原子比為1.5 以上的氟溶劑。此種氟溶劑一般來說可以作為各種市售品獲得。它們既可以 單獨使用，也可以混合2種以上使用。作為在室溫下與氟溶劑不相溶的有機 溶劑，由于隨氟溶劑的不同而不同，因此無法統(tǒng)一地規(guī)定，然而例如針對親 氟性強的全氟烷烴之類的氟溶劑，可以合適地舉出烴系、氯系的非極性有機 溶劑等。針對氫氟醚之類的親氟性低的氟溶劑，可以合適地舉出含水的極性 溶劑，例如乙腈等。
對于進行前述分離操作之時的溶劑量或氟溶劑與在室溫下與該氟溶劑 分離的有機溶劑的比率等，由于要根據(jù)反應(yīng)中所用的氟化劑或基質(zhì)的種類、 溶劑的種類來選擇，因此無法統(tǒng)一地規(guī)定，然而例如對于溶劑量，可以舉出
反應(yīng)中所用的以通式(I)表示的氟代胺的5 200質(zhì)量倍的范圍，對于氟溶 劑和與該氟溶劑分離的有機溶劑的比，以有機溶劑與氟溶劑的體積比計算， 可以舉出0.2 4的范圍。操作溫度只要是在溶劑的沸點以下，就沒有特別限 定，例如可以是室溫的范圍，或者出于提高萃取分離時的選擇性的目的，也 可以是冷卻到O"C以下。
除了上述的使用了氟溶劑的方法以外，還可以在氟化反應(yīng)結(jié)束后，向上 述反應(yīng)產(chǎn)物中，優(yōu)選向?qū)⒎磻?yīng)液濃縮而得的濃縮物中，添加介電常數(shù)為 5以下的有機溶劑，將以通式(II)表示的酰胺析出而回收，并且將氟化產(chǎn) 物萃取分離到該有機溶劑中而回收。作為介電常數(shù)在5以下的有機溶劑，主要是烴系的有機溶劑，例如可以
舉出己烷、苯或甲苯等(參照『溶劑手冊(溶媒/、'y K7、'、夕夕)』講談社、 p883)。
操作溫度只要是在溶劑的沸點以下，就沒有特別限定，例如可以是室溫 的范圍，或者出于提高分離時的選擇性的目的，也可以冷卻到(TC以下。
實施例
下面，利用實施例對本發(fā)明進行更為詳細的說明。實施例中的化合物的 分析是使用以下的儀器進行的。 核磁共振譜圖測定(NMR) ^NMR (400MHz): JEOL JNM—A400II 13CNMR (100MHz): JEOL JNM—A400II
19F NMR (376MHz): JEOL JNM—A400H (*1)或BRUKER MSL400
(*2)
紅外吸收譜圖測定(IR)
JASCOFT/IR—410 (*1)或JASCO FT/IR—5300 (*2) 高分辨率質(zhì)譜測定(HRMS)
HRMS: JEOL JMS—FABmate， JEOL JMS — 700TZ
實施例1
a) N，N-二乙基-4-(lH,2H-全氟-l-癸烯基)苯甲酰胺(化合物a)的合成 在氮氣氣氛下，向50ml三口燒瓶中加入N,N-二乙基-4-碘苯甲酰胺1.2g (4mmo1)、 1H,lH，2H-全氟癸烯2.0g(4.4mmo1)、乙酸鈀9.0mg (0.04mmol)、 四正丁基溴化銨0.26g (O.Smmol)、乙酸鈉0.43g (5.2mmoD、無水N，N-二 甲基甲酰胺(無水DMF) 20ml，在125。C攪拌24小時。冷卻到室溫后，用 二氯甲烷溶劑萃取，其后將有機層用水洗滌2次。濃縮后，通過用硅膠柱色譜(溶劑二氯甲垸/二乙醚=5/1 (體積比))提純，以78%的收率得到白色
固體的化合物a。
化合物a的譜圖數(shù)據(jù)
IR (KBr) ": 3041， 2985， 2939， 1616， 1474, 1120， 1147， 1102， 986cm一1 ^NMR (CDC13): d=7.52 (d， J=8.11， 2H) d=7.42 (d， J=8.24， 2H)
d=7.18 (dt， J=16.22， J=2,32， 1H) d=6.24 (dt， J=16.04， J=12.13， 1H) d=3.55 (s (b)， 2H) d=3.25 (s (b)， 2H) d=1.26 (s (b)， 3H) d=U2 (s (b)，
3H)
19FNMR(CDC13)": d=—81.31 (t， J=10.0， 3F) d=—111.80 (dt， J=12.3， J=12.2， 2F) d=—121.92 (m， 2F) d=—122.46 (m， 4F) d=—123.26 (m， 2F) d=—123.67 (m， 2F) d=—126.65 (m， 2F)
13CNMR (CDC13): d=170.31 (s, IC) d=138.95 (s， IC) d=138.92 (t， J=9.7， IC) d=134.19 (s， IC) d=127.70 (s， 2C) d=127.01 (s， 2C) d=115.37 (t， J=23.0, IC) d=43.22 (s (b)， IC) d=39.37 (s (b)， IC) d=14.24 (s (b)， IC) d=12.88 (s (b)， IC)
HRMS(EI): C21H16NOF17(M+):計算值621.0995，實測值m/z 621.0974 b) N，N-二乙基-4-(lH，lH，2H,2H-全氟癸基)苯甲酰胺(化合物b)的合成 向玻璃容器中加入化合物a 0.16g (0.25mmol)、 10%Pd/C 0.0333g、乙 酸乙酯2ml。對反應(yīng)體系內(nèi)進行抽吸脫氣，其后用氫氣置換，在室溫下攪拌 22小時。通過對反應(yīng)混合物進行沸石過濾，并將濾液濃縮，以96%的收率 得到了白色固體的化合物b。 化合物b的譜圖數(shù)據(jù)
IR (KBr) *2: 3437， 2986， 1616， 1244， 1206， 1148， 1011， 866cm—1 'HNMR (CDC13): d=7.34 (d， J=8.11， 2H) d=7.24 (d， J-8.06, 2H) d=3.54 ((s (b)， 2H) d-3.26 (s (b)， 2H) d=2.92—2.96 (m， 2H) d=2,31-2.44 (m， 2H) d=1.24 (s (b)， 3H) d=1.12 (s (b)， 3H)
19FNMR(CDC13) ": d—81,31 (t， J=9.7， 3F) d=—115.13 (tt， J=17.7，
J=14.0， 2F) d=—122.23 (m， 2F) d=—122.46 (m， 4F) d=—123.25 (m，
2F) d=—124.00 (m， 2F) d=—126.65 (m， 2F)
13CNMR (CDC13): d=170.96 (s， 1C) d=140.13 (s, 1C) d=135.85 (s，
1C) d=128.27 (s， 2C) d=126.83 (s， 2C) d=43.23 (s (b)， 1C) d=39.25 (s (b)， 1C) d=32.74 (t， J=22.3， 1C) d=26.25 (t， J=4.4， 1C) d=14.13 (s (b)， 1C) d=12.84 (s (b)， 1C)
HRMS(EI): C21H18NOF17(M+):計算值623.1116，實測值m/z 623.1122 c) N，N-二乙基-a,a-二氟-[4-(lH，lH，2H,2H-全氟癸基)芐基]胺(化合物c)
的合成
在氮氣氣氛下，向玻璃容器中加入化合物bl8.7g (30mmol)、 二氯甲烷 50ml，在攪拌的同時，向其中滴加草酰氯4.2§ (33mmol)。滴加結(jié)束后，加 熱回流，攪拌24小時。冷卻到(TC，滴加三乙胺三氟化氫3.7g (23mmol)， 接下來滴加三乙胺4.65g (46mmd)。滴加結(jié)束后，恢復(fù)到室溫，在氮氣氣 氛下，過濾固體，將殘渣用己烷洗滌。將濾液濃縮，再次在氮氣氣氛下，進 行過濾、己烷洗滌。將濾液濃縮，通過使用真空泵進行減壓蒸餾(150°C)， 以87%的收率得到了白色固體的化合物c。
化合物c的譜圖數(shù)據(jù)
'HNMR (CDC13): d=7.56 (d， J=8.12， 2H) d=7.27 (d， J=7.76， 2H) d=2.94 — 2.98 (m， 2H) d=2.89 (q， J=7.08， 4H) d=2.33 —2.46 (m， 2H) d=1.06 (t， J=6.96， 6H)
19FNMR (CDC13) *2: d=—73.79 (s， 2F) d=—81.85 (s， 3F) d=—116.63 (s， 2F) d=—123.40 (s， 2F) d=—123.63 (s， 4F) d=—124.41 (s， 2F) d= —125.07 (s， 2F) d=—127.82 (s， 2F)*2: —5(TC下測定
實施例2
d) N,N-二乙基-3，5-雙(lH，2H-全氟-l-癸烯基)苯甲酰胺(化合物d)的合
成
在氮氣氣氛下，向25ml三口燒瓶中加入N,N-二乙基-3,5-二碘苯甲酰胺 0.2g (0.5mmo1)、 1H，lH,2H-全氟癸烯0.5g (l.lmmol)、乙酸鈀5.6mg (0.025mmo1)、四正丁基溴化銨65mg (0.2mmo1)、乙酸鈉O.llg (1.3mmo1)、 無水DMF5ml，在15。C下攪拌4天。冷卻到室溫后，用二氯甲烷溶劑萃取， 其后將有機層用水洗滌2次。濃縮后，通過用硅膠柱色譜(溶劑二氯甲垸 /二乙醚二10/1 (體積比))提純，以56X的收率得到了白色固體的化合物d。
化合物d的譜圖數(shù)據(jù)
IR (KBr) ": 2992， 1617， 1480， 1371， 1241， 1214， 1149， 979， 657cm—1 ^NMR (CDC13): d=7.57 (s， 1H) d=7.51 (s， 2H) d=7.20 (d， J=16.16， 2H) d=6.29 (dt， J-16.04, J=11.83， 2H) d二3.57 ((s (b)， 2H) d=3.28 (s (b)， 2H) d=1.28 (s (b)， 3H) d二U5 (s (b)， 3H)
19FNMR(CDC13)、 d=—81.31 (t， J=9.7， 6F)d=—112.01 (dt， J=12.2， J=12.2， 4F) d=—121.87 (m， 4F) d=—122.43 (m， 8F) d—123.24 (m， 4F) d=—123.61 (m, 4F) d=—126.64 (m， 4F)
13CNMR (CDC13): d=169.44 (s， 1C) d=139.10 (s， 2C) d=138.15 (t， J=9.1， 2C) d=134.75 (s， 1C) d=127.48 (s， 1C) d=126.58 (s， 2C) d=116.75 (t， J=23.1， 2C) d=43.41 (s (b)， 1C) d=39.50 (s (b)， 1C) d=14.25 (s (b)， 1C) d=12.87 (s (b)， 1C)
HRMS (EI): C31H17NOF34Na ((M+Na) +):計算值1088.0675，實測 值m/z 1088.0670e) N,N-二乙基-3，5-雙(lH，lH，2H，2H-全氟癸基)苯甲酰胺(化合物e)的
合成
向玻璃容器中加入化合物d 1.2g(1.12mmo1)、 10%Pd/C催化劑0.1983g、 乙酸乙酯45ml。對反應(yīng)體系內(nèi)進行抽吸脫氣，其后用氫氣置換，在室溫下 攪拌22小時。通過對反應(yīng)混合物進行沸石過濾，并將濾液濃縮，以995^的 收率得到了白色固體的化合物e。
化合物e的譜圖數(shù)據(jù)
IR (KBr) ": 2988， 1638， 1437， 1371， 1142， 872， 822， 664cm—1 ^ NMR (CDC13): d=7.10 (s， 3H) d=3.55 ((s (b)， 2H) d=3.23 (s (b)， 2H) cN2,91—2.95 (m， 4H) d=2.31—2.45 (m， 4H) d=1.26 (s (b)， 3H) d=l.ll (s (b)， 3H)
19FNMR(CDC13) 、 d=—81.31 (t， J=10.4， 6F) d=—115.02 (tt， J=16.5， J=14.6， 4F) d=—122.20 (m， 4F) d=—122.43 (m， 8F) d=—123.24 (m， 4F) d=—123.96 (m， 4F) d-—126.64 (m， 4F)
3CNMR (CDC13): d=170.74 (s， 1C) d=140.15 (s， 2C) d=138.57 (s， 1C) d=129.06 (s， 1C) d=124.54 (s， 2C) d=43.26 (s (b)， 1C) d=39.29 (s (b)， 1C) d=32.72 (t， J=22.2， 2C) d=26.33 (t， J=4.2， 2C) d=14.08 (s (b)， 1C) d=12.79 (s (b)， 1C)
HRMS (ESI): C31H21NOF34Na ((M+Na) +):計算值1092.0989，實 測值m/z 1092.0984
f) N，N-二乙基-a,a-二氟-[3，5-雙(lH,lH，2H，2H-全氟癸基)芐基]胺(化合 物f)的合成
在氮氣氣氛下，向玻璃容器中加入化合物e 15.9g (14.9mmoD、 二氯甲 烷30ml，在攪拌的同時，向其中滴加草酰氯2.08g (16.4mmol)。滴加結(jié)束 后，加熱回流，攪拌24小時。冷卻到室溫，滴加三乙胺三氟化氫1.85g(11.5mmol)，接下來冷卻到0t:并滴加三乙胺2.32g (23mmol)。滴加結(jié)束 后，恢復(fù)到室溫，在氮氣氣氛下，過濾固體，將殘渣用己烷洗滌。將濾液濃 縮，再次在氮氣氣氛下，進行過濾、己垸洗滌。將濾液濃縮，通過使用真空 泵進行減壓蒸餾(200°C)，以84X的收率得到了白色固體的化合物f。 化合物f的譜圖數(shù)據(jù)
&麗R (CDC13): d=7.34 (d， J=0.97， 2H) d=7.14 (s， 1H) d=2.93 —2.97 (m， 4H) d=2.87 (q， J=7.08， 4H) d=2.32 — 2.45 (m， 4H) d=1.06 (t， J=7.08， 6H)
19FNMR (CDC13) *2: d—73.92 (s, 2F) d=—81.31 (s， 6F) d=—114.93 (s， 4F) d=—122.01 (s， 4F) d=—122.34 (s， 8F) d=—123.15 (s， 4F) d= —123.81 (s， 4F) d=—128.59 (s， 4F)
實施例3 十二醇的氟化
向PTFA (四氟乙烯 全氟烷基乙烯基醚共聚物)制容器中加入蒸餾提純 了的十二醇93mg (0.5mmo1)、在實施例1中合成的N,N-二乙基-a,a-二氟 -[4-(1&111,211,211-全氟癸基)芐基]胺(化合物c) 0.39g (0.6mmo1， 1.2當量) 和庚烷0.5ml，在氮氣氣氛下在IO(TC下反應(yīng)3小時。反應(yīng)結(jié)束后，加入飽 和碳酸氫鈉水溶液進行中和處理，用二氯甲烷萃取產(chǎn)物。蒸餾除去溶劑后， 用硅膠柱色譜(溶劑二氯甲烷/二乙醚混合溶劑)提純，得到了產(chǎn)物。主產(chǎn) 物為l-氟十二烷，其收率為86%。
產(chǎn)物(l一氟十二烷)的譜圖數(shù)據(jù)
IR (neat) *2: 2926， 2855， 1468， 1007cm_1
'HNMR (CDC13): d=4.44 (dt， J=47.27， J=6.22， 2H) d=l.59—1.78 (m， 2H) d=1.26—1.42 (m, 18H) d=0.88 (t， J=6.34， 3H)
17l3CNMR (CDC13): d=84.23 (d， J=163.8， 1C) d=31.92 (s， 1C) d=30.42 (d， J=19.8， 1C) d=29.64 (s， 1C) d=29.63 (s， 1C) d=29.56 (s， 1C) d=29.52 (s， 1C) d=29.35 (s， 1C) d=29.25 (s， 1C) d=25.15 (d， J=5.8， 1C) d=22.68 (s， 1C) d=14.10 (s， 1C)
'9FNMR (CDC13) ": d=—218.53 (dt， J=47.0， J=25.0， IF)
實施例4 十二醇的氟化
除了在實施例3中將氟化劑變?yōu)閷嵤├?中合成的N,N-二乙基-a,a-二氟 -[3,5-雙(111,111,211,2&全氟癸基)芐基]胺(化合物f)以外，與實施例3相同 地進行。主產(chǎn)物為l-氟十二烷，其收率為88%。
實施例5
5-羥基戊酸丁酯的氟化
向PFA制容器中加入蒸餾提純了的5-羥基戊酸丁酯87mg (0.5mmo1)、 實施例1中合成的N，N-二乙基-a,a-二氟-[4-(lH,lH，2H,2H-全氟癸基)芐基]胺 (化合物c) 0.39g (0.6mmo1， 1.2當量)和庚烷0.5ml，在氮氣氣氛下在100 。C下反應(yīng)3小時。反應(yīng)結(jié)束后，加入飽和碳酸氫鈉水溶液進行中和處理，用 二氯甲烷萃取產(chǎn)物。蒸餾除去溶劑后，用硅膠柱色譜(溶劑..二氯甲垸/二乙 醚混合溶劑)提純，得到了產(chǎn)物。主產(chǎn)物為5-氟戊酸丁酯，其收率為92%。
產(chǎn)物(5-氟戊酸丁酯)的譜圖數(shù)據(jù)
IR (neat) *2: 2963， 1736， 1460， 1173， 1042cm一1
)HNMR(CDCl3): d=4.46 (dt, J=47.22， J=5.76， 2H) d=4.08 (t， J=6.62， 2H) d=2.36 (t， J=7.04， 2H) d=1.56—1.84 (m， 6H) d=1.31 —1.45 (m， 2H) d=0.94 (t， J=7.28， 3H)
18"CNMR(CDC13): d=173.34 (s， 1C) d=83.58 (d， J=164.6， 1C) d=64.24 (s， 1C) d=33.72 (s， 1C) d=30,65 (s， 1C) d=29.75 (d， J-19.8, 1C) d=20.83 (d， J=5.0， 1C) d=19.10 (s， 1C) d=13.66 (s， 1C)
19FNMR (CDC13) ": d=—219.45 (dt， J=47.6， J=25.1， IF)
實施例6
5-羥基戊酸丁酯的氟化
除了在實施例5中將氟化劑變?yōu)閷嵤├?中合成的N,N-二乙基-ct，(x-二氟 -[3,5-雙(lH，lH,2H，2H-全氟癸基)芐基]胺(化合物f)以外，與實施例5相 同地進行。主產(chǎn)物為5-氟戊酸丁酯，其收率為87%。
實施例7
在與實施例3相同地進行了反應(yīng)后，將反應(yīng)液濃縮，除去溶劑。向殘渣 中添加5ml己烷(介電常數(shù)1.89)，在充分地攪拌的同時冷卻到一3(TC后， 將析出的產(chǎn)物過濾，用一30'C的冷己垸洗滌。對所得的固體殘渣和濾液分別 進行了分析，其結(jié)果可以確認，可以從固體中以93%的收率分離回收純度為 99%的N，N-二乙基-4-(lH，lH,2H,2H-全氟癸基)苯甲酰胺(化合物b)，可以 從濾液中回收純度為92%的l-氟十二烷，其收率為87%。
實施例8
在與實施例4相同地進行了反應(yīng)后，將反應(yīng)液濃縮，除去溶劑。向殘渣 中添加氟溶劑PFMC (全氟甲基環(huán)己烷，碳原子數(shù)7，[氟/炭]原子比2) 20ml和甲苯(介電常數(shù)2.24) 10ml，充分地攪拌，在室溫下靜置，分別取 出分離為2層的各個層，進行2次相同的操作，進行了各層的分析。其結(jié)果 是，在氟溶劑層中以97%的收率分配有純度為92%的N，N-二乙基-3，5-雙(lH，lH，2H，2H-全氟癸基)苯甲酰胺(化合物e)，在有機層中以75%的收率分 配有純度為99%的l-氟十二烷。
實施例9
在與實施例6相同地進行了反應(yīng)后，將反應(yīng)液濃縮，除去溶劑。向殘渣 中添加氟溶劑FC — 77 (商品名，7!;—工厶社制，碳原子數(shù)8，[氟/炭]原 子比2 2.25 (QFw與C8F160的混合物))與HFE—7100 (商品名，只y
一工厶社公司制，碳原子數(shù)5，[氟/炭]原子比1.8)的l: 1 (體積比)的
混合溶劑10ml和5質(zhì)量X含水乙腈10ml，充分地攪拌、靜置，對分離為2 層的各個層進行分析。其結(jié)果是，在氟溶劑層中以94%的收率分配有純度為 98X的N，N-二乙基-3,5-雙(lH,lH,2H,2H-全氟癸基)苯甲酰胺(化合物e)，在 有機層中以72%的收率分配有純度為99%的5-氟戊酸丁酯。
工業(yè)實用性
本發(fā)明的氟代胺由于可以蒸餾且熱穩(wěn)定性高，因此可以用于以往難以操 作的15(TC以上的溫度區(qū)域的氟化反應(yīng)中，可以制備在醫(yī)藥、農(nóng)藥的領(lǐng)域中 特別有用的氟化合物。
另外，由于該氟代胺導(dǎo)入了含氟取代基，因此在使用它的氟化反應(yīng)后， 可以很容易地分離回收能夠作為該氟代胺制備的起始原料再利用的酰胺，可 以實現(xiàn)與環(huán)境協(xié)調(diào)的、在工業(yè)上有用的工藝過程。
權(quán)利要求
1、一種以通式(I)表示的氟代胺，通式(I)中，R0為具有1～3個以Rf-(CH2)m-表示的取代基的烷基或芳基，Rf表示碳原子數(shù)為4～15的全氟烷基，m為0～2，R1及R2為氫原子或選擇性地具有取代基的烷基或芳基，且各自相同或不同；另外，R0、R1及R2中的2個以上能夠結(jié)合而形成環(huán)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟代胺，其中，通式(I)中，Ro為具有l(wèi) 3 個以Rf-(CH2V-表示的取代基的苯基。
3、 權(quán)利要求1所述的氟代胺的制備方法，其中，該方法包括對以通式 (II)表示的酰胺進行氟化， <formula>formula see original document page 0</formula>通式(II)中，Ro、 R,及R2與上述相同。
4、 一種氟化方法，其中，該方法使用權(quán)利要求1所述的氟代胺，對具 有含氧官能團的基質(zhì)進行氟化。
5、 一種回收方法，該方法包括使權(quán)利要求1所述的氟代胺與具有含氧 官能團的基質(zhì)反應(yīng)，生成以通式(II)表示的酰胺及氟化產(chǎn)物，然后向反應(yīng) 產(chǎn)物中添加碳原子數(shù)為5以上且分子中的氟/碳的原子比為1.5以上的氟溶劑和在室溫下不與該氟溶劑相溶的有機溶劑，將該酰胺萃取分離到該氟溶劑中 而回收，并且將該氟化產(chǎn)物萃取分離到該有機溶劑中而回收，<formula>formula see original document page 3</formula> (II)通式(II)中，Ro、 A及R2與上述相同。
6、 一種回收方法，該方法包括使權(quán)利要求1所述的氟代胺與具有含氧 官能團的基質(zhì)反應(yīng)，生成以通式(II)表示的酰胺及氟化產(chǎn)物，然后向反應(yīng) 產(chǎn)物中添加介電常數(shù)為5以下的有機溶劑，將該酰胺析出而回收，并且將該氟化產(chǎn)物萃取分離到該有機溶劑中而回收，<formula>formula see original document page 3</formula> (II)通式(II)中，Ro、 Ri及R2與上述相同。
全文摘要
本發(fā)明提供了導(dǎo)入了含氟取代基的以通式(I)表示的氟代胺、其制備方法、將該氟代胺用于氟化劑中的具有含氧官能團的基質(zhì)的氟化方法及在該氟化后將導(dǎo)入了含氟取代基的酰胺回收的方法。尤其是提供了在氟化反應(yīng)后的產(chǎn)物的分離回收負擔小、與環(huán)境協(xié)調(diào)且在工業(yè)上有用的氟代胺作為氟化劑；并提供了其制備方法、利用該氟代胺的氟化方法以及導(dǎo)入了含氟取代基的酰胺的回收方法。通式(I)中，R₀為具有以Rf-(CH₂)_m-表示的取代基的烷基或芳基，Rf表示全氟烷基，m為0～2。R₁及R₂為烷基或芳基。
文檔編號C07C211/15GK101454272SQ200780019918
公開日2009年6月10日 申請日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日
發(fā)明者原正治, 吉村貴史, 日高敏雄, 福原疆 申請人:國立大學(xué)法人北海道大學(xué);三菱瓦斯化學(xué)株式會社