四氟化硫的氟化由氧化的有机化合物产生有机氟化合物，包括醇，羰基化合物，烷基卤化物等。

介绍

四氟化硫是一种气态试剂，可用于氟化各种有机官能团，包括羰基化合物，醇和卤化物。羰基化合物的处理通常将它们转化为具有相同氧化态的有机氟化物：羧酸被转化为三氟甲基化合物，酮和醛转化为二氟化物等。该反应具有广泛的范围，并且是可用于直接引入氟的少数方法之一。在相对温和的条件下的特定网站。

（1）

SF ₄也可以氟化醇和卤化物。然而，SF ₄在室温下是气态的，并且涉及该试剂的许多转化需要升高的温度，使得处理有些困难。此外，SF ₄被水解成腐蚀性氟化氢，并且本身是有毒的。这些问题导致开发出更安全，更稳健的氟化试剂，例如DAST（二乙氨基三氟化硫）。^[2]

机制与立体化学

流行机制

SF ₄的氟化机理是不确定的，并且在基质之间变化。最初，提出烷氧基三氟化铁作为中间体; ^[3]然而，分离的烷氧基三氟化硫与氟化氢或加热的反应未提供相应的烷基氟化物。

（2）

邻二醇的二氟化的机制已经很好地建立，^[4] ，并通过在一个羟基invertive攻击进行到得到fluorosulfite中间体，这是SF的附加处理后转化为二氟化的产物₄和HF。第二次氟化进行保留配置。这里可以进行氟化物的分子内输送，并且已经在SF ₄的氟化的一些其他情况下观察到。S _N 1机制对于容易形成碳阳离子的化合物起作用，而S _N 2反应在较少可电离的化合物下发生。

（3）

羧酸的氟化不仅得到预期的三氟甲基化合物，还得到α-四氟化醚。已经提出并且通过实验支持了用于说明这两种产品的机制。^[5]已经引用分子内递送氟化物来解释二氟甲基阳离子的形成。一分子酰氟对二氟甲基阳离子的攻击，然后用原位产生的二氟化物中和，产生α-四氟化醚产物。与二氟化物直接反应得到含三氟甲基的产物。

（4）

范围和限制

四氟化硫可用于用部分或完全氟化的衍生物代替各种官能团。液态氟化氢可以用作溶剂和SF _4的催化剂以选择性地氟化醇。^[6] SF ₄与羰基化合物的反应性在HF存在下不会增强。通常，只有相对酸性的醇可以用SF ₄有效地氟化，尽管氨基醇似乎是该规则的例外。

（5）

当邻位二醇与SF ₄结合时，发生二氟化反应，其中一种醇的构型反转。这在由（L） - 酒石酸盐合成内消旋 - 二氟琥珀酸和由内消旋 - 酒石酸盐合成（D） - 和（L） - 二氟琥珀酸盐中得到证实。^[7]

（6）

羰基化合物通常与SF ₄反应以产生偕二氟化物。反应时间倾向于数小时，产率适中。^[8]

（7）

尽管已观察到γ-丁内酯的开环，但内酯的氟化可提供杂环氟化物。六元丙交酯不会开环。^[9]

（8）

在大多数情况下，氟化开环氧化物以产生孪生或邻二氟化物。单芳基环氧化物使孪生产物具有芳基的迁移。空间位阻的二取代和三取代环氧化物的收率低。用酯基取代的环氧化物通过烷氧基三氟化硫中间体产生邻位二氟化物。^[10]

（9）

当用SF ₄和碱处理胺时，产生亚氨基硫二氟化物。这些化合物与碱金属氟化物的进一步反应产生腈硫化物，其在亲偶极物存在下进行[3 + 2]环加成反应。^[11]

（10）

羧酸与SF ₄反应，通过酰氟的中间体得到三氟甲基化合物。四氟烷基醚也通过二氟甲基阳离子和酰氟之间的反应形成。^[12]

（11）

四氟化硫可用于有效地氟化聚合物。这通常对聚合物性质具有深远的影响 - 例如，聚乙烯醇的氟化作用改善了其对强酸和强碱的耐受性。^[13]

合成应用

在C-16合成带有三氟甲基的前列腺素是基于通过用四氟化硫氟化羧酸得到的中间体。^[14]

（12）

与其他方法比较

现代氟化方法使得三氟化硫基本上过时。对于亲核氟化反应，现在优选使用更容易处理的试剂DAST（二乙基氨基三氟化硫）至SF ₄。DAST在醇的氟化中具有更高的选择性，并且在酸敏感底物中促进更少的重排和消除。处理气态SF ₄的不便是使用该试剂进行氟化的缺点。另外，如果使用HF，则不能在基材中存在酸不稳定的官能团。亲电氟化试剂，例如Selectfluor和N-氟磺酰亚胺，补充SF ₄的反应性并避免这些问题。^[15]

（13）

实验条件和程序

典型条件

四氟化硫在室温下是无色气体，尽管它在-38℃下沸腾。它在水介质中快速水解，具有腐蚀性和毒性; 因此，反应应在通风良好的通风橱中进行，并带有手套和护目镜。四氟化硫不与不锈钢，铜或镍反应。通常，与SF _4的氟化反应在不锈钢振动器设备中进行。通过冷凝将气态试剂引入振荡器中，并且当反应完成时通常将气态产物排出（除非气态产物是感兴趣的，在这种情况下它们可以冷凝成单独的容器）。通过将反应混合物倒入水中然后过滤，可以从所需产物中分离出氟化氢。在这种情况下，氢氧化钙溶液也可用于产生无害的氟化钙。

示例程序^[16]

（14）

将5-羟基组胺二盐酸盐（1700mg，3.5mmol）溶于25mL无水液体HF中，并将溶液在干燥氮气流中蒸发以除去HCl。将残余物在-78℃下再溶于40mL HF中，用2.3mL SF ₄（40.3mmol）处理，并温热至0℃，保持2.5小时。重新冷却至-78℃后，将另外2mL的SF ₄冷凝到溶液中。然后将反应器浸入冰浴（约1L）中，使其温热至室温过夜。然后HF在N ₂流中除去残余物，将残余物溶于25mL 2.5N HCl中，将溶液 真空浓缩成胶状残余物，将其加到150mL Dowex 50X8中，用200mL H ₂洗脱。O，400mL的1N HCl，和约。1L 2.5N HCl。将茚三酮阳性级分（2.5N HCl）浓缩至500mg结晶B-氟组胺二盐酸盐（71％）：在该温度下插入时在130℃下分解; 60-MHz ¹ H NMR（D ₂ O-DCl）δ3.3-4.2（宽多峰，2 H），6.27（四线多重峰的双峰，1 H，J _HF = 47 Hz），7.83（m，1 H） ，J _HF = 2Hz），9.0（s，1H）。肛门。计算值。C ₅ H ₁₀ N ₃ FCl _{2的分析计算值}：C，29.70; H，4.95; N，20.80; F，9.40。实测值：C，29.69; H，4.94; N，20.51; F，9.72。