技术摘要：
本发明涉及有机化学合成技术领域，具体涉及一种合成5‑氟‑1‑氮杂二环[3,2,2]壬烷及其衍生物的方法。4‑（羟基甲基）奎宁环衍生物与氟化试剂在常温的条件下反应，奎宁环的其中一个六元环发生重排得到七元环的氟取代产物，反应混合物再经过萃取、去除溶剂和浓缩，通过 全部
背景技术：
有机氟化合物在药物、分子功能材料中具有重要的应用。如氟利昂-11（CFCl3）和 氟利昂-12（CF2Cl2）等含氟烷烃可以作为制冷剂或喷雾剂，聚四氟乙烯等可以作为耐高温、 耐腐蚀材料，全氟羧酸由于氟原子很好的疏水性能可以作为表面活性剂。这些全氟取代的 有机化合物，由于氟的引入，赋予了这些化合物很好的稳定性、表面活性和耐高温性能等特 点。氟取代的化合物还能够调节铁电材料的性质，氟取代化合物与其相应未被氟取代的化 合物相比，不仅能够保持其具有相似的晶体结构，还能够让分子的排列在晶体不发生变化 和保持晶体具有相变性质。然而，由于氟具有很大的电负性，使得分子的极化值增大；并且 由于氟原子要比氢原子大，使得分子转动的能量增大（Hua, X.-N.; Liao, W.-Q.; Tang , Y.-Y.; Li, P. -F.; Shi,P.-P.; Zhao, D.; Xiong, R.-G. J. Am. Chem. Soc.,2018, 140, 12296.）；从而，氟取代能够提高铁电体的极化温度和饱和极化值（(a)Frost, J. M.; Butler , K . T .; Brivio , F .; Hendon , C . H .; Van Schilfgaarde , M .; Walsh , A. Nano Lett.,2014 , 14 , 2584 . (b) Reichbacher , K .; Suss , H . I .; Hulliger , J . Chem. Soc. Rev.,2005, 34, 22.）。 1-氮杂二环[3,2,2]壬烷是比奎宁环多一个碳的叔胺，它是一种重要的药物中间 体（关士友，陈晓军，赵震，王丽侠，赵春花，林芳芹，任大勇，发明专利申请（专利号：CN 102584816 A），2012-07-18）；它具有准球形的结构，也可能应用于分子铁电材料中（Zhang, H.-Y.; Tang, Y.-Y.; Shi,P.-P.; Xiong, R.-G. Acc. Chem. Res.,2019, 52, 1928）1- 氮杂二环[3,2,2]壬烷合成已有文献和专利报道，但是该化合物的5-氟取代衍生物还没有 文献和专利报道。鉴于氟取代化合物的优点，本发明提供一种从简单、廉价原料合成氟取代 1-氮杂二环[3,2,2]壬烷及其衍生物的方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种利用六元环一步构建七元环合成5-氟-1-氮杂二环 [3,2,2]壬烷及其衍生物的方法。方法简单，并能够实现目标化合物的大量合成。 本发明所述的合成5-氟-1-氮杂二环[3,2,2]壬烷及其衍生物的方法，是以化合物 （I）为原料，经过一步反应，实现了5-氟-1-氮杂二环[3,2,2]壬烷及其衍生物（II）的合成。 具体步骤为：将4-（羟基甲基）奎宁环衍生物与氟化试剂在常温的条件下反应，奎宁环的其 中一个六元环发生重排得到七元环的氟取代产物，反应混合物再经过萃取、去除溶剂和浓 缩，通过柱色谱分离或升华得到纯品5-氟-1-氮杂二环[3,2,2]壬烷及其衍生物，合成路线 为： 3 CN 111732588 A 说 明 书 2/5 页 本发明所述5-氟-1-氮杂二环[3,2,2]壬烷及其衍生物的结构式为： 其中，R1和R2为氢、C1～C40的脂肪基团（如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、三氟甲 基、苄基）、C4～C60内的芳香基团（吡啶衍生物基、苯基、取代苯基、1-萘基、2-萘基）、烷氧基、 羟基、硝基、氰基、胺基或者卤素（氟、氯、溴，碘）。 上述第一步反应由化合物（I）到化合物（II）的氟化试剂为HF的吡啶盐、HF的Et3N 盐、二乙氨基三氟化硫（DAST）、n-Bu4NF、NH4F、SF4、NaF、KF、AgF、HgF2或SbF3。 上述反应中所述溶剂(Solvent)可采用N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、N,N-二甲基乙酰 胺（DMA）、二甲基亚砜（DMSO）、氮甲基吡咯烷酮（NMP）、二氯甲烷（DCM）、氯仿（CHCl3）、四氯化 碳（CCl4）、1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六环、乙腈、乙醚、乙二醇二甲醚（DME）或四氢呋喃（THF） 等。 上述反应中的反应温度为0～100 oC，反应时间为1～48小时。 本发明相对于现有技术具有以下优点： 1、反应的条件都温和，常温条件下能够反应； 2、本反应实现了从六元环一步反应重排构建七元环的合成； 3、反应能够实现百克级目标产物合成。
本发明涉及有机化学合成技术领域，具体涉及一种合成5‑氟‑1‑氮杂二环[3,2,2]壬烷及其衍生物的方法。4‑（羟基甲基）奎宁环衍生物与氟化试剂在常温的条件下反应，奎宁环的其中一个六元环发生重排得到七元环的氟取代产物，反应混合物再经过萃取、去除溶剂和浓缩，通过 全部
背景技术：
有机氟化合物在药物、分子功能材料中具有重要的应用。如氟利昂-11（CFCl3）和 氟利昂-12（CF2Cl2）等含氟烷烃可以作为制冷剂或喷雾剂，聚四氟乙烯等可以作为耐高温、 耐腐蚀材料，全氟羧酸由于氟原子很好的疏水性能可以作为表面活性剂。这些全氟取代的 有机化合物，由于氟的引入，赋予了这些化合物很好的稳定性、表面活性和耐高温性能等特 点。氟取代的化合物还能够调节铁电材料的性质，氟取代化合物与其相应未被氟取代的化 合物相比，不仅能够保持其具有相似的晶体结构，还能够让分子的排列在晶体不发生变化 和保持晶体具有相变性质。然而，由于氟具有很大的电负性，使得分子的极化值增大；并且 由于氟原子要比氢原子大，使得分子转动的能量增大（Hua, X.-N.; Liao, W.-Q.; Tang , Y.-Y.; Li, P. -F.; Shi,P.-P.; Zhao, D.; Xiong, R.-G. J. Am. Chem. Soc.,2018, 140, 12296.）；从而，氟取代能够提高铁电体的极化温度和饱和极化值（(a)Frost, J. M.; Butler , K . T .; Brivio , F .; Hendon , C . H .; Van Schilfgaarde , M .; Walsh , A. Nano Lett.,2014 , 14 , 2584 . (b) Reichbacher , K .; Suss , H . I .; Hulliger , J . Chem. Soc. Rev.,2005, 34, 22.）。 1-氮杂二环[3,2,2]壬烷是比奎宁环多一个碳的叔胺，它是一种重要的药物中间 体（关士友，陈晓军，赵震，王丽侠，赵春花，林芳芹，任大勇，发明专利申请（专利号：CN 102584816 A），2012-07-18）；它具有准球形的结构，也可能应用于分子铁电材料中（Zhang, H.-Y.; Tang, Y.-Y.; Shi,P.-P.; Xiong, R.-G. Acc. Chem. Res.,2019, 52, 1928）1- 氮杂二环[3,2,2]壬烷合成已有文献和专利报道，但是该化合物的5-氟取代衍生物还没有 文献和专利报道。鉴于氟取代化合物的优点，本发明提供一种从简单、廉价原料合成氟取代 1-氮杂二环[3,2,2]壬烷及其衍生物的方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种利用六元环一步构建七元环合成5-氟-1-氮杂二环 [3,2,2]壬烷及其衍生物的方法。方法简单，并能够实现目标化合物的大量合成。 本发明所述的合成5-氟-1-氮杂二环[3,2,2]壬烷及其衍生物的方法，是以化合物 （I）为原料，经过一步反应，实现了5-氟-1-氮杂二环[3,2,2]壬烷及其衍生物（II）的合成。 具体步骤为：将4-（羟基甲基）奎宁环衍生物与氟化试剂在常温的条件下反应，奎宁环的其 中一个六元环发生重排得到七元环的氟取代产物，反应混合物再经过萃取、去除溶剂和浓 缩，通过柱色谱分离或升华得到纯品5-氟-1-氮杂二环[3,2,2]壬烷及其衍生物，合成路线 为： 3 CN 111732588 A 说 明 书 2/5 页 本发明所述5-氟-1-氮杂二环[3,2,2]壬烷及其衍生物的结构式为： 其中，R1和R2为氢、C1～C40的脂肪基团（如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、三氟甲 基、苄基）、C4～C60内的芳香基团（吡啶衍生物基、苯基、取代苯基、1-萘基、2-萘基）、烷氧基、 羟基、硝基、氰基、胺基或者卤素（氟、氯、溴，碘）。 上述第一步反应由化合物（I）到化合物（II）的氟化试剂为HF的吡啶盐、HF的Et3N 盐、二乙氨基三氟化硫（DAST）、n-Bu4NF、NH4F、SF4、NaF、KF、AgF、HgF2或SbF3。 上述反应中所述溶剂(Solvent)可采用N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、N,N-二甲基乙酰 胺（DMA）、二甲基亚砜（DMSO）、氮甲基吡咯烷酮（NMP）、二氯甲烷（DCM）、氯仿（CHCl3）、四氯化 碳（CCl4）、1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六环、乙腈、乙醚、乙二醇二甲醚（DME）或四氢呋喃（THF） 等。 上述反应中的反应温度为0～100 oC，反应时间为1～48小时。 本发明相对于现有技术具有以下优点： 1、反应的条件都温和，常温条件下能够反应； 2、本反应实现了从六元环一步反应重排构建七元环的合成； 3、反应能够实现百克级目标产物合成。
