以二氟烷基磺酸修饰的聚降冰片烯为基础的聚合物电解质薄膜的制备

合成了一种新型的二氟烷基磺酰氟单体2-（双环[2.2.1]庚-5-烯-2）-1,1-二氟-2-甲氧基丙基-1-磺酰氟.首先利用二氟甲基2-吡啶基砜和2-乙酰基-5-降冰片烯发生亲核加成反应,在低温下用三氟甲磺酸甲酯保护加成产物中的羟基,之后在KOH/MeOH的条件下脱去吡啶基,得到的二氟亚磺酸盐和Slectfluor试剂反应制得想要的二氟烷基磺酰氟单体.这种新型的二氟烷基磺酰氟单体和不同比例的降冰片烯单体在Grubbs第二代催化剂存在条件下进行开环烯烃复分解聚合（ROMP）,所得的聚合物在碱性条件下水解,再用稀盐酸处理最终制得新型的含有二氟烷基磺酸的聚合物电解质膜.这些新型的聚合物电解质膜具有中等的室温质子电导（12～49mS/cm）.     

ω-(2＇-甲基二氯硅乙基)—3-氧杂多氟烷基磺酰氟和ω-(2＇-甲基二甲氧基硅乙基)-3-氧杂多氟烷基磺酰氟的合成与聚合

长链含氟烷基磺酸盐作为表面活性剂已有不少报道,ω-三甲基硅取代的烷基磺酸盐作为表面活性剂也已有报道.本文报遭新的氟硅磺酸衍生物4,5,该类化合物可以水解聚合成以有机硅为主链的含氟聚磺酸盐表面活性剂,也可以和含羟基的载体如玻璃粉等化学键合而附着在载体上,然后水解磺酰氟基团成磺酸或磺酸盐.该类表面活性剂具有较好的溶解度和低表面张力. 我们以ω-碘-3-氧杂全氟烷基磺酰氟(1)为原料,与乙烯加成得化合物2,将2用三乙胺脱碘化氢得到ω-乙烯基-3-氧杂多氟烷基磺酰氟(3),3与甲基二氯硅烷经铂氯酸催化加成得到ω-(2′-甲基二氯硅乙基)-3-氧杂多氟烷基磺酰氟(4),4与甲醇、吡啶反应得化合物5,反应过程如下:     

全氟和多氟烷基磺酸的研究——Ⅻ.ω-碘-3-氧杂全氟烷磺酰氟的自由基加成反应

前已报道ω-碘-3-氧杂全氟烷磺酰氟(1a～c)与乙烯的自由基加成反应。我们发现用过氧化叔丁基、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰为引发剂,均能使1与烯丙醇、乙酸烯丙酯、烯丙基乙基醚、正辛烯-[1]、丙炔醇顺利地进行加成,得到加成物2～6.1a,b与苯反应,用过氧化叔丁基引发的转化率低、产物较复杂。只有在约等摩尔过氧化苯甲酰时,才     

全氟及α,α-二氯多氟烷基亚磺酸盐的反应

全氟烷基亚磺酸钠与溴水反应,得到全氟烷基磺酰溴(RfSO2Br),(但在乙腈,乙酸等有机溶剂中与溴反应,则生成溴代全氟烷.在碘化钾水溶液中,全氟烷基亚磺酸钠与碘反应,生成碘代全氟烷.α,α-二氯多币烷基亚磺酸钠在类似条件下与溴水反应,生成1-溴-1,1-二氯多氟烷,与碘在磺化钾水溶液中反应,生成1-碘-1,1-二氯多氟烷.1-溴-1,1-二氯多烷及1-碘-1,1-二氯多氟烷易对烯键加成,也可与连二亚硫酸钠在温和条件下发生亚磺化脱溴及脱碘反应.α,α-二氯二氟乙基亚磺酸钠在强酸中比较稳定,与强碱,氧化剂或还原剂发生反应,得到相应的产物.     

由(E)-β-碘代烯基砜和末端炔合成多取代的1,3-烯炔

通过(E)-b-碘代烯基砜与末端炔的Sonogashira偶联反应,以中等到良好的产率合成了磺酰基取代的1,3-烯炔。在NiCl2(PPh3)2催化下,产物与格氏试剂发生脱磺酰基偶联反应,磺酰基被进一步转化为不同的取代基。     

氟烷磺酰氟和全乙酰基保护的吡喃型半缩醛单糖的氟代反应

考察了5-氢-3-氧杂-1,1,2,2,4,4,5,5-八氟戊烷磺酰氟(HCF2CF2OCF2CF2SO2F)和全乙酰基保护的吡喃型半缩醛单糖在有机碱存在下的氟代反应.实验结果表明,氟烷基磺酰氟试剂HCF2CF2OCF2CF2SO2F能够诱导全乙酰基保护的吡喃型半缩醛单糖发生氟代反应而生成相应的氟代糖苷,得率44%～94%.该方法具有反应条件温和和后处理简便等优点,可作为一种有效的方法用于氟代糖苷的制备中.     

全氟和多氟烷基磺酸的研究——Ⅶ.含有双键的全氟与多氟烷基醚磺酰氟的合成

本文用不同方法获得含有磺酰氟基的烯烃.利用格氏反应由ω-碘-3-氧杂全氟烷磺酰氟(1)得到了γ-和ε-全氟烯基醚磺酰氟(2b和2c).1可与乙烯加成制得ICH₂CH₂(CF₂CF₂)_n+1-OCF₂CF_SO₂F(3),然后用三乙胺脱碘化氢得到相应的烯烃4.含有氟氯双键的磺酰氟6曾从CFCI₂CFCIOCF₂CF₂SO₂F(5)脱氯得到.5与Swarts试剂反应得不到CF₂CICFClOCF₂CF₂SO₂F,却得到醚键的α氯被氟化的7.β-磺酰氟基全氟乙氧基阴离子与对甲苯磺酸β-氯乙酯反应得到5-氯-4,4,5,5-四氢-3-氧杂四氟戊磺酰氟(12),它亦可由四氟乙磺内酯、氟化钾、乙烯、氯在DG中反应制得.经过氯化、脱氯,得到三氯乙烯基醚乙磺酰氟(14). 合成了含有内部双键的对称全氟和多氟醚二磺酰氟.将CFCIICF₂OCF₂CF₂SO₂F(15)在乙酐、二氯甲烷或乙酸乙酯、二氯甲烷中用锌粉偶合,得到(—CFCICF₂OCF₂CF₂SO₂F)₂(16),再脱氯制得(—CFCF₂OCF₂CF₂SO₂F)₂(17).CCI₃CF₂OCF₂CF₂SO₂F(18)在180～200℃可经铜粉进行脱卤偶合而成(—CCICF₂OCF₂CF₂SO₂F)₂(19).     

某些全氟磺酰氟化合物热裂解反应的研究

7-氢-全氟-(4-甲基-3,6-二氧杂辛基磺酰氟)(1)在氧化铝-氧化铜-氧化铁催化剂存在下发生热裂解反应。230℃左右脱去磺酰氟,生成7-氢-全氟-(4-甲基-3,6-二氧杂辛烷)(2),而没有得到脱HF的产物。在相同条件下,全氟-1,10-二氟磺酰基-3,8-二氧杂癸烷(3)热裂解生成全氟-3,8-二氧杂癸基磺酰氟(5)。在245℃以上时,还生成全氟-3,8-二氧杂癸烷(4)。对催化剂组成和裂解温度与产物得率间的关系也进行了研究。该催化剂还能使含有磺酰氟基团的全氟高分子薄膜表面部份地脱除磺酰氟。产物的结构均由红外、核磁、质谱及元素分析鉴定。     

氟烷基磺酸苯酯合成的改进

在三乙胺中,通过氟烷基磺酰氟与酚类化合物反应,可得到较高产率的氟烷基磺酸苯酯。这些酯部是新化合物。     

全氟和多氟烷基磺酸的研究 Ⅸ.5-卤-3-氧杂-全氟戊磺酰氟的化学转化

5-卤-3-氧杂-全氟戊磺酰氟(1)依次用苛性钾、浓硫酸和五氧化二磷处理可顺利地得到相应的磺酸和磺酸酐.在吡啶存在下,[I(CF_2)_2O(CF_2)_2SO_2]_2O(3)与醇反应得磺酸酯(6).1在发烟硫酸作用下,可转化成酰氟9.随着反应温度的不同,9水解为酸10和/或二元酸11.氟羰基全氟甲磺酰氟的水解也有类似现象.醇与9的酰氟基反应得羧酸酯,而不与磺酰氟基反应.但可进一步转化为磺酸酯.由9与F~-生成的全氟烷氧基阴离子-O(CF_2)_2O(CF_2)_2SO_2F与活泼的卤代烷作用得醚.还研究了5-卤-3-氧杂-全氟戊磺酰氟与三氯化铝的作用,在无水三氯化铝存在下对9进行了芳烃的Friedel-Crafts酰基化,以四氯化碳为溶剂并改变加料顺序,可提高酮的产率.     

氟烷基磺酰氟和(2S,3R)-2,3-二羟基-3-苯基丙酸甲酯的脱水环氧化反应的研究

考察了(2S,3R)-2,3-二羟基-3-苯基丙酸甲酯和几种常用的氟烷基磺酰氟试剂在有机碱存在下的脱水环氧化反应.实验结果表明,氟烷基磺酰氟能够诱导(2S,3R)-2,3-二羟基-3-苯基丙酸甲酯发生脱水环氧化反应而生成(2R,3R)-2,3-环氧-3-苯基丙酸甲酯,得率80%～92%,且产物的不对映过量(ee)值大于97%.该方法具有工业化应用前景.     

带功能基的全氟烷基乙烯基醚的研究 4: 四氟乙烯与全氟-3,6-二氧杂-4-甲基-Δ^7-辛基磺酰氟溶液共聚反应单体竞聚率的测定

本文报导了四氟乙烯与全氟-3,6-二氧杂-4-甲基-Δ^7-辛基磺酰氟溶液共聚反应单体竞聚率的测定。采用前文报导过的同一套测定竞聚率的实验装置, 在低转化率条件下进行溶液聚合, 分离得到磺酰氟型共聚产物, 经水解转成磺酸型后, 测定其交换容量值以求出共聚物的组成, 并将数据输入计算机程序, 求得TFE和PFMOS二单体的共聚竞聚率。     

资源化学研究进展*

本文总结了本课题组在资源化学领域的研究工作进展,内容涉及到天然资源化合物甾体皂甙元和非天然资源性化合物氟烷基磺酰氟的反应及其在有机合成中的应用。首先介绍了原子经济性地利用甾体皂甙元资源的策略与方法。为解决甾体皂甙元资源在工业利用过程产生的环境污染和资源浪费问题,我们发展了用30%双氧水代替铬酐氧化降解假甾体皂甙元的方法,使“百分之百”利用甾体皂甙元资源的理想成为现实。双氧水与乙酸原地产生的过氧酸直接氧化甾体皂甙元成为孕甾-16,20-二醇类化合物和4R-甲基-5羟基戊酸内酯,通过甾体皂甙元的非正常Baeyer-Villiger反应合成了甾体-16羟基-22-内酯类化合物和3R-甲基-5羟基戊酸内酯。所获甾体中间体和带甲基侧链的双官能团手性试剂被应用于部分甾体药物、昆虫信息素、香料和天然产物的合成中。另外还介绍了利用甾体皂甙元完整骨架合成目标分子的资源性化合物利用策略。本文第二部分内容介绍了氟烷基磺酰氟资源利用的策略和方式。反应共生是我们提高氟烷基磺酰氟资源利用率的新思路,基于共生反应概念,研究了邻二醇环氧化反应、烯烃环氧化反应和碳正离子重排等反应与氟烷基磺酰氟水解反应的共生反应,并且介绍了其合成应用实例。     

由三氟异丙烯基溴化镁制备羧酸

以三氟丙烯和溴为原料加成制得1,2-二溴三氟丙烷,脱溴化氢得到2-溴三氟丙烯,再在一定条件下合成2-溴三氟丙烯的格氏试剂（三氟异丙烯基溴化镁）,与CO2反应最终生成1-溴-2-三氟甲基丙酸。 用碳酸钠溶液萃取的方法得到0.8 g产品,纯度为99.6%,收率为3.6%。 对产物进行了MS、IR、1H NMR和13C NMR等表征,并分析了主要副产物1,2-二氟丙二烯和2,3-二三氟甲基-1,3-丁二烯及其与未反应的2-溴三氟丙烯间的[2+2]或[2+4]环加成反应产物。 确定以2-溴三氟丙烯为原料经格氏反应制羧酸较好的反应条件为：以THF为溶剂,1,2-二溴乙烷作引发剂,制备格氏试剂温度为30 ℃,CO2与格氏试剂反应温度为0 ℃。     

α-芳基-α-羟基酮(酯)与全氟烷基磺酰氟/甲基三乙氧基硅烷/碱体系不期望的氧化反应

研究了全氟烷基磺酰氟/甲基三乙氧基硅烷/碱体系与α-芳基-α-羟基酮(酯)化合物不期望的氧化反应,以中等到优良的收率生成了相应的1,2-二酮(α-酮酸酯)产物.所用全氟烷基磺酰氟为全氟正丁基磺酰氟或全氟正辛基磺酰氟;碱为1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU).提出了一种可能的反应机理.为制备芳基取代的1,2-二酮(或α-酮酸酯)化合物提供了一种新方法.     

高价碘试剂参与酰胺的选择性二氟氯乙基化反应研究

含氟乙基化产物在生物医药和材料领域有着广泛的应用,合成含氟乙基的化合物有着重要意义.目前对三氟乙基化合物的合成有了相关报道,但是对于如何合成二氟乙基化产物却鲜有报道.通过氯二氟高价碘试剂和酰胺进行反应,选择性生成氮-氯二氟乙基化和氧-氯二氟乙基化产物,该反应的选择性通过溶剂选择即可调控,反应高效便捷实用.     

1,1,1-三氟-2-甲基-2-丙醇合成工艺研究

以氯甲烷(2)为原料制备甲基氯化镁格氏试剂;以三氯化镓为催化剂,甲基氯化镁与1,1,1-三氟丙酮(3)反应,经水解制得1,1,1-三氟-2-甲基-2-丙醇(1).产物结构经1 H-NMR、13 C-NMR、19 F-NMR及MS表征;通过单因素、正交实验和放大重复性实验确定了最佳反应条件:溶剂为正丁醚、格氏试剂浓度3 ...     

具有酰胺键的离子负载双(三氟乙酰氧基)碘苯对乙酰苯胺类化合物的乙酰氧基化反应

以氯乙酰氯、N-乙基对碘苯胺为原料,经酰化反应合成了N-乙基-N-(4-碘苯基)氯乙酰胺,接着与1-甲基咪唑反应,随后在水溶液中和四氟硼酸钠发生阴离子交换,合成了四氟硼酸1-甲基-3-(N-乙基-4-碘苯氨基甲酰甲基)咪唑鎓盐,该四氟硼酸盐在过氧化氢/三氟乙酸酐体系中氧化得到一种新的离子负载的双(三氟乙酰氧基)碘苯试剂四氟硼酸(1-甲基-3-{N-乙基-4-[双(三氟乙酰氧基)碘]苯氨基甲酰甲基}咪唑鎓盐)。所合成的碘苯试剂没有吸湿性,在空气中长期放置不变质。以这种新试剂为氧化剂,室温下乙酰苯胺及其衍生物与乙酸区域选择性地发生乙酰氧基化反应,产率较高。该离子负载型碘苯试剂可回收后再生,而再生试剂用于乙酰氧基化反应时活性几乎保持不变。     

5-三氟甲基胡椒醛的合成研究

以香草醛为起始原料,经碘代、脱甲基、亚甲基醚化、三氟甲基化反应以较高收率合成了5-三氟甲基胡椒醛,产物结构经过了1H NMR,13C NMR,19F NMR和HRMS的确证.重点研究了三氟甲基化反应,考察了不同三氟甲基化试剂、溶剂、催化剂用量、反应温度以及反应时间对三氟甲基化反应收率的影响,确定了最佳反应条件.随后,该方法成功运用于3,4位不同取代的5-碘苯甲醛的三氟甲基化反应,制得了三种5-三氟甲基胡椒醛的衍生物.     

α-芳基-α-羟基酮(酯)与全氟烷基磺酰氟/甲基三乙氧基硅烷/碱体系不期望的氧化反应

研究了全氟烷基磺酰氟/甲基三乙氧基硅烷/碱体系与α-芳基-α-羟基酮(酯)化合物不期望的氧化反应, 以中等到优良的收率生成了相应的1,2-二酮(α-酮酸酯)产物. 所用全氟烷基磺酰氟为全氟正丁基磺酰氟或全氟正辛基磺酰氟; 碱为1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU). 提出了一种可能的反应机理. 为制备芳基取代的1,2-二酮(或α-酮酸酯)化合物提供了一种新方法.