Dietilaminosulfur trifluorid, običajno skrajšana kot DAST, CAS 38078-09-0, molekularna formula C4H10F3NS, je rjavkasto rumena tekočina. Topno v večini nepolarnih organskih topil, ki se običajno uporabljajo za CH2CL2, CHCL3 in CCL4. Je široko uporabljen fluorirajoči reagent pri organski sinteti. Pripada (Dialkilamino) družini žveplovega trifluorida. DAST je nukleofilni fluorirajoči reagent, ki lahko pretvori hidroksilne spojine v monofluorirane spojine in aldehide in ketone v difluorirane spojine, vendar je neučinkovit proti karbonilnim skupinam karboksilnih kislin in njihovih derivacij.
|
Kemična formula |
C4H10F3NS |
|
Natančna masa |
161 |
|
Molekularna teža |
161 |
|
m/z |
161 (100.0%), 163 (4.5%), 162 (4.3%) |
|
Elementarna analiza |
C, 29.81; H, 6.25; F, 35.36; N, 8.69; S, 19.89 |
|
|
|
N- (trimetilsilil) dietilamin smo počasi spustili v pretirano ohlajeno tekočino SF4. Po reakciji smo odstranili preostali SF4 in stranski proizvod TMSF in brez vakuumske destilacije dobili dietilamino žveplov trifluorid z visoko čistostjo. Zgornja obstoječa tehnologija je laboratorijska sinteza DAST, ki zahteva visoko čistost in nizko proizvodnjo, medtem ko obsežna industrijska proizvodnja ne potrebuje visoke čistosti, ampak zahteva visoko proizvodnjo (proizvodnja nad nivojem kilograma), zato te metode ni mogoče uporabiti za obsežno proizvodnjo DAST.
Uporaba 1:Dietilaminosulfur trifluorid(DAST) je kot učinkovit nukleofilni reagent fluoriranja enostavno pridobiti in zaradi svojih edinstvenih lastnosti pri aktiviranju hidroksilnih, karbonilnih in drugih vidikov se pogosto uporablja v organskih kemičnih reakcijah.
Uporaba 2: Organski fluoridi imajo široko uporabo biomedicine.
Uporaba 3: Dietilamino žveplov trifluorid (DAST) se uporablja kot fluorirajoča sredstva in fluorirajoče sredstvo proti raku. Na primer, reagira z alkoholom, da dobi ustrezne fluoroalkane; Reakcija z acil kloridom, da dobimo ustrezen acil fluorid; Reagira z aldehidom ali ketonom, da dobi dvojni difluorid; S sulfoksidom - fluorosulfid oksidiramo s perklorobenzojsko kislino, da dobimo - fluorosulfoksid.
Reakcija kloriranja: DAST lahko v zelo blagih pogojih pretvori primarne alkohole v ustrezne fluoride. Običajno se dovajajte na - 78oc, da zavirate začetni eksotermični postopek, nato pa pustite, da se reakcija za trenutek samodejno dvigne na sobno temperaturo (enačba 1). Čeprav se sekundarna reakcija alkohola hrani tudi pri - 78oc, za spodbujanje reakcije ga je treba na splošno segreti ali refluksirati v CH2CL2 dlje časa (formula 2, formula 3). V večini primerov je izkoristek fluoriranih izdelkov na srednji ravni, vendar ima reakcija visoko kemično selektivnost, ki je primerna za selektivno fluoriranje večfunkcijskih molekul. V skoraj enakih pogojih kot fluoriranje alkoholov lahko DAST pretvori aldehide in ketone v ustrezne fluoride. V nasprotju s tem je njihova reakcijska temperatura višja kot pri alkoholu; Reakcijski pogoji aldehidov so blažji od ketonov. Na primer, aldehide lahko obdelamo z DAST pri nizki temperaturi ali sobni temperaturi, da dobimo ustrezne fluoride (formula 4, formula 5). Vendar je treba ketone že dolgo segreti z DAST, da ustvarijo ustrezen difluorid (formula 6).
Dietilaminski žveplov trifluorid (DAST) s kemijsko formulo C4H10F3NS je pogosto uporabljen fluorirajoči reagent, ki ima pomembno vlogo na različnih področjih, kot so organska sinteza, farmacevtske raziskave in razvoj materialov.
1,
Reakcija fluoriranja
Alkoholni hidroksilni fluorid
DAST lahko pretvori alkoholne hidroksilne skupine v ustrezne fluorirane spojine. Pri organski sinteti so alkoholne spojine pogostejše. Z učinkom fluoriranja DAST lahko v molekulo vnesemo fluorirane atome in s tem spremenimo njegove fizikalne in kemijske lastnosti. Na primer, pri sintezi zdravil lahko uvedba atomov fluora v alkoholne intermediate poveča aktivnost zdravil, presnovno stabilnost ali spremeni njene farmakokinetične lastnosti. Reakcijski mehanizem je, da DAST najprej tvori vmesno stanje z alkoholno hidroksilno skupino in ustvari molekulo vodikovega fluorida. Nato fluorid anion nukleofilno napade atom hidroksilnega ogljika skozi SN1 ali SN2, kar ustvari monofluorirano spojino. Maščobni in aromatični primarni, sekundarni in terciarni alkoholi se lahko učinkovito pretvorijo v ustrezne fluorirane spojine. Reakcija običajno uporablja topila, kot sta diklorometan in monofluorotriklorometan, nadomeščanje hidroksilnih skupin pa se običajno izvaja pri nižjih temperaturah (na primer -78 stopinj).
Fluoriranje aldehidov in ketonov
Dietilaminosulfur trifluoridlahko pretvori aldehide in ketone v difluoro spojine. Aldehidi in ketoni so pomembne funkcionalne skupine v organski sintezi, in njihovo pretvorbo v difluoro spojine lahko sintetizira organske molekule s posebnimi lastnostmi.
Te difluoro spojine imajo lahko potencialne uporabe na področjih, kot so znanost o materialih in razvoj drog. Na primer, uvedba difluoro funkcionalnih skupin lahko uravnava elektronsko strukturo in prostorsko konfiguracijo molekul pri sintetiziranju materialov s specifičnimi optičnimi ali električnimi lastnostmi. V reakciji se nadomeščanje karbonilnih skupin običajno izvaja pri 0 stopinj -40 stopinj.
Fluoriranje drugih funkcionalnih skupin
DAST lahko reagira tudi z acilnimi kloridi, da dobimo ustrezne acil fluoride, reagiramo s sulfoksidi, da dobimo - fluorotiote, nato pa oksidirate s klorobenzojsko kislino, da dobimo - fluorosulfokside. Ti fluorirani proizvodi lahko služijo kot pomembni vmesniki pri organski sintezi za gradnjo bolj zapletenih organskih molekul. Na primer, lahko acil fluorid še dodatno sodeluje pri amidacijskih reakcijah na sintezo različnih amidnih spojin; Alpha fluorotioeters in alfa fluorosulfoksidi se lahko uporabijo za sintezo spojin, ki vsebujejo fluor, ki vsebujejo žveplo, s posebno biološko aktivnostjo.
Sinteza vmesnih zdravil
DAST lahko služi kot pomemben vmesnik pri sintezi zdravil. V procesu razvoja zdravil je treba sintetizirati različne intermediate s specifičnimi strukturami in aktivnostmi ter nato skozi nadaljnje reakcije konstruirati ciljne molekule zdravil. DAST lahko zagotovi učinkovito pot sinteze vmesnih zdravil s svojo fluoriranjem, substitucijo in drugimi reakcijami. Na primer, pri sintezi nekaterih proti rakavih in protivirusnih zdravilih lahko DAST uvede atome fluora ali konstruira posebne funkcionalne skupine za sintezo vmesnih zdravil s potencialno biološko aktivnostjo. Te vmesne snovi je mogoče nadalje optimizirati za strukturo in jih pregledati za aktivnost, kar na koncu vodi do razvoja zdravil z dobro učinkovitostjo in varnostjo.
Fluorirana zdravila proti raku
DAST se uporablja kot fluorirajoče sredstvo za zdravila proti raku. Pri razvoju zdravil proti raku lahko uvedba atomov fluora v molekule zdravil spremeni fizikalno -kemijske lastnosti, presnovne poti in biološko aktivnost zdravil. Uvedba atomov fluora lahko poveča afiniteto med zdravili in cilji, izboljša stabilnost zdravil in selektivnost ter tako poveča aktivnost zdravil proti raku. Na primer, nekatera zdravila, ki vsebujejo fluor, so v kliničnih preskušanjih pokazala boljšo učinkovitost in nižjo toksičnost. DAST lahko učinkovito uvede atome fluora v molekule zdravil proti raku, kar zagotavlja močno orodje za razvoj zdravil proti raku.
Sinteza optoelektronskih materialov
Molekularna struktura DAST ima posebne optične in električne lastnosti, zaradi česar je široko uporabna na področju optoelektronskih materialov. Organske optoelektronske materiale s specifičnimi optičnimi in električnimi lastnostmi je mogoče sintetizirati z organskimi reakcijami sinteze, ki vključujejo DAST. Na primer, organske molekule s fluorescenco, elektroluminiscenco ali nelinearnimi optičnimi lastnostmi je mogoče sintetizirati, ki jih lahko uporabimo za pripravo optoelektronskih naprav, kot so organske svetlobne diode (OLED), organske sončne celice in optična stikala. V napravah OLED se lahko fluorirane organske molekule s specifičnimi strukturami uporabijo kot svetilke ali materiale za prevoz naboja za izboljšanje svetlobne učinkovitosti, svetlosti in stabilnosti naprave.
Sprememba funkcionalnega materiala
DAST se lahko uporablja tudi za spreminjanje obstoječih funkcionalnih materialov. Z uvedbo atomov fluora ali funkcionalnih skupin, ki vsebujejo fluor, v površinsko ali molekularno strukturo funkcionalnih materialov, površinske lastnosti, hidrofilnost, hidrofobnost, kemično stabilnost in druge lastnosti materialov. Na primer, pri spreminjanju polimernih materialov lahko uvedba atomov fluora izboljša kemično korozijsko odpornost, vremensko odpornost in nizko površinsko energijo polimera, zaradi česar ima polimerni material boljši samočistilni in proti adhezijski lastnosti. Ti spremenjeni funkcionalni materiali imajo široke možnosti uporabe na področjih, kot so vesoljska, avtomobilska proizvodnja in elektronska embalaža.
Sinteza pesticidov
Pri sintezi pesticidov lahko DAST uporabimo za sintezo fluoriranih pesticidov s posebno biološko aktivnostjo. Uvedba atomov fluora lahko spremeni strukturo molekul pesticidov, poveča njihovo aktivnost proti škodljivcem, patogenom itd. Na primer, nekateri insekticidi in fungicidi, ki vsebujejo fluor, so pokazali boljše kontrolne učinke in nižje ravni ostankov v kmetijski proizvodnji, kar je velik pomen za varstvo okolja in kakovost in varnost kmetijskih izdelkov. DAST zagotavlja učinkovito kemično sredstvo za sintezo teh novih fluoriranih pesticidov.
Akademske raziskave
DAST je pomemben reagent v akademskih raziskavah. Raziskovalci lahko uporabijo različne reakcijske značilnosti DAST za izvajanje raziskav metodologije organske sinteze in raziskujejo nove reakcijske poti in mehanizme. S preučevanjem reakcije DAST lahko pridobimo globlje razumevanje reaktivnosti in selektivnosti organskih molekul, kar zagotavlja teoretično podlago za razvoj organske kemije. Medtem,Dietilaminosulfur trifluoridLahko se uporablja tudi za sintezo organskih molekul s posebnimi strukturami in lastnostmi, pri čemer zagotavlja vzorce in modelne spojine za raziskave v disciplinah, kot sta fizikalna kemija in biokemija.
Dietilaminosulfur trifluoridje pomemben nukleofilni fluorirajoči reagent. Njegova temeljna funkcija je pretvorba funkcionalnih skupin, kot sta hidroksil in karbonil v fluorirane derivate s selektivnimi reakcijami fluoriranja, in se pogosto uporablja na področju medicine, pesticidov in znanosti o materialih. Naslednje bo razloženo iz štirih vidikov: vrsta reakcije, delovne pogoje, polja aplikacij in varnostni predpisi.
Tipične vrste reakcije in delovne pogoje
Fluoriranje alkoholov
DAST lahko pretvori primarne in sekundarne alkohole v monofluoride, reakcijski pogoji pa se razlikujejo glede na vrsto alkohola:
Primarni alkoholi:Reaktanti se dodajo pri -78 stopinj, da zavirajo začetno eksotermično reakcijo, nato pa se temperatura dvigne na sobno temperaturo, da se dokonča reakcijo. Na primer, pretvorba N-butanola v 1-fluorobutana, lahko donos doseže 75% -85%, ko se reaktanti dodajo pri nizki temperaturi.
Sekundarni alkoholi:Reaktante je treba dodati pri -78 stopinj in nato refluksirati v diklorometanu ali segreti na 40-60 stopinj, da bi spodbudili reakcijo. Na primer, fluoriranje cikloheksanola zahteva refluksiranje 6 ur, s približno 60%-70%.
Ključna točka:Nadzor temperature lahko zmanjša tveganje za racemizacijo in je primeren za sintezo kiralnih molekul.
Dihidrofluorinacija aldehidov in ketonov
DAST pretvori aldehide in ketone v dihalide, reakcijska temperatura pa je povezana z aktivnostjo podlage:
Aldehid:Reakcijo lahko zaključimo pri nizki temperaturi (0 stopinj do sobne temperature). Na primer, zdravljenje benzaldehida z DAST prinaša benzodifluorometil keton s 90%.
Keton:Ogrevati ga je treba na 50-80 stopinj ali pa je treba reakcijski čas podaljšati. Na primer, fluoriranje cikloheksanona zahteva reakcijo pri 50 stopinjah 12 ur, pridelek pa približno 70%.
Ključna točka:Ketoni imajo nižjo reaktivnost kot aldehide, temperaturo in reakcijski čas pa je treba optimizirati.
Aminacija derivatov karboksilne kisline
Nedavne raziskave so razvile strategijo sinteze, ki jo posreduje DAST za tvorbo amida brez baze:
Pogoji:V diklorometanu reaktanti enake molarne količine karboksilne kisline, amina in DAST reagirajo pri sobni temperaturi.
Prednosti:Uporablja se za fluoriranje alifatskih/aril karboksilnih kislin ter primarnih, sekundarnih in elektronskih aminov, ki se uspešno uporabljajo za pozno modifikacijo komercialnih zdravil, kot sta leflunomid in ilicizin.
Primer:Acilamidi so oblikovani iz maščobnih kislin in anilina pod DAST katalizo, s pridelkom 85%-90%, vmesna ločitev pa ni potrebna.
Območja uporabe in primeri
Farmacevtska vmesna sinteza
DAST je ključno sintetično orodje za fluorirana zdravila:
Antidepresivi: Fluoriranje stranske verige fluoksetina (Prozac) se opira na DAST in uvaja atome fluora s fluoriranjem alkoholov, da se izboljša lipidna topnost in krvno-možgansko prodor zdravila.
Protivirusna zdravila: DAST se uporablja za dihidrofluoriranje ketonov pri sintezi lopinavirja, kar poveča stabilnost molekule.
Sprememba aktivnih komponent pesticidov
Uvedba atomov fluora lahko znatno poveča biološko aktivnost pesticidov:
Herbicidi: Zamenjava hidroksilne skupine herbicidov fenoksiacetne kisline s fluorom lahko zmanjša hitrost razgradnje v tleh in podaljša učinkovitost.
Insekticidi: Fluoriranje aldehidov in ketonov, ki jih posreduje DAST, lahko ustvari fluorirane piretroide, kar poveča strupenost za živčni sistem žuželk za 30%-50%.
Funkcionalizacija v znanosti o materialih
DAST se uporablja za pripravo fluoriranih funkcionalnih materialov:
Tekoči kristalni materiali: S fluoriranjem cikloheksanskih derivatov lahko reguliramo temperaturo faznega prehoda in dielektrično anizotropijo tekočih kristalov.
Površinsko aktivne snovi: Uvedba fluoriranih alkilnih verig lahko zmanjša površinsko napetost in izboljša lastnosti vlaženja.
Varnostni operativni postopki in zahteve za shranjevanje
Reakcijski varnostni nadzor
Zahteve za prezračevanje: Vse operacije je treba izvajati v kapuci, da se izognete vdihavanju hlapov DAST (vrelišča 30-32 stopinj).
Nadzor temperature: Fluoriranje alkoholov zahteva uporabo nizkotemperaturne kopeli (-78 stopinj), da preprečimo, da bi reakcija ušla izpod nadzora.
Izbira topila: prednostno uporabljate nepolarna topila, kot sta diklorometan in kloroform, pri čemer se izogibajte mešanju z vodo ali alkoholi.
Osebna zaščitna oprema
Zaščitna oblačila: nosite kemično odporne laboratorijske plašče, rokavice (nitrila guma ali polivinil alkohol) in očala.
Zaščita dihanja: Ko je prezračevanje nezadostno, nosite organski kanister za filter za parni filter.
Skladiščenje in odstranjevanje odpadkov
Pogoji skladiščenja: Shranjena je zaprta v okolju 2-8 stopinj, napolnjena z argonom, da se prepreči oksidacija, in se ne drži od toplotnih virov in požarnih virov.
Odstranjevanje odpadkov: Dast odpadna tekočina je treba nevtralizirati z alkalno raztopino in ji za ravnanje s pomočjo profesionalne ustanove in je ne smete neposredno odpraviti.
Prihodnje razvojne usmeritve
Zeleni kemični postopek
Razviti sisteme fluoriranja z nizko toksičnostjo in recikliranjem, kot je DAST katalitična reakcija v ionskih tekočinah, da zmanjšate uporabo topila in nastajanje odpadkov.
Nov razvoj reakcije
Raziščite reakcije DAST v fotokatalitičnih ali elektrokemičnih pogojih, da razširite svoj obseg uporabe na kompleksno sintezo molekul.
Industrijska tehnologija
Optimizirajte zasnovo reaktorjev neprekinjenega pretoka, da izboljšate učinkovitost in varnost DAST reakcij v obsežni proizvodnji.
Priljubljena oznake: Dietilaminosulfur trifluorid CAS 38078-09-0, dobavitelji, proizvajalci, tovarna, veleprodaja, nakup, cena, razsuti