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全氟和多氟烷基磺酸的研究 IV. 3-氧杂多氟烷烃磺酸酯的合成及其硫-氧和碳-氧键的断裂

日期:2021-09-06

摘要:以3-氧杂多氟烷贬磺酞氟XOCF2CF2SO2F为原料,在二氯甲烷中于-20~-30℃与三乙胺、含氟醇或苯酚反应得到一系列氧杂多氟磺酸酯XOCF2CF2SO2R(1a~1g),产率52~92%,影响产率的主要因素是反应温度,而不是碱用量。亲核试剂与这些磺酸酯作用,主要引起酯基的C-O断裂。如1a或1c与I-,-CNS和R1R2NH反应得HCF2CF2CH2Y(Y=I, CNS, R1R2N),与HCF2CF2CH2O-得对称醚(HCF2CF2CH2)2O。与前人不同的是C2H5O-,CH3OCH2CH2O-和C6H5O-对1a或1c都以C-O断裂为主,而1f与HCF2CF2CH2O-的反应似乎是发生了S-O断裂,首次研究了氟碳烷氧基阴离子RFCF2O-[FO2SCF2CF2O-, (CF3)2CFO-, n-C3F7OCF(CF3)CF2O-, FO2SCF2CF2OCF2CF2O-, Cl(CF2)5CF2O-]对1a和1c的亲核取代,所得产物的结构与RFCF2O+F-↔RFCF2O-平衡中RFCF2O-的生成和溶解度有关。在HMPA中为均相反应,产物以RFCF2OCH2CF2CF2H为主;在DMSO中反应液和固体不互溶,羧酸酯为主要产物;若以DMF为溶剂,则可以是酯亦可以是醚;以DG为溶剂时,虽然混合液体互不相溶,但仍以C-O断裂为主。可能的解释是在高介电常数的非质子性溶剂中(如DMSO, DMF),溶剂参与了反应,促使磺酸酯发生S-O断裂,生成的-OCH2R’与酰氟作用而得酯。由于DG的低介电常数,亲核试剂仍以引起C-O断裂为主而得醚。当无氟化钾时,1a或1c在DG中并不与RFCOF反应,但在DMSO,DMF,HMPA中却得到酯,也符合无溶剂效应的假设,即溶剂参与反应促使磺酸酯发生S-O断裂,生成的HCF2CF2CH2O-再与酰氟发生酯化。全氟α-正丙氧基丙酸钠在DMSO,DMF,DG中或其酸在DMSO中亦均能与1a成酯。估计其机理不同于以RFCOF为原料者,前者是简单的亲核取代,后者可能是溶剂参与了反应,因为全氟羧酸酰氟与氟化钾在DMSO作用下,得不到相应的羧酸阴离子。

作者:陈庆云、朱蓉仙、李宗珍、王珊娣、黄维垣

来源(出处):化学学报 1982, 40(4):337-352.

发表日期: 1982年

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全氟和多氟烷基磺酸的研究 IV. 3-氧杂多氟烷烃磺酸酯的合成及其硫-氧和碳-氧键的断裂

日期:2021-09-06

摘要:以3-氧杂多氟烷贬磺酞氟XOCF2CF2SO2F为原料,在二氯甲烷中于-20~-30℃与三乙胺、含氟醇或苯酚反应得到一系列氧杂多氟磺酸酯XOCF2CF2SO2R(1a~1g),产率52~92%,影响产率的主要因素是反应温度,而不是碱用量。亲核试剂与这些磺酸酯作用,主要引起酯基的C-O断裂。如1a或1c与I-,-CNS和R1R2NH反应得HCF2CF2CH2Y(Y=I, CNS, R1R2N),与HCF2CF2CH2O-得对称醚(HCF2CF2CH2)2O。与前人不同的是C2H5O-,CH3OCH2CH2O-和C6H5O-对1a或1c都以C-O断裂为主,而1f与HCF2CF2CH2O-的反应似乎是发生了S-O断裂,首次研究了氟碳烷氧基阴离子RFCF2O-[FO2SCF2CF2O-, (CF3)2CFO-, n-C3F7OCF(CF3)CF2O-, FO2SCF2CF2OCF2CF2O-, Cl(CF2)5CF2O-]对1a和1c的亲核取代,所得产物的结构与RFCF2O+F-↔RFCF2O-平衡中RFCF2O-的生成和溶解度有关。在HMPA中为均相反应,产物以RFCF2OCH2CF2CF2H为主;在DMSO中反应液和固体不互溶,羧酸酯为主要产物;若以DMF为溶剂,则可以是酯亦可以是醚;以DG为溶剂时,虽然混合液体互不相溶,但仍以C-O断裂为主。可能的解释是在高介电常数的非质子性溶剂中(如DMSO, DMF),溶剂参与了反应,促使磺酸酯发生S-O断裂,生成的-OCH2R’与酰氟作用而得酯。由于DG的低介电常数,亲核试剂仍以引起C-O断裂为主而得醚。当无氟化钾时,1a或1c在DG中并不与RFCOF反应,但在DMSO,DMF,HMPA中却得到酯,也符合无溶剂效应的假设,即溶剂参与反应促使磺酸酯发生S-O断裂,生成的HCF2CF2CH2O-再与酰氟发生酯化。全氟α-正丙氧基丙酸钠在DMSO,DMF,DG中或其酸在DMSO中亦均能与1a成酯。估计其机理不同于以RFCOF为原料者,前者是简单的亲核取代,后者可能是溶剂参与了反应,因为全氟羧酸酰氟与氟化钾在DMSO作用下,得不到相应的羧酸阴离子。

作者:陈庆云、朱蓉仙、李宗珍、王珊娣、黄维垣

来源(出处):化学学报 1982, 40(4):337-352.

发表日期: 1982年