Diethylaminosulfur trifluoride, thường được viết tắt là DAST, CAS 38078-09-0, công thức phân tử C4H10F3Ns, là một chất lỏng màu vàng nâu. Hòa tan trong hầu hết các dung môi hữu cơ không phân cực, thường được sử dụng cho CH2Cl2, CHCL3 và CCL4. Nó là một thuốc thử fluorinating được sử dụng rộng rãi trong tổng hợp hữu cơ. Nó thuộc họ (Dialkylamino) Sulfur Trifluoride. DAST là một thuốc thử fluorinating nucleophilic có thể chuyển đổi các hợp chất hydroxyl thành các hợp chất monofluorin hóa và aldehyd và ketone thành các hợp chất khác nhau, nhưng không hiệu quả đối với các nhóm axit carboxylic và dẫn xuất của chúng.
|
Công thức hóa học |
C4H10F3NS |
|
Khối lượng chính xác |
161 |
|
Trọng lượng phân tử |
161 |
|
m/z |
161 (100.0%), 163 (4.5%), 162 (4.3%) |
|
Phân tích nguyên tố |
C, 29.81; H, 6.25; F, 35.36; N, 8.69; S, 19.89 |
|
|
|
N- (trimethylsilyl) diethylamine đã dần rơi vào chất lỏng được làm mát quá mức SF4. Sau khi phản ứng, SF4 còn lại và TMSF sản phẩm phụ đã được loại bỏ và diethylamino lưu huỳnh trifluoride với độ tinh khiết cao đã thu được mà không cần chưng cất chân không. Công nghệ hiện có là tổng hợp phòng thí nghiệm của DAST, đòi hỏi độ tinh khiết cao và sản lượng thấp, trong khi sản xuất công nghiệp quy mô lớn không yêu cầu độ tinh khiết cao, nhưng đòi hỏi sản lượng cao (sản xuất trên kgam), vì vậy phương pháp này không thể được sử dụng để sản xuất DAST quy mô lớn.
Cách sử dụng 1:Diethylaminosulfur trifluoride.
Sử dụng 2: Fluoride hữu cơ có các ứng dụng rộng trong y sinh.
Sử dụng 3: Diethylamino Sulfur Trifluoride (DAST) được sử dụng làm tác nhân fluorinating và tác nhân fluorinating của thuốc chống ung thư. Ví dụ, nó phản ứng với rượu để thu được fluoroalkan tương ứng; Phản ứng với acyl clorua để thu được acyl florua tương ứng; Nó phản ứng với aldehyd hoặc ketone để có được sinh đôi Difluoride; Với sulfoxide - Fluorosulfide được oxy hóa bằng axit perchlorobenzoic để thu được - fluorosulfoxide.
Phản ứng clo: DAST có thể chuyển đổi rượu chính thành fluoride tương ứng trong điều kiện rất nhẹ. Thông thường, cho ăn tại - 78oC để ức chế quá trình tỏa nhiệt ban đầu, và sau đó để phản ứng tự động tăng lên nhiệt độ phòng trong một khoảnh khắc (phương trình 1). Mặc dù phản ứng rượu thứ cấp cũng được cung cấp tại - 78oC, để thúc đẩy phản ứng, nhưng nó thường cần được làm nóng hoặc hồi lưu trong CH2CL2 trong một thời gian dài (Công thức 2, Công thức 3). Trong hầu hết các trường hợp, năng suất của các sản phẩm fluorin ở mức trung bình, nhưng phản ứng có độ chọn lọc hóa học cao, phù hợp để fluor hóa chọn lọc của các phân tử đa chức năng. Trong gần như các điều kiện tương tự như sự phát huỳnh quang của rượu, Dast có thể chuyển đổi aldehyd và ketone thành fluoride tương ứng. Ngược lại, nhiệt độ phản ứng của chúng cao hơn rượu; Các điều kiện phản ứng của aldehyd nhẹ hơn so với ketone. Ví dụ, aldehyd có thể được xử lý bằng DAST ở nhiệt độ thấp hoặc nhiệt độ phòng để có được fluoride tương ứng (Công thức 4, Công thức 5). Tuy nhiên, ketone cần được làm nóng với DAST trong một thời gian dài để tạo ra Difluoride tương ứng (Công thức 6).
Diethylamine Sulfur Trifluoride (DAST), với công thức hóa học C4H10F3NS, là một thuốc thử fluorinating thường được sử dụng, đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực khác nhau như tổng hợp hữu cơ, nghiên cứu và phát triển dược phẩm và khoa học vật liệu.
1,
Phản ứng fluorination
Rượu hydroxyl fluoride
DAST có thể chuyển đổi các nhóm hydroxyl rượu thành các hợp chất fluorated tương ứng. Trong tổng hợp hữu cơ, các hợp chất rượu là phổ biến hơn. Thông qua hiệu ứng fluorination của DAST, các nguyên tử fluorine có thể được đưa vào phân tử, do đó thay đổi tính chất vật lý và hóa học của nó. Ví dụ, trong tổng hợp thuốc, đưa các nguyên tử flo vào các chất trung gian rượu có thể tăng cường hoạt động của thuốc, ổn định trao đổi chất hoặc thay đổi đặc tính dược động học của nó. Cơ chế phản ứng là DAST đầu tiên tạo thành một trạng thái trung gian với nhóm hydroxyl rượu và tạo ra một phân tử hydro fluoride. Sau đó, nucleophil anion fluoride tấn công nguyên tử carbon hydroxyl thông qua SN1 hoặc SN2, tạo ra một hợp chất monofluorin hóa. Chất béo và rượu nguyên sinh, thứ cấp và đại học có thể được chuyển đổi hiệu quả thành các hợp chất fluorine tương ứng. Phản ứng thường sử dụng các dung môi như dichloromethane và monofluorotrichloromethane, và sự thay thế của các nhóm hydroxyl thường được thực hiện ở nhiệt độ thấp hơn (như -78 độ).
Fluor hóa aldehyd và ketone
Diethylaminosulfur trifluoridecó thể chuyển đổi aldehyd và ketone thành các hợp chất Difluoro. Aldehyd và ketone là các nhóm chức năng quan trọng trong tổng hợp hữu cơ và chuyển đổi chúng thành các hợp chất Difluoro có thể tổng hợp các phân tử hữu cơ với các tính chất đặc biệt.
Các hợp chất Difluoro này có thể có các ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực như khoa học vật liệu và phát triển thuốc. Ví dụ, việc giới thiệu các nhóm chức năng Difluoro có thể điều chỉnh cấu trúc điện tử và cấu hình không gian của các phân tử khi tổng hợp các vật liệu có tính chất quang học hoặc điện cụ thể. Trong phản ứng, sự thay thế của các nhóm carbonyl thường được thực hiện ở 0 độ -40 độ.
Fluorination của các nhóm chức năng khác
Dast cũng có thể phản ứng với acyl clorua để thu được các acyl fluoride tương ứng, phản ứng với sulfoxit để thu được - fluorothioethers, và sau đó oxy hóa bằng axit chlorobenzoic để thu được - fluorosulfoxide. Những sản phẩm fluorin này có thể đóng vai trò là chất trung gian quan trọng trong tổng hợp hữu cơ để xây dựng các phân tử hữu cơ phức tạp hơn. Ví dụ, acyl fluoride có thể tham gia thêm vào các phản ứng amidation để tổng hợp các hợp chất amide khác nhau; Có thể sử dụng alpha fluorothioethers và alpha fluorosulfoxit để tổng hợp các hợp chất chứa fluorine chứa lưu huỳnh với hoạt động sinh học đặc biệt.
Tổng hợp các chất trung gian thuốc
DAST có thể phục vụ như một chất trung gian quan trọng trong tổng hợp thuốc. Trong quá trình phát triển thuốc, cần phải tổng hợp các chất trung gian khác nhau với các cấu trúc và hoạt động cụ thể, sau đó xây dựng các phân tử thuốc mục tiêu thông qua các phản ứng tiếp theo. DAST có thể cung cấp một con đường hiệu quả cho sự tổng hợp của các chất trung gian thuốc thông qua fluorination, thay thế và các phản ứng khác. Ví dụ, trong sự tổng hợp của một số loại thuốc chống ung thư và thuốc kháng vi-rút nhất định, DAST có thể giới thiệu các nguyên tử flo hoặc xây dựng các nhóm chức năng cụ thể để tổng hợp các chất trung gian thuốc với hoạt động sinh học tiềm năng. Những chất trung gian này có thể được tối ưu hóa hơn nữa cho cấu trúc và được sàng lọc hoạt động, cuối cùng dẫn đến sự phát triển của các loại thuốc có hiệu quả và an toàn tốt.
Thuốc chống ung thư fluorin
Dast được sử dụng như một tác nhân fluorinating cho thuốc chống ung thư. Trong sự phát triển của thuốc chống ung thư, việc đưa các nguyên tử flo vào các phân tử thuốc có thể thay đổi các đặc tính hóa lý, con đường trao đổi chất và hoạt động sinh học của các loại thuốc. Sự ra đời của các nguyên tử flo có thể tăng cường ái lực liên kết giữa các loại thuốc và mục tiêu, cải thiện tính ổn định và chọn lọc của thuốc, và do đó tăng cường hoạt động chống ung thư của thuốc. Ví dụ, một số loại thuốc chống ung thư có chứa fluorine đã cho thấy hiệu quả tốt hơn và độc tính thấp hơn trong các thử nghiệm lâm sàng. DAST có thể giới thiệu hiệu quả các nguyên tử flo vào các phân tử thuốc chống ung thư, cung cấp một công cụ mạnh mẽ để phát triển các loại thuốc chống ung thư.
Tổng hợp các vật liệu quang điện tử
Cấu trúc phân tử của DAST có tính chất quang và điện đặc biệt, làm cho nó được áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực vật liệu quang điện tử. Vật liệu quang điện tử hữu cơ với tính chất quang và điện cụ thể có thể được tổng hợp thông qua các phản ứng tổng hợp hữu cơ liên quan đến DAST. Ví dụ, các phân tử hữu cơ có tính chất huỳnh quang, phát quang hoặc tính chất quang học phi tuyến có thể được tổng hợp, có thể được sử dụng để chuẩn bị các thiết bị quang điện tử như điốt phát sáng hữu cơ (OLED), pin mặt trời hữu cơ và công tắc quang học. Trong các thiết bị OLED, các phân tử hữu cơ flo với các cấu trúc cụ thể có thể được sử dụng làm vật liệu phát quang hoặc vật liệu vận chuyển điện tích để cải thiện hiệu quả phát sáng, độ sáng và độ ổn định của thiết bị.
Sửa đổi vật liệu chức năng
Dast cũng có thể được sử dụng để sửa đổi các vật liệu chức năng hiện có. Bằng cách đưa các nguyên tử flo hoặc các nhóm chức chứa flo vào bề mặt hoặc cấu trúc phân tử của vật liệu chức năng, tính chất bề mặt, tính kỵ nước, tính kỵ nước, ổn định hóa học và các tính chất khác của vật liệu có thể được thay đổi. Ví dụ, trong việc sửa đổi vật liệu polymer, việc giới thiệu các nguyên tử flo có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn hóa học, kháng thời tiết và năng lượng bề mặt thấp của polymer, làm cho vật liệu polymer có đặc tính tự làm sạch và chống bám dính tốt hơn. Những vật liệu chức năng được sửa đổi này có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như hàng không vũ trụ, sản xuất ô tô và đóng gói điện tử.
Tổng hợp thuốc trừ sâu
Trong tổng hợp thuốc trừ sâu, DAST có thể được sử dụng để tổng hợp thuốc trừ sâu fluorin với hoạt động sinh học đặc biệt. Việc giới thiệu các nguyên tử flo có thể thay đổi cấu trúc của các phân tử thuốc trừ sâu, tăng cường hoạt động của chúng chống lại sâu bệnh, mầm bệnh, v.v., trong khi có khả năng làm giảm độc tính của chúng đối với các sinh vật không nhắm mục tiêu. Ví dụ, một số loại thuốc trừ sâu và thuốc diệt nấm chứa fluorine đã cho thấy tác dụng kiểm soát tốt hơn và mức dư lượng thấp hơn trong sản xuất nông nghiệp, có ý nghĩa lớn đối với bảo vệ môi trường và chất lượng và an toàn sản phẩm nông nghiệp. DAST cung cấp một phương tiện hóa học hiệu quả để tổng hợp các loại thuốc trừ sâu fluorin mới này.
Nghiên cứu học thuật
Dast là một thuốc thử quan trọng trong nghiên cứu học thuật. Các nhà nghiên cứu có thể sử dụng các đặc điểm phản ứng khác nhau của DAST để tiến hành nghiên cứu về phương pháp tổng hợp hữu cơ và khám phá các con đường và cơ chế phản ứng mới. Bằng cách nghiên cứu phản ứng DAST, chúng ta có thể hiểu sâu hơn về khả năng phản ứng và tính chọn lọc của các phân tử hữu cơ, cung cấp một cơ sở lý thuyết cho sự phát triển của hóa học hữu cơ. Trong khi đó,Diethylaminosulfur trifluorideCũng có thể được sử dụng để tổng hợp các phân tử hữu cơ với các cấu trúc và tính chất đặc biệt, cung cấp các mẫu và các hợp chất mô hình để nghiên cứu các ngành như hóa học vật lý và hóa sinh.
Diethylaminosulfur trifluoridelà một thuốc thử fluorinating nucleophilic quan trọng. Chức năng cốt lõi của nó là chuyển đổi các nhóm chức năng như hydroxyl và carbonyl thành các dẫn xuất fluorin hóa thông qua các phản ứng fluorination chọn lọc, và nó được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực y học, thuốc trừ sâu và khoa học vật liệu. Sau đây sẽ được giải thích từ bốn khía cạnh: loại phản ứng, điều kiện hoạt động, trường ứng dụng và quy định an toàn.
Các loại phản ứng điển hình và điều kiện hoạt động
Fluorination của rượu
DAST có thể chuyển đổi rượu sơ cấp và thứ cấp thành monofluoride, và các điều kiện phản ứng khác nhau tùy thuộc vào loại rượu:
Rượu chính:Các chất phản ứng được thêm vào ở -78 độ để ngăn chặn phản ứng tỏa nhiệt ban đầu, và sau đó nhiệt độ được nâng lên nhiệt độ phòng để hoàn thành phản ứng. Ví dụ, chuyển đổi N-butanol thành 1-fluorobutane, năng suất có thể đạt 75% -85% khi các chất phản ứng được thêm vào ở nhiệt độ thấp.
Rượu thứ cấp:Các chất phản ứng cần được thêm vào ở -78 độ, và sau đó hồi lưu trong dichloromethane hoặc nóng đến 40-60 độ để thúc đẩy phản ứng. Ví dụ, sự phát huỳnh quang của cyclohexanol cần hồi lưu trong 6 giờ, với năng suất khoảng 60%-70%.
Điểm chính:Kiểm soát nhiệt độ có thể làm giảm nguy cơ phân biệt chủng tộc và phù hợp để tổng hợp các phân tử chirus.
Dihydrofluorination của aldehyd và ketone
DAST chuyển đổi aldehyd và ketone thành dihalide và nhiệt độ phản ứng có liên quan đến hoạt động của chất nền:
Aldehyd:Phản ứng có thể được hoàn thành ở nhiệt độ thấp (0 độ đến nhiệt độ phòng). Ví dụ, điều trị benzaldehyd bằng dast mang lại cho benzodifluoromethyl ketone với năng suất 90%.
Ketone:Nó cần phải được làm nóng đến 50-80 độ hoặc thời gian phản ứng cần phải được mở rộng. Ví dụ, sự huỳnh quang của cyclohexanone đòi hỏi phản ứng ở 50 độ trong 12 giờ, với năng suất khoảng 70%.
Điểm chính:Ketone có khả năng phản ứng thấp hơn so với aldehyd, và nhiệt độ và thời gian phản ứng cần được tối ưu hóa.
Ổn định các dẫn xuất axit cacboxylic
Nghiên cứu gần đây đã phát triển một chiến lược tổng hợp qua trung gian DAST cho sự hình thành amide mà không có cơ sở:
Điều kiện:Trong dichloromethane, các chất phản ứng của lượng mol bằng axit cacboxylic, amin và DAST bằng nhau được phản ứng ở nhiệt độ phòng.
Thuận lợi:Áp dụng cho fluor hóa axit aliphatic/aryl carboxylic và các amin nguyên phát, thứ cấp và thiếu electron, áp dụng thành công để điều chỉnh muộn các loại thuốc thương mại như leflunomide và ilicizine.
Trường hợp:Các acylamit được hình thành từ các axit béo và aniline dưới xúc tác DAST, với năng suất 85%-90%và không cần phân tách trung gian.
Các khu vực ứng dụng và ví dụ
Tổng hợp dược phẩm trung gian
DAST là một công cụ tổng hợp quan trọng cho các loại thuốc fluorin hóa:
Thuốc chống trầm cảm: Sự phát huỳnh quang chuỗi bên của fluoxetine (Prozac) dựa vào DAST, đưa các nguyên tử fluorine thông qua việc fluorin hóa rượu để cải thiện khả năng hòa tan lipid và sự xâm nhập của hàng rào máu não của thuốc.
Thuốc kháng vi -rút: DAST được sử dụng để dihydrofluor hóa ketone trong quá trình tổng hợp lopinavir, tăng cường tính ổn định của phân tử.
Sửa đổi các thành phần hoạt động của thuốc trừ sâu
Việc giới thiệu các nguyên tử flo có thể tăng cường đáng kể hoạt động sinh học của thuốc trừ sâu:
Thuốc diệt cỏ: Thay thế nhóm thuốc diệt cỏ axit phenoxyacetic bằng fluorine có thể làm giảm tỷ lệ suy thoái trong đất và kéo dài hiệu quả.
Thuốc trừ sâu: Sự hóa fluor hóa trung gian DAST của aldehyd và ketone có thể tạo ra pyrethroid fluorin, làm tăng độc tính của hệ thần kinh côn trùng lên 30%-50%.
Chức năng hóa trong khoa học vật liệu
DAST được sử dụng để chuẩn bị các vật liệu chức năng fluorinated:
Vật liệu tinh thể lỏng: Bằng các dẫn xuất cyclohexane fluorinating, nhiệt độ chuyển pha và dị hướng điện môi của các tinh thể lỏng có thể được điều chỉnh.
Chất hoạt động bề mặt: Việc giới thiệu các chuỗi alkyl fluorin có thể làm giảm sức căng bề mặt và cải thiện các đặc tính làm ướt.
Quy trình vận hành an toàn và yêu cầu lưu trữ
Kiểm soát an toàn phản ứng
Yêu cầu thông gió: Tất cả các hoạt động nên được tiến hành trong mui xe khói để tránh hít hơi Dast (điểm sôi 30-32 độ).
Kiểm soát nhiệt độ: Sự phát huỳnh quang của rượu đòi hỏi phải sử dụng dung dịch nhiệt độ thấp (-78 độ) để ngăn chặn phản ứng vượt khỏi tầm kiểm soát.
Lựa chọn dung môi: ưu tiên sử dụng các dung môi không phân cực như dichloromethane và chloroform, tránh trộn với nước hoặc rượu.
Thiết bị bảo vệ cá nhân
Quần áo bảo vệ: Mặc áo khoác phòng thí nghiệm chống hóa chất, găng tay (cao su nitrile hoặc rượu polyvinyl) và kính bảo hộ.
Bảo vệ hô hấp: Mặc một hộp lọc hơi hữu cơ khi thông gió là không đủ.
Lưu trữ và xử lý chất thải
Điều kiện lưu trữ: Lưu trữ được niêm phong trong môi trường 2-8 độ, chứa đầy argon để ngăn chặn quá trình oxy hóa và tránh xa các nguồn nhiệt và nguồn lửa.
Xử lý chất thải: Chất lỏng chất thải Dast cần được trung hòa bằng dung dịch kiềm và được giao cho một tổ chức chuyên nghiệp để xử lý, và không được xả trực tiếp.
Hướng phát triển trong tương lai
Quá trình hóa học xanh
Phát triển độc tính thấp và các hệ thống huỳnh quang có thể tái chế, chẳng hạn như phản ứng xúc tác DAST trong chất lỏng ion, để giảm sử dụng dung môi và tạo chất thải.
Phát triển phản ứng mới
Khám phá các phản ứng của DAST trong các điều kiện quang xúc tác hoặc điện hóa để mở rộng phạm vi ứng dụng của nó để tổng hợp phân tử phức tạp.
Công nghệ mở rộng công nghiệp
Tối ưu hóa thiết kế các lò phản ứng dòng chảy liên tục để tăng cường hiệu quả và an toàn của các phản ứng DAST trong sản xuất quy mô lớn.
Chú phổ biến: Diethylaminosulfur Trifluoride CAS 38078-09-0, nhà cung cấp, nhà sản xuất, nhà máy, bán buôn, mua, giá, số lượng lớn, để bán