[发明专利]溴促进的氟-硫化合物的合成

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2008年6月11日申请的美国临时专利申请序号61/060642，2009年2月17日申请的美国临时专利申请序号61/153180和2009年5月8日申请的美国临时申请序号61/176674的权益，将它们的全部内容在此引入作为参考。

发明领域

此处公开的是氟-硫化合物的合成方法。公开的方法使用溴来促进氟-硫化合物的合成，同时避免使用过高的温度、电化学制备、或使用通常使用的溶剂或反应物，这些通常使用的溶剂或反应物通常由于毒性、反应性太高或成本太高而认为是不合意的。

发明背景

很多氟-硫化合物具有有益的应用。例如，四氟化硫(SF₄)是年产公吨水平的广泛使用的化合物，它可以在将羧酸、醛、一些醇和酮转化成它们对应的脱氧氟衍生物(即R-CF₃、R-CHF₂、RF、RR’-CF₂)中用作脱氧氟化剂。SF₄还在电子工业中用作蚀刻剂。此外，SF₄可以用作合成其它重要的氟化产物的前体，这些氟化产物例如，但不限于，五氟化硫氯化物(SF₅Cl)、五氟化硫溴化物(SF₅Br)和六氟化硫(SF₆)。

六氟代硫(SF₆)是每年生产几千公吨的化合物，它在世界范围内的用途包括：作为PCB替代物和电气设备的惰性绝缘介质、蚀刻半导体、浇铸镁、生产热窗、某些火箭推进系统的推力源、流经工业系统的空气的追踪、填充眼睛的视网膜孔和医学成像。

含氟的有机改性的化合物，例如R-CF₃、R-CHF₂、RF、RR’-CF₂和RSF₅，已经在很多应用中使用，包括氟化治疗和诊断药物、农药、除草剂、抗生素、全氟代血液替代物、杀菌剂、聚合物溶剂、聚合物、润滑剂、液晶、表面活性剂、高沸点溶剂、稳定的溶剂、导电聚合物等。使用SF₅基团代替CF₃提供很多优势。特别地，SF₅基团具有比CF₃更大的电负性。此外，含有SF₅的化合物通过它们杰出的化学性质而进一步卓而不凡，这些杰出的化学性质包括极高的化学和热稳定性、疏水性和疏油性、亲脂性、高密度、降低了的在爆炸中的震动敏感性、低沸点、低极化性和低表面张力。

尽管SF₅衍生物提供这些优势，但是它们很难被合成。获得此类化合物的困难之处一部分与获得足够的和可提供的量的SF₅Cl或SF₅Br的困难有关，其中SF₅Cl和SF₅Br是用于合成和获得许多带有SF₅基团结构部分的有机或无机衍生物的主要的化学试剂。特别地，SF₅Cl是产生带SF₅基团的(六氟化硫)SF₆衍生物的宝贵反应物，并且可以被还原为十氟化二硫(S₂F₁₀)，后者可以转化为五氟化硫溴化物(SF₅Br)。SF₅Cl也可以用来合成SF₆。有趣的是，特别地，SF₅Cl可以用于通过高温路线生产SF₆(例如美国专利序号4390511)，其中根据以下反应发生歧化反应：

该方法中，获得不含S₂F₁₀的SF₆，而认为S₂F₁₀是有剧毒并且是通过硫与氯的反应生产SF₆的副产物。因此，使用SF₅Cl可用来产生高纯度的SF₆。