三个臭皮匠顶个诸葛亮--被相转移催化剂,DMAc和氟化钾共同点亮的氟卤交换反应

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三个臭皮匠顶个诸葛亮--被相转移催化剂,DMAc和氟化钾共同点亮的氟卤交换反应

 

碳卤键(C-X)交换成C-F键的时候,经常用到氟化铯(CsF)和氟化钾(KF,氟化铯虽然廉价易得。但是,卤素交换的效果却不如氟化铯(CsF)。同时也必须认识到,即便是性能较好的氟化铯在使用的时候也要求较高的反应温度(130  oC)和工业上不太受欢迎的DMSO作为反应溶剂。因为无机氟化物在有机溶剂中的溶解性较差,要实达到反应效果就必须尽可能的提高氟化金属盐的溶解性,那么高温和大极性溶剂就成为了不得已的选择。

 

最近有人想到,可以往反应体系中加入相转移催化剂(PTC Phase Transfer Catalyst)促进反应氟卤交换。说干就干,就拿CsF做参照系,通过给KF体系中加入各种相转移催化剂看看能不能把CsF 干掉。Table1, 一顿操作猛如虎,干完才发现底物选的不合适,吡啶的C-3位置本身活性不高,不太适合亲核取代反应。就连CsF也才给出34%的转化率。但是至少看出来相转移催化剂已经帮KF解决了从无到有的问题。


底物没选对没关系,总结教训再来一次。这一次选好了底物,数据更有说服力。四丁基氯化铵(Bu4NCl)已经完美打败了上一届的冠军CsF,破了记录,但是还不够,四苯基氯化鏻(Ph4PCl)一脚踹开了Bu4NCl99%的转化率站到顶点。



老板,你来一下,看看这一单,我老弟给你省了多少,相比于CsF,每氟化一公斤的产物就要节省近60%的成本。



这还没有结束,有群众反映这个反应臭臭的,我们不喜欢。都是DMSO在作怪,换了他!这次DMAc举手默默站了起来。不但解决了臭的问题,收率又顺带着往上提了提。DMSO骂骂咧咧的离开了。




小结:氟化钾、相转移催化剂、DMAc三个臭皮匠化腐朽为神奇,改变了氟卤交换这一非均相反应的效果,大大降低了生产成本、提高了反应效率,同时也更环境友好,一举取代了这一领域的富二代CsF和“臭”流氓DMSO

 

dx.doi.org/10.1021/op5001258 Org. Process Res. Dev. 2014, 18, 10451054



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