Trifluorură dietilaminosulfur, în mod obișnuit prescurtat ca DAST, CAS 38078-09-0, Formula moleculară C4H10F3NS, este un lichid galben maro. Solubil în majoritatea solvenților organici non-polari, utilizați de obicei pentru CH2CL2, CCC3 și CCL4. Este un reactiv fluorinat pe scară largă în sintetiza organică. Aparține familiei de trifluor (dialchilamino) sulf. DAST este un reactiv cu fluor nucleofil care poate transforma compușii hidroxil în compuși monofluorinați și aldehide și cetone în compuși difluorinați, dar este ineficient împotriva grupurilor carbonililor de acizi carboxilici și derivații lor.
|
Formula chimică |
C4H10F3NS |
|
Liturghie exactă |
161 |
|
Greutate moleculară |
161 |
|
m/z |
161 (100.0%), 163 (4.5%), 162 (4.3%) |
|
Analiza elementară |
C, 29.81; H, 6.25; F, 35.36; N, 8.69; S, 19.89 |
|
|
|
N- (trimetilsilil) dietilamina a fost scăzută încet în lichidul răcit excesiv SF4. După reacție, s-au eliminat SF4 și produsul secundar TMSF, iar trifluorura de sulf dietilamino cu puritate ridicată a fost obținută fără distilare în vid. Tehnologia existentă de mai sus este sinteza de laborator a DAST, care necesită o puritate ridicată și o producție scăzută, în timp ce producția industrială pe scară largă nu necesită puritate ridicată, dar necesită o producție ridicată (producție peste nivel de kilogram), astfel încât această metodă nu poate fi utilizată pentru producția pe scară largă de DAST.
Utilizare 1:Trifluorură dietilaminosulfur(DAST), ca reactiv eficient de fluorină nucleofilă, este ușor de obținut și, datorită proprietăților sale unice în activarea hidroxilului, carbonilului și a altor aspecte, este utilizat pe scară largă în reacțiile chimice organice.
Utilizare 2: Fluorurile organice au aplicații largi în biomedicină.
Utilizarea 3: Trifluorura de sulf de dietilamino (DAST) este utilizată ca agent de fluorare și agent de fluorare a medicamentelor anticancerigene. De exemplu, reacționează cu alcoolul pentru a obține fluoroalkane corespunzătoare; Reacție cu clorură de acil pentru a obține fluorura de acil corespunzătoare; Reacționează cu aldehidă sau cetonă pentru a obține difluorură gemene; Cu sulfoxid - fluorosulfură este oxidat cu acid perclorobenzoic pentru a obține - fluorosulfoxid.
Reacție de clorare: DAST poate transforma alcoolii primari în fluoruri corespunzătoare în condiții foarte ușoare. De obicei, alimentați la - 78OC pentru a inhiba procesul exotermic inițial, apoi lăsați reacția să se ridice automat la temperatura camerei pentru un moment (ecuația 1). Deși reacția secundară de alcool este, de asemenea, alimentată la - 78OC, pentru a promova reacția, în general, trebuie să fie încălzită sau refluxată în CH2CL2 pentru o lungă perioadă de timp (Formula 2, Formula 3). În cele mai multe cazuri, randamentul produselor fluorinate este la un nivel mediu, dar reacția are o selectivitate chimică ridicată, care este potrivită pentru fluorinarea selectivă a moleculelor multifuncționale. În aproape aceleași condiții ca fluorinarea alcoolilor, DAST poate converti aldehidele și cetonele în fluoruri corespunzătoare. În schimb, temperatura lor de reacție este mai mare decât cea a alcoolului; Condițiile de reacție ale aldehidelor sunt mai ușoare decât cetonele. De exemplu, aldehidele pot fi tratate cu DAST la temperatura scăzută sau la temperatura camerei pentru a obține fluoruri corespunzătoare (Formula 4, Formula 5). Cu toate acestea, cetonele trebuie să fie încălzite cu DAST mult timp pentru a produce difluorură corespunzătoare (Formula 6).
Trifluorură de sulf de dietilamină (DAST), cu formula chimică C4H10F3NS, este un reactiv fluorinatic utilizat frecvent care joacă un rol important în diverse domenii, cum ar fi sintetiza organică, cercetarea farmaceutică și dezvoltarea materialelor.
1,
Reacție de fluor
Fluorură hidroxil cu alcool
DAST poate transforma grupările hidroxil de alcool în compuși fluoruși corespunzători. În sinteza organică, compușii alcoolici sunt mai frecvenți. Prin efectul de fluorare al DAST, atomii de fluor pot fi introduși în moleculă, schimbându -și astfel proprietățile fizice și chimice. De exemplu, în sinteza de droguri, introducerea atomilor de fluor în intermediari de alcool poate spori activitatea medicamentului, stabilitatea metabolică sau poate modifica proprietățile farmacocinetice. Mecanismul de reacție este acela că DAST formează mai întâi o stare intermediară cu grupa hidroxil de alcool și generează o moleculă de fluor de hidrogen. Apoi, anionul de fluorură atacă nucleofil atomul de carbon hidroxil prin SN1 sau SN2, generând un compus monofluorinat. Alcoolii grași și aromatici primari, secundari și terțiari pot fi transformați eficient în compuși de fluor corespunzători. Reacția folosește de obicei solvenți precum diclorometan și monofluorotrichlorometan, iar substituția grupărilor hidroxil este de obicei efectuată la temperaturi mai scăzute (cum ar fi -78 grade).
Fluorinarea aldehidelor și a cetonelor
Trifluorură dietilaminosulfurpoate converti aldehide și cetone în compuși difluoro. Aldehidele și cetonele sunt grupuri funcționale importante în sinteza organică, iar transformarea lor în compuși difluoro poate sintetiza moleculele organice cu proprietăți speciale.
Acești compuși difluoro pot avea aplicații potențiale în domenii precum știința materialelor și dezvoltarea medicamentelor. De exemplu, introducerea grupurilor funcționale difluoro poate regla structura electronică și configurația spațială a moleculelor atunci când sintetizează materialele cu proprietăți optice sau electrice specifice. În reacție, substituția grupurilor carbonilice este în general efectuată la 0 grad -40 grad.
Fluorinarea altor grupuri funcționale
DAST poate reacționa, de asemenea, cu cloruri de acil pentru a obține fluorurile de acil corespunzătoare, reacționează cu sulfoxizii pentru a obține - fluorotioethers, apoi se oxidează cu acid clorobenzoic pentru a obține - fluorosulfoxizi. Aceste produse fluorurate pot servi ca intermediari importanți ai sintetizei organice pentru construirea de molecule organice mai complexe. De exemplu, fluorura acilului poate participa în continuare la reacții de amidare pentru a sintetiza diverși compuși amidă; Fluorotioethers alfa și fluorosulfoxizi alfa pot fi utilizate pentru a sintetiza compușii care conțin fluor care conțin sulf cu o activitate biologică specială.
Sinteza intermediarilor de droguri
DAST poate servi ca un intermediar important în sinteza de droguri. În procesul de dezvoltare a medicamentelor, este necesar să se sintetizeze diverși intermediari cu structuri și activități specifice, apoi să construim molecule de medicamente țintă prin reacții suplimentare. DAST poate oferi o cale eficientă pentru sintetizația intermediarelor de droguri prin fluorinarea, substituția și alte reacții ale acesteia. De exemplu, în sinteza anumitor medicamente anti-cancer și antivirale, DAST poate introduce atomi de fluor sau poate construi grupuri funcționale specifice pentru a sintetiza intermediarii medicamentului cu activitatea biologică potențială. Acești intermediari pot fi optimizați în continuare pentru structură și ecranizați pentru activitate, ducând în cele din urmă la dezvoltarea de medicamente cu o bună eficacitate și siguranță.
Medicamente anticancerigene fluorurate
DAST este utilizat ca agent de fluorinare pentru medicamentele anticancerigene. În dezvoltarea medicamentelor anticancerigene, introducerea atomilor de fluor în molecule de medicamente poate modifica proprietățile fizico -chimice, căile metabolice și activitatea biologică a medicamentelor. Introducerea atomilor de fluor poate spori afinitatea de legare între medicamente și ținte, îmbunătăți stabilitatea medicamentelor și selectivitatea și, astfel, să îmbunătățească activitatea anti-cancer a medicamentelor. De exemplu, anumite medicamente anticanceroase care conțin fluor au arătat o eficacitate mai bună și o toxicitate mai mică în studiile clinice. DAST poate introduce eficient atomii de fluor în molecule de medicamente anti-cancer, oferind un instrument puternic pentru dezvoltarea de medicamente anti-cancer.
Sinteza materialelor optoelectronice
Structura moleculară a DAST are proprietăți optice și electrice speciale, ceea ce o face pe scară largă în domeniul materialelor optoelectronice. Materialele optoelectronice organice cu proprietăți optice și electrice specifice pot fi sintetizate prin reacții de sinteză organică care implică DAST. De exemplu, pot fi sintetizate molecule organice cu fluorescență, electroluminescență sau proprietăți optice neliniare, care pot fi utilizate pentru a pregăti dispozitive optoelectronice, cum ar fi diode organice de lumină (OLED), celule solare organice și întrerupătoare optice. În dispozitivele OLED, moleculele organice fluorurate cu structuri specifice pot fi utilizate ca materiale luminiscente sau materiale de transport de încărcare pentru a îmbunătăți eficiența luminoasă a dispozitivului, luminozitatea și stabilitatea.
Modificare funcțională a materialului
DAST poate fi, de asemenea, utilizat pentru a modifica materialele funcționale existente. Prin introducerea atomilor de fluor sau a grupărilor funcționale care conțin fluor în suprafață sau structura moleculară a materialelor funcționale, proprietățile de suprafață, hidrofilicitate, hidrofobicitate, stabilitate chimică și alte proprietăți ale materialelor pot fi modificate. De exemplu, în modificarea materialelor polimerice, introducerea atomilor de fluor poate îmbunătăți rezistența la coroziune chimică, rezistența la intemperii și energia de suprafață scăzută a polimerului, ceea ce face ca materialul polimeric să aibă proprietăți mai bune de auto-curățare și anti-adeziune. Aceste materiale funcționale modificate au perspective largi de aplicare în câmpuri precum aerospațial, fabricarea auto și ambalajele electronice.
Sinteza pesticidelor
În sintetizația de pesticide, DAST poate fi utilizat pentru a sintetiza pesticidele fluorurate cu o activitate biologică specială. Introducerea atomilor de fluor poate modifica structura moleculelor de pesticide, să -și îmbunătățească activitatea împotriva dăunătorilor, agenților patogeni etc., reducând în același timp toxicitatea lor la organismele care nu sunt țintă. De exemplu, anumite insecticide și fungicide care conțin fluor au arătat efecte de control mai bune și niveluri mai scăzute de reziduuri în producția agricolă, ceea ce are o semnificație deosebită pentru protecția mediului și calitatea și siguranța produselor agricole. DAST oferă un mijloc chimic eficient pentru sintetizarea acestor noi pesticide fluorurate.
Cercetare academică
DAST este un reactiv important în cercetarea academică. Cercetătorii pot utiliza diferitele caracteristici de reacție ale DAST pentru a efectua cercetări asupra metodologiei sintetice organice și pentru a explora noi căi și mecanisme de reacție. Studiind reacția DAST, putem obține o înțelegere mai profundă a reactivității și selectivității moleculelor organice, oferind o bază teoretică pentru dezvoltarea chimiei organice. Între timp,Trifluorură dietilaminosulfurPoate fi, de asemenea, utilizat pentru a sintetiza moleculele organice cu structuri și proprietăți speciale, oferind probe și compuși model pentru cercetare în discipline precum chimie fizică și biochimie.
Trifluorură dietilaminosulfureste un reactiv important de fluor nucleofil. Funcția sa de bază este de a transforma grupuri funcționale, cum ar fi hidroxil și carbonil în derivați fluoruși prin reacții selective de fluorinare și este utilizată pe scară largă în domeniile medicinei, pesticidelor și științei materialelor. Următoarele vor fi explicate din patru aspecte: tipul de reacție, condițiile de funcționare, câmpurile de aplicare și reglementările de siguranță.
Tipuri tipice de reacție și condiții de funcționare
Fluorinarea alcoolilor
DAST poate transforma alcoolii primari și secundari în monofluoruri, iar condițiile de reacție variază în funcție de tipul de alcool:
Alcoolii primari:Reactanții sunt adăugați la -78 grad pentru a suprima reacția exotermică inițială, iar apoi temperatura este ridicată la temperatura camerei pentru a finaliza reacția. De exemplu, transformarea n-butanolului în 1-fluorobutan, randamentul poate ajunge la 75% -85% atunci când reactanții sunt adăugați la temperaturi scăzute.
Alcoolici secundari:Reactanții trebuie să fie adăugați la -78 grad, apoi refluxat în diclorometan sau încălzit la 40-60 grade pentru a promova reacția. De exemplu, fluorinarea ciclohexanolului necesită reflux pentru 6 ore, cu un randament de aproximativ 60%-70%.
Punct cheie:Controlul temperaturii poate reduce riscul de racemizare și este potrivit pentru sinteza moleculelor chirale.
Dihidrofluorinarea aldehidelor și cetonelor
DAST transformă aldehidele și cetonele în dihalide, iar temperatura de reacție este legată de activitatea substratului:
Aldehidă:Reacția poate fi finalizată la temperatură scăzută (0 grad la temperatura camerei). De exemplu, tratarea benzaldehidă cu DAST produce benzodifluorometil cetonă cu un randament de 90%.
Cetone:Trebuie încălzit la 50-80 grade sau timpul de reacție trebuie extins. De exemplu, fluorinarea ciclohexanonei necesită o reacție la 50 de grade timp de 12 ore, cu un randament de aproximativ 70%.
Punct cheie:Cetonele au o reactivitate mai mică decât aldehidele, iar temperatura și timpul de reacție trebuie optimizate.
Aminarea derivatelor de acid carboxilic
Cercetări recente au dezvoltat o strategie de sinteză mediată de DAST pentru formarea amidelor fără bază:
Condiții:În diclorometan, reactanții cu o cantitate egală molară de acid carboxilic, amină și DAST sunt reacționați la temperatura camerei.
Avantaje:Aplicabilă fluorinării acizilor carboxilici alifatici/arilului și aminelor primare, secundare și cu deficiență de electroni, aplicate cu succes la modificarea tardivă a medicamentelor comerciale, cum ar fi leflunomida și ilicizina.
Caz:Acilamidele sunt formate din acizi grași și anilină sub cataliză DAST, cu un randament de 85%-90%și nu este necesară o separare intermediară.
Zone de aplicare și exemple
Sinteză intermediară farmaceutică
DAST este un instrument sintetic cheie pentru medicamente fluorate:
Antidepresive: Fluorinarea lanțului lateral a fluoxetinei (PROZAC) se bazează pe DAST, introducând atomi de fluor prin fluorinarea alcoolilor pentru a îmbunătăți solubilitatea lipidică și penetrarea barierei sânge-creier a medicamentului.
Medicamente antivirale: DAST este utilizat pentru dihidrofluorinarea cetonelor în sinteza lopinavirului, sporind stabilitatea moleculei.
Modificarea componentelor active ale pesticidelor
Introducerea atomilor de fluor poate îmbunătăți semnificativ activitatea biologică a pesticidelor:
Erbicide: Înlocuirea grupului hidroxil al erbicidelor de acid fenoxiacetic cu fluor poate reduce rata de degradare în sol și poate prelungi eficacitatea.
Insecticide: Fluorinarea mediată de DAST a aldehidelor și cetonelor poate genera piretroide fluorinate, crescând toxicitatea la sistemul nervos insecte cu 30%-50%.
Funcționalizarea în știința materialelor
DAST este utilizat pentru prepararea materialelor funcționale fluorurate:
Materiale de cristal lichid: prin fluorinerea derivatelor de ciclohexan, temperatura de tranziție de fază și anisotropia dielectrică a cristalelor lichide pot fi reglementate.
Surfactanți: Introducerea lanțurilor alchil fluorurate poate reduce tensiunea de suprafață și poate îmbunătăți proprietățile de umectare.
Proceduri de funcționare de siguranță și cerințe de depozitare
Controlul siguranței reacției
Cerințe de ventilație: Toate operațiunile ar trebui să fie efectuate într-o capotă de fum pentru a evita inhalarea vaporilor DAST (punctul de fierbere 30-32 grade).
Controlul temperaturii: Fluorinarea alcoolilor necesită utilizarea unei băi la temperaturi scăzute (-78 grade) pentru a preveni scăparea reacției de sub control.
Selecția solventului: utilizați în mod preferențial solvenți non-polari, cum ar fi diclorometan și cloroform, evitând amestecarea cu apă sau alcooli.
Echipament de protecție personală
Îmbrăcăminte de protecție: purtați paltoane de laborator rezistente la substanțe chimice, mănuși (cauciuc nitril sau alcool polivinilic) și ochelari de protecție.
Protecție respiratorie: Purtați un recipient de filtru de vapori organici atunci când ventilația este insuficientă.
Depozitare și eliminare a deșeurilor
Condiții de depozitare: depozitați sigilat într-un mediu de 2-8 grade, umplut cu argon pentru a preveni oxidarea și ținut departe de surse de căldură și surse de incendiu.
Eliminarea deșeurilor: lichidul de deșeuri DAST trebuie să fie neutralizat cu o soluție alcalină și încredințat unei instituții profesionale pentru manipulare și nu trebuie descărcată direct.
Direcții de dezvoltare viitoare
Procesul chimic verde
Dezvoltați sisteme cu toxicitate scăzută și fluorinăre reciclabilă, cum ar fi reacția catalitică DAST în lichidele ionice, pentru a reduce utilizarea solventului și generarea de deșeuri.
Noi dezvoltare de reacție
Explorați reacțiile DAST în condiții fotocatalitice sau electrochimice pentru a -și extinde domeniul de aplicare la sinteza complexă a moleculelor.
Tehnologie de scară industrială
Optimizați proiectarea reactoarelor cu flux continuu pentru a spori eficiența și siguranța reacțiilor DAST la producția pe scară largă.
Tag-uri populare: Dietilaminosulfur trifluoride CAS 38078-09-0, furnizori, producători, fabrică, en-gros, cumpărare, preț, vrac, de vânzare