Fluorierungsreagenzien mit (Perfluoralkyl)fluorophosphat-Anion

Die elektrophile Fluorierung ist für die Synthese neuer fluorierter

organischer Moleküle von großer Bedeutung [Organofluorine Chemistry. Principles and Commercial Application, R.E. Banks, B.E. Smart, J.C.

Tatlow (Eds.), Plenum Press, N.Y., London, 1994, S. 42]. Molekulares Fluor (F ₂ ) wird seit vielen Jahren zur direkten Fluorierung organischer

Verbindungen eingesetzt. Diese Reaktion ist jedoch aufgrund der hohen Reaktivität des F ₂ schwer kontrollierbar. Bei der stark exothermen Reaktion entsteht in der Regel eine Mischung verschiedener fluorierter

Nebenprodukte mit einem relativ geringen Anteil des gewünschten

Produkts. Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung gasförmigen Fluors sind seine hohe Toxizität, der niedrige Siedepunkt und seine schlechte Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln. Um diesen Nachteilen zu begegnen, wurde eine Reihe fluorierter Reagenzien entwickelt, z.B.

Fluoroxytrifluormethan (CF ₃ OF), Acetylhypofluorit (CH ₃ C(0)OF),

Cäsiumfluoroxysulfat (CsSO ₄ F), Xenondifluorid (XeF ₂ ), Perchlorylfluorid (FCIO ₃ ) [P. Kirsch, Modern Fluoroorganic Chemistry. Synthesis, Reactivity, Applications, WILEY-VCH, 2004]. Nachteile dieser Reagenzien sind ihre geringe Stabilität sowie die gefährliche Handhabung. Aus diesen Gründen werden ständig neue stabile, fluorierte Reagenzien entwickelt, die zur elektrophilen Fluorierung eingesetzt werden können.

Der bedeutendste Fortschritt lag in der Entwicklung sogenannter„NF"- Reagenzien der Formel R ₂ N-F und R ₃ N ⁺ -F.

EP 0478210 A1 offenbart N-fluorierte 1 ,4-Diazabicyclo-[2.2.2]octan- Derivate mit Anionen wie Halogeniden, Fluorsulfaten, Alkansulfonaten, Alkylsulfaten, Perfluoralkansulfonaten, insbesondere Triflaten (CF ₃ SO ₃ ) und Nonaflaten (C ₄ F ₉ S0 ₃ ^" ), Arensulfonaten, insbesondere Tosylaten, Alkancarboxylaten, Perfluoralkancarboxylaten, Tetrafluorboraten (BF ₄ ^" ), Tetraphenylboraten, Hexafluorophosphaten (PF ₆ ^" ), Hexafluoroantimonaten, Chloraten und Sulfaten.

Einige solcher NF-Reagenzien sind heute bereits kommerziell erhältlich, z.B. 1-Chlormethyl-4-fluordiazoniabicyclo[2,2,2]octan-bis-tetrafl uoroborat (Selectfluor™, F-TEDA-BF ₄ ; Verbindung 1) [R.E. Banks, 1998, J. Fluorine Chem. 87: 1-17; J.M. Hart, R.J. Syvret, 1999, J. Fluorine Chem. 100: 157- 161]

oder N-Fluoropyridinium-Salze (NFPy; Verbindung 2) [T. Umemoto, G. Tomiizawa, H. Hachisuka, M. Gitano, 1996, J. Fluorine Chem. 77: 161- 168]:

Selectfluor' NFPy

F-TEDA-BF ₄

Diese Reagenzien wurden bereits in verschiedenen Reaktionen eingesetzt und zeigen eine gute Aktivität bei der elektrophilen Fluorierung von organischen Substanzen, beispielsweise von aromatischen Verbindungen, Thioethern, Enolestern, Thioglucosiden, Alkenen, heterocyclischen

Verbindungen oder Verbindungen mit aktivierter Methylengruppe [G. S. Lal, G.P. Pez, R.G. Syvret, 1996, Chem. Rev. 96: 1737-1755; P.T. Nyffeler, S.G. Duron, M.D. Burkart, St. P. Vincent, Ch.-H. Wong, 2005, Angew.

Chem. 1 17: 196-217].

Die Fluorierung mit F-TEDA-BF4 findet unter gemäßigten Bedingungen statt, wobei in der Regel mono-fluorierte Produkte in guter Ausbeute entstehen. In Studien wurde gezeigt, dass die Fluorierungskraft der NF- Reagenzien hauptsächlich von der Struktur des R ₃ N ⁺ -F-Kations abhängt [P. Kirsch, Modern Fluoroorganic Chemistry. Synthesis, Reactivity,

Applications; Kapitel 2.1.6., Seite 73ff, WILEY-VCH, 2004], wohingegen der Einfluss des Anions (BF ₄ ^" , PF ₆ ^" oder CF ₃ S0 ₃ ^" ) eher gering ist. Wie weiter unten erläutert, wurde in der vorliegenden Erfindung jedoch gezeigt, dass ein geeignetes Anion die Fluorierungskraft durchaus maßgeblich

beeinflussen kann.

Die Reagenzien F-TEDA-BF ₄ und NFPy-BF ₄ weisen jedoch auch Nachteile auf. So ist z.B. die Löslichkeit von F-TEDA-BF ₄ in Acetonitril eingeschränkt und in gängigen organischen Lösungsmitteln wie niederen Alkoholen, Aceton oder Dichlormethan sehr niedrig [R. P. Singh, J.M. Shreeve, 2004, Acc. Chem. Res. 37: 31-44; P.T. Nyffeler, S.G. Duron, M.D. Burkart R. P. Singh, J.M. Shreeve, St. P. Vincent, Ch.-H. Wong, 2005, Angew. Chem. 117: 196-217], was die praktische Anwendung dieses Fluorierungsreagens einschränkt. Zudem sollten große Mengen F-TEDA-BF ₄ an einem kühlen, trockenen Ort gelagert werden und nicht auf Temperaturen über 80°C erhitzt werden [R. P. Singh, J.M. Shreeve, 2004, Acc. Chem. Res. 37: 31- 44]. Die garantierte Lagerstabilität beträgt gewöhnlich nicht mehr als ein Jahr.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war somit das Bereitstellen neuer Fluorierungsreagenzien mit verbesserten Eigenschaften, z.B. bezüglich ihrer Löslichkeit oder ihrer Stabilität.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass NF- Fluorierungsreagenzien mit verbesserten Eigenschaften erhalten werden können, wenn das Anion durch ein FAP-Anion

((Perfluoralkyl)fluorophosphat-Anion) ersetzt wird.

Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die

Verwendung einer Verbindung der Formel (I) (1+z)+

R1

R2-N (1+z) FAP- R3

(I)

als Fluorierungsreagens, wobei R1 , R2 und R3 jeweils unabhängig voneinander für

- geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-20 C-Atomen,

- gesättigtes, teilweise oder vollständig ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7

C-Atomen, das mit Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,

stehen,

wobei ein oder zwei Reste ausgewählt aus R1 , R2 und R3 vollständig und/ oder ein oder mehrere Reste ausgewählt aus R1 , R2 und R3 teilweise mit Halogenen oder teilweise mit -OR ¹ , -NR ₂ , -CN, -C(O)NR ₂ oder -S0 ₂ NR ¹ ₂ substituiert sein können,

wobei ein oder zwei nicht benachbarte und nicht a-ständige

Kohlenstoffatome der Reste R1 , R2 und/oder R3 durch Atome und/ oder Atomgruppierungen ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S0 ₂ -, -N ⁺ R ¹ ₂ -, - C(0)NR - oder -S0 ₂ NR ¹ - ersetzt sein können,

und wobei die Reste R1 , R2 und/oder R3 miteinander verknüpft sein können und mit dem Stickstoff-Atom ein heterocyclisches Ringsystem ausbilden können,

worin R ¹ für H, nicht, teilweise oder perfluoriertes C bis C ₆ -Alkyl, C3- bis C ₇ -Cycloalkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl und R ^r für nicht, teilweise oder perfluoriertes C bis C ₆ -Alkyl, C ₃ - bis C ₇ -Cycloalkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl stehen, und wobei FAP ^" für ein Anion der Formel (II)

[P(CnF ₂ n ₊ l )yF6-y] ^" (II)

steht, mit n = 1 bis 8, y = 1 bis 4, und z für 0, 1 oder 2 steht. Unter einem geradkettigen oder verzweigten Alkyl mit 1-20 C-Atomen wird beispielsweise Methyl, Ethyl, Isopropyl, Propyl, Butyl, sek.-Butyl oder tert.- Butyl, ferner auch Pentyl, 1-, 2- oder 3-Methylbutyl, 1 ,1-, 1 ,2- oder 2,2- Dimethylpropyl, 1-Ethylpropyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl oder Dodecyl verstanden. Wie zuvor beschrieben können diese Reste teilweise mit Halogenen, insbesondere mit -F und/oder -Cl, oder teilweise mit -OR ¹ , -NR ^{1 *} 2, -CN, -C(O)NR ¹ ₂ , -SO ₂ NR ¹ ₂ substituiert sein.

Gesättigte oder teilweise oder vollständig ungesättigte Cycloalkylgruppen mit 3-7 C-Atomen sind zum Beispiel Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclopentenyl, Cyclohexenyl, Phenyl,

Cycloheptenyl, welche mit C bis C ₆ -Alkylgruppen substituiert sein können, wobei wiederum die Cycloalkylgruppe oder die mit C bis C ₆ -Alkylgruppen substituierte Cycloalkylgruppe auch mit Halogenatomen wie F, Cl, Br oder I, insbesondere F oder Cl oder mit -OR ¹ , -NR ^r ₂ , -CN, -C(O)NR ¹ ₂ , -SO ₂ NR ¹ ₂ substituiert sein kann.

In den Substituenten von R1 , R2 und R3 steht R für H, nicht, teilweise oder perfluoriertes C bis C ₆ -Alkyl, C ₃ - bis C ₇ -Cycloalkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl und R für nicht, teilweise oder perfluoriertes d- bis C ₆ -Alkyl, C3- bis C -Cycloalkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl.

Ohne Einschränkung der Allgemeinheit sind Beispiele für Substituenten von R1 , R2 und R3 daher:

-OCH _3l -OCH(CH ₃ ) ₂ , -CH ₂ OCH ₃ , -CH ₂ -CH ₂ -O-CH ₃ , -C ₂ H ₄ OCH(CH ₃ )2, -

SO ₂ CH ₃ , -SO ₂ C ₆ H ₅ , -SO ₂ C ₃ H ₇ , -SO ₂ CH(CH ₃ ) ₂ , -SO ₂ CH ₂ CF ₃ , -CH ₂ SO ₂ CH ₃ , -O-C ₄ H ₈ -O-C ₄ H ₉ , -CF ₃ , -C ₂ F ₅ , -C ₃ F ₇ , -C ₄ F ₉ , -C(CF ₃ ) ₃ , -CF ₂ SO ₂ CF ₃ , - C ₂ F ₄ N(C ₂ F ₅ )C ₂ F ₅ , -CHF ₂₎ -CH ₂ CF ₃ , -C ₂ F ₂ H ₃ , -C ₃ FH ₆ , -CH ₂ C ₃ F ₇ , -C(CFH ₂ ) ₃ oder -CH ₂ C ₆ H ₅ .

In R ¹ und R bedeutet substituiertes Phenyl, durch C bis C ₆ -Alkyl, C bis C ₆ -Alkenyl, CN, NR ₂₎ F, Cl, Br, I, Ci-C ₆ -Alkoxy, SCF ₃ , S0 ₂ CF ₃ oder SO ₂ NR ^* ₂ substituiertes Phenyl, wobei R ^* ein nicht, teilweise oder

perfluoriertes C bis C ₆ -Alkyl oder C ₃ - bis C ₇ -Cycloalkyl wie für R ¹ definiert bedeutet, beispielsweise, o-, m- oder p-Methylphenyl, o-, m- oder p- Ethylphenyl, o-, m- oder p-Propylphenyl, o-, m- oder p-lsopropylphenyl, o-, m- oder p-tert.-Butylphenyl, o-, m- oder p-Methoxyphenyl, o-, m- oder p- Ethoxyphenyl, o-, m-, p-(Trifluormethyl)phenyl, o-, m-, p- (Trifluormethoxy)phenyl, o-, m-, p-(Trifluormethylsulfonyl)phenyl, o-, m- oder p-Fluorphenyl, o-, m- oder p-Chlorphenyl, o-, m- oder p-Bromphenyl, o-, m- oder p-lodphenyl, weiter bevorzugt 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-Dimethylphenyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-Dihydroxyphenyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-Difluorphenyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-Dichlorphenyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-Dibromphenyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-Dimethoxyphenyl, 5-Fluor-2- methylphenyl, 3,4,5-Trimethoxyphenyl oder 2,4,5-Trimethylphenyl.

Bevorzugt bilden R1 , R2 und/ oder R3 mit dem Stickstoff-Atom ein heterocyclisches Ringsystem aus. Solche gesättigten oder ungesättigten Ringsysteme schließen mono- und bicyclische, sowie aromatische

Ringsysteme sein, bei denen zwei der drei Reste R1 , R2 oder R3 einen gemeinsamen Rest darstellen, der über eine Doppelbindung mit dem Stickstoffatom verbunden ist. Als Beispiel hierfür seien Strukturen mit Pyridin-Grundgerüst genannt.

Ein gesättigter oder ungesättigter mono- oder bicyclischer heterocyclischer Rest kann 5 bis 13 Ringglieder enthalten, wobei 1 , 2 oder 3 N- und 1 oder 2 S- oder O-Atome vorliegen können und der heterocyclische Rest ein- oder mehrfach durch C bis C ₆ -Alkyl, CN, NR ^1* ₂ , F, Cl, Br, I, C C ₆ -Alkoxy, S0 ₂ CF ₃ oder S0 ₂ NR ¹ ₂ substituiert sein kann, wobei R ¹ und R

angegebene Bedeutung haben.

Der heterocyclische Rest ist vorzugsweise substituiertes oder

unsubstituiertes 1-, 2- oder 3-Pyrrolyl, 1-, 2-, 4- oder 5-lmidazolyl, 3-, 4- oder 5-Pyrazolyl, 2-, 4- oder 5-Oxazolyl, 3-, 4- oder 5-lsoxazolyl, 2-, 4- oder 5-Thiazolyl, 3-, 4- oder 5-lsothiazolyl, 2-, 3- oder 4-Pyridyl, 2-, 4-, 5- oder 6- Pyrimidinyl, weiterhin bevorzugt 1 ,2,3-Triazol-1-, -4- oder -5-yl, 1 ,2,4- Triazol- -, -4- oder -5-yl, 1- oder 5-Tetrazolyl, 1 ,2,3-Oxadiazol-4- oder -5-yl 1 ,2,4-Oxadiazol-3- oder -5-yl, 1 ,3,4-Thiadiazol-2- oder -5-yl, 1 ,2,4- Thiadiazol-3- oder -5-yl, 1 ,2,3-Thiadiazol-4- oder -5-yl, 3- oder 4- Pyridazinyl, Pyrazinyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-1 H-lndolyl, 1-, 2-, 4- oder 5-Benzimidazolyl, 1-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Benzopyrazolyl, 2-, 4-, 5-, 6- oder 7-Benzoxazolyl, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Benzisoxazolyl, 2-, 4-, 5-, 6- oder 7- Benzthiazolyl, 2-, 4-, 5-, 6- oder 7-Benzisothiazolyl, 4-, 5-, 6- oder 7-Benz- 2,1 ,3-oxadiazolyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Chinolinyl, 1-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-lsochinolinyl, 1-, 2-, 3-, 4- oder 9-Carbazolyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder 9-Acridinyl, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Cinnolinyl, 2-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Chinazolinyl oder 1-, 2- oder 3-Pyrrolidinyl.

Besonders bevorzugt steht die Verbindung der Formel (I) für eine

Verbindung der Formel (III)

(III)

wobei R für

- geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-20 C-Atomen,

- gesättigtes, teilweise oder vollständig ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7

C-Atomen, das mit Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,

steht,

wobei R vollständig oder teilweise mit Halogenen oder teilweise mit -OR ¹ , -NR ^{1 *} 2, -CN, -C(O)NR ¹ ₂ oder -S0 ₂ NR ¹ ₂ substituiert sein kann,

und wobei ein oder zwei nicht benachbarte und nicht a-ständige

Kohlenstoffatome von R durch Atome und/ oder Atomgruppierungen ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S0 ₂ -, -N ⁺ R ¹ ₂ -, -C(0)NR - oder -SO ₂ NR ¹ - ersetzt sein können,

worin R für H, nicht, teilweise oder perfluoriertes d- bis C6-Alkyl, C ₃ - bis C7-Cycloalkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl und R ^1* für nicht, teilweise oder perfluoriertes C bis C ₆ -Alkyl, C3- bis C ₇ -Cycloalkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl stehen.

R steht in Formel (III) bevorzugt für ein geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-4 C-Atomen, wobei R teilweise mit Halogenen wie F, Cl, Br oder I, insbesondere Cl, substituiert sein kann.

Beispiele für ein geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-4 C-Atomen sind Methyl, Ethyl, Isopropyl, Propyl, Butyl, sek.-Butyl oder tert.-Butyl. Diese Reste können wie zuvor beschrieben teilweise mit Halogenen,

insbesondere mit -Cl substituiert sein. Beispiele hierfür sind -CHCI ₂ , - CH ₂ CI, -CH ₂ CCI ₃ , -C ₂ CI ₂ H ₃ , -C ₃ CIH ₆ , -CH ₂ C ₃ CI ₇ oder -C(CCIH ₂ ) ₃ .

In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform steht die

Verbindung der Formel (I) für eine Verbindung der Formel (IV)

(IV). In einer weiteren ganz besonders bevorzugten Ausführungsform steht die Verbindung der Formel (I für eine Verbindung der Formel (V)

In der vorliegenden Erfindung steht FAP ^" bevorzugt für ein Anion der Formel (II)

[P(C _n F2n ₊ l)yF _6-y r (II)

mit n = 1 bis 4,

y = 1 bis 3.

Besonders bevorzugt steht FAP ^" für [(CF ₃ )3PF ₃ r, [(C ₂ F ₅ )3PF3] ^" ,

[(C ₃ F ₇ ) ₃ PF ₃ r, [(C4F ₉ ) ₃ PF ₃ r, [(CF ₃ ) ₂ PF ₄ ]- [(C ₂ F ₅ ) ₂ PF ₄ r, [(C ₃ F ₇ ) ₂ PF ₄ ]- oder [(C F ₉ )2PF ₄ r, insbesondere bevorzugt für [(C ₂ F ₅ ) ₃ PF ₃ ] ^" .

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verwendung steht die Verbindung der Formel (I) für eine Verbindung der Formel (IVa)

(IVa).

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform steht die Verbindung der Formel (I) für eine Verbindung der Formel (Va)

Die erfindungsgemäße Verwendung einer Verbindung der Formel (I) als Fluorierungsreagenz hat gegenüber der Verwendung entsprechender Fluorierunsgreagenzien mit BF ₄ ^" -Anion verschiedene Vorteile: Die

Verbindungen nach Formel (I) weisen eine verbesserte Stabilität auf und können daher über einen längeren Zeitraum gelagert werden. Außerdem ist die Löslichkeit der Verbindungen in bestimmten organischen

Lösungsmitteln wie Acetonitril, Dichlormethan, Dialkylether,

Ethylenglycoldimethylether (Monoglyme), Bis(2-methoxyethyl)ether

(Diglyme) oder Ν,Ν-Dimethylacetamid erhöht. Damit ist das Einsatzgebiet dieser Fluorierunsgreagenzien breiter. Ein weiterer Vorteil bei der

Verwendung von Fluorierungsreagenzien der Formel (I) ergibt sich durch ihre wesentlich höhere Fluorierungskraft. Daraus resultiert bereits bei Raumtemperatur eine stark erhöhte Reaktionsgeschwindigkeit.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Fluorierung einer nucleophilen organischen Verbindung, dadurch

gekennzeichnet, dass die nucleophile organische Verbindung mit einer Verbindung der Formel (I)

(1+z)+

R1

\ +

R2-N-F (1+z) FAP-

R3

(I)

umgesetzt wird wobei R1 , R2 und R3 jeweils unabhängig voneinander für - geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-20 C-Atomen,

- gesättigtes, teilweise oder vollständig ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7

C-Atomen, das mit Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,

stehen,

wobei ein oder zwei Reste ausgewählt aus R1 , R2 und R3 vollständig und/ oder ein oder mehrere Reste ausgewählt aus R1, R2 und R3 teilweise mit Halogenen oder teilweise mit -OR ¹ , -NR ₂ , -CN, -C(0)NR ₂ oder -SO ₂ NR ¹ ₂ substituiert sein können,

wobei ein oder zwei nicht benachbarte und nicht a-ständige

Kohlenstoffatome der Reste R1 , R2 und/oder R3 durch Atome und/ oder Atomgruppierungen ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S0 ₂ -, -N ⁺ R ¹ ₂ -, - C(0)NR ¹ - oder -SO ₂ NR ¹ - ersetzt sein können,

und wobei die Reste R1 , R2 und/oder R3 miteinander verknüpft sein können und mit dem Stickstoff-Atom ein heterocyclisches Ringsystem ausbilden können,

worin R für H, nicht, teilweise oder perfluoriertes C bis C ₆ -Alkyl, C ₃ - bis C ₇ -Cycloalkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl und R für nicht, teilweise oder perfluoriertes C bis C ₆ -Alkyl, C ₃ - bis C ₇ -Cycloalkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl stehen,

FAP ^" für ein Anion der Formel (II)

[P(C _n F _2n+1 ) _y F _6-y ]- (II)

mit n = 1 bis 8

y = 1 bis 4, und z für 0, 1 oder 2 steht.

In den bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen

Verfahrens sind R1 , R2 und R3, sowie FAP ^" wie oben beschrieben definiert. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Reaktion in einem organischen Lösungsmittel. Hierfür kann jedes gängige organische Lösungsmittel eingesetzt werden. Die Auswahl eines geeigneten Lösungsmittels ist abhängig von der umzusetzenden

organischen Verbindung und kann von einem Fachmann ohne Weiteres getroffen werden. Beispiele für geeignete organische Lösungsmittel sind Acetonitril, Ν,Ν-Dimethylacetamid, Ethylenglycoidimethylether (Monoglyme) oder Dichlormethan.

Besonders bevorzugt wird Acetonitril eingesetzt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Reaktion in einem lösungsmittelfreien Medium durchgeführt.

Im erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Reaktion bevorzugt bei einer Temperatur zwischen -20°C bis 120°C, besonders bevorzugt ist eine Temperatur von 0°C bis 40°C. Ganz besonders vorteilhaft wird die

Reaktion bei Raumtemperatur durchgeführt, da Fiuonerungsreagenzien der Formel (I) bei Raumtemperatur besonders stabil und aktiv sind.

Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete nucleophile organische Verbindungen sind Verbindungen mit elektronenreichen Zentren, die mit Elektrophilen reagieren können. Hierzu zählen zum Beispiel Verbindungen mit ungesättigten Kohlenstoffverbindungen im Allgemeinen, aktivierte

Olefine (Aryl-substituierte Alkene, Alkyl- und Silylenolether, Enolester und Enamine), aktivierte Aromaten, Thioglycoside, Thioether, heterocyclische Verbindungen, stabilisierte Carbanionen, bestimmte organometallische Verbindungen und aliphatische Sulphide, Disulphide und Selenide.

Besonders bevorzugt werden aromatische Verbindungen mit einem oder mehreren elektronenschiebenden Substituenten eingesetzt. Unter elektronenschiebenden Substituenten werden funktionelle Gruppen verstanden, die einen +I-Effekt, d.h. einen positiven induktiven Effekt, über eine σ-Bindung (z.B. Methyl-Gruppen) oder einen +M-Effekt, d.h. einen positiven mesomeren Effekt, über eine ρ-π-Konjugation (z.B. Alkoxy- oder Dialkylamino-Gruppen) ausüben können.

Beispiele hierfür sind Anisol, Phenetol, N,N-Dimethylanilin.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die nucleophile organische Verbindung 1 ,3- diphenyl-1 ,3-propandion ist.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch Verbindungen der Formel (III)

wobei R für

- geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-20 C-Atomen,

- gesättigtes, teilweise oder vollständig ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7

C-Atomen, das mit Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,

steht,

wobei R vollständig oder teilweise mit Halogenen oder teilweise mit -OR ¹ , -NR ^1* 2, -CN, -C(0)NR ₂ oder -S0 ₂ NR ₂ substituiert sein kann,

und wobei ein oder zwei nicht benachbarte und nicht a-ständige

Kohlenstoffatome von R durch Atome und/ oder Atomgruppierungen ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S0 ₂ -, -N ⁺ R ₂ -, -C(0)NR ¹ - oder -S0 ₂ NR ¹ - ersetzt sein können, worin R ¹ für H, nicht, teilweise oder perfluoriertes C bis C6-Alkyl, C ₃ - bis C7-Cycloalkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl und R für nicht, teilweise oder perfluoriertes Ci- bis C ₆ -Alkyl, C3- bis C ₇ -Cycloalkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl stehen, und wobei FAP ^" für ein Anion der allgemeinen Formel (II)

[P(C _n F _2n+1 ) _y F _6-y ]- (II)

steht, mit n = 1 bis 8,

y = 1 bis 4.

In Formel (III) der erfindungsgemäßen Verbindungen steht R bevorzugt für ein geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-4 C-Atomen, wobei R vollständig oder teilweise mit Halogenen substituiert sein kann.

Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Verbindungen der Formel (III) um Verbindungen der Formel (IV)

Verbindungen der Formel (V) sind ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung

In den Formeln (IV) und (V) steht FAP ^" für ein Anion der allgemeinen Formel (II)

steht, mit n = 1 bis 8,

y = 1 bis 4.

Bevorzugt steht FAP ^" in den Verbindungen der Formeln (III), (IV) und (V) für ein Anion der Formel (II)

[P(C _n F _2n+1 ) _y F _6-y ]- (II)

mit n = 1 bis 4,

y = 1 bis 3.

Besonders bevorzugt steht FAP ^" in den Verbindungen der Formeln (III), (IV) und (V) für [(CF ₃ ) ₃ PF ₃ r, [(C ₂ F ₅ ) ₃ PF ₃ ]-, [(C ₃ F ₇ ) ₃ PF ₃ ]- [(C ₄ F ₉ ) ₃ PF ₃ r,

[(CF ₃ ) ₂ PF ₄ r, [(C ₂ F ₅ ) ₂ PF ₄ r, [(C ₃ F ₇ )2PF ₄ r oder [(C ₄ F ₉ ) ₂ PF ₄ r, insbesondere bevorzugt für [(C ₂ F ₅ ) ₃ PF ₃ ]\

Insbesondere bevorzugt sind die erfindungsgemäßen Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe umfassend die Verbindungen (IVa) und (Va)

(Va) NFPy-FAP. F-TEDA-FAP und NFPy-FAP können in Analogie zu F-TEDA-BF ₄ oder NFPy-BF ₄ hergestellt werden. Dies wird im Folgenden beispielhaft dargestellt:

2 [(C ₂ F5)3PF ₃ r

F-TEDA-FAP

N ^' CH ₃ CN, 10% F ₂ /N ₂ [(C ₂ F ₅ )3PF ₃ r

NFPy-FAP

F-TEDA-FAP und NFPy-FAP können auch ausgehend von F-TEDA-BF ₄ beziehungsweise NFPy-BF ₄ mithilfe einer Anionenaustauschreaktion durch K[(C ₂ F5)3PF ₃ ] (KFAP, erhältlich bei Merck KGaA) hergestellt werden.

F-TEDA-FAP und NFPy-FAP weisen gegenüber F-TEDA-BF ₄ und NFPy- BF ₄ nicht nur eine verbesserte Stabilität und höhere Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln auf, sondern verfügen auch über eine wesentlich höhere Fluorierungskraft. Dies wird anhand der Beispiele 3 und 4 verdeutlicht.

Die folgenden Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu begrenzen. Die Erfindung ist im gesamten beanspruchten Bereich entsprechend ausführbar. Ausgehend von den Beispielen lassen sich auch mögliche Varianten ableiten. So sind die Merkmale und Bedingungen der in den Beispielen beschriebenen Reaktionen auch auf andere, nicht im Detail aufgeführte, aber unter den Schutzbereich der Ansprüche fallende

Reaktionen anwendbar.

Beispiele:

Die ¹ H und ¹⁹ F NMR Spektren werden an einem Brucker Avance 300 Spektrometer (Resonanzfrequenz für ¹ H: 300,13 MHz, für ¹⁹ F: 282,40 MHz) in Acetonitril-D ₃ aufgenommen. CCI ₃ F und TMS dienen jeweils für die ¹⁹ F bzw. ¹ H NMR-Spektren als Referenzsubstanz.

Tabelle 1. Vergleich der Löslichkeit von F-TEDA-BF ₄ und F-TEDA-FAP (Verbindung (IVa)); NFPy- BF ₄ und NFPy-FAP (Verbindung (Va)).

Verbindung Lösungsmittel Löslichkeit

F-TEDA-BF ₄ CH ₃ CN 1 ,2 %

CH ₂ CI ₂ unlöslich

Benzol unlöslich

F-TEDA-FAP (IVa) CH ₃ CN 30 %

CH2CI2 unlöslich

Benzol schwach löslich

NFPy-BF ₄ CH ₃ CN 4,3 %

CH2CI2 unlöslich

Benzol unlöslich

NFPy-FAP (Va) CH ₃ CN 34 %

CH2CI2 0,4 %

Benzol unlöslich Beispiel 1 :

Herstellung von 1 -Chlormethyl-4-fluordiazoniabicyclo[2,2,2]octan-bis-[tris- (pentafluorethyl)trifluorophosphat], F-TEDA-FAP (Verbindung IVa)

F-TEDA-BF. F-TEDA-FAP

Zu einer Lösung von 0,21 g (0,58 mmol) F-TEDA-BF ₄ in 50 cm ³ CH ₃ CN wird bei Raumtemperatur eine Lösung von 0,56 g (1 ,16 mmol) KFAP in 5 cm ³ CH ₃ CN gegeben. Die Reaktionsmischung wird drei Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wird der weiße Niederschlag abfiltriert. Nach Evaporation des Lösungsmittels erhält man 0,57 g eines weißen Feststoffs. Die Ausbeute an F-TEDA-FAP beträgt 88 %

(Schmelzpunkt 109°C). Die Verbindung wird NMR-spektroskopisch und elementaranalytisch untersucht.

¹ H NMR (in CD ₃ CN, Referenzsubstanz: TMS), δ [ppm]:

2,1 s (CH ₃ ), 4,2 t (6H; 3,5,8-CH ₂ ), 4,7 t (6H; 2,6,7-CH ₂ ), 5,3 s (CH ₂ CI). 9F NMR (in CD ₃ CN, Referenzsubstanz: CCI ₃ F), δ [ppm]:

49,4 m (FN ⁺ ), -43,2 d, m (PF), -79,3 m (CF ₃ ), -81 ,0 m (2CF ₃ ), -86,5 d, m

(PF ₂ ), -1 14,7 d, m (CF ₂ ), -115,3 d, m (2CF ₂ ).

Elementaranalyse:

Gefunden: C 22,65 %, H 1 ,54 %, N 3,82 %

Berechnet für F-TEDA-FAP ^■ CH ₃ CN: C 22,69 %, H 1 ,54 %, N 3,78 % Die Struktur von F-TEDA-FAP · CH ₃ CN wird durch Röntgenstrukturanalyse bestätigt. Beispiel 2:

Herstellung von N-Fluorpyridinium Tris(pentafluorethyl)trifluorphosphat NFPy-FAP (Verbindung (Va))

KFAP

NFPy-BF ₄ NFPy-FAP

Zu einer Lösung von 0,20 g (1 ,08 mmol) NFPy-BF in 5 cm ³ CH ₃ CN wird bei Raumtemperatur eine Lösung von 0,52 g (1 ,08 mmol) KFAP in 10 cm ³ CH ₃ CN gegeben. Die Reaktionsmischung wird 15 min bei Raumtemperatur gerührt und anschließend auf -20°C abgekühlt. Der weiße Niederschlag wird abfiltriert. Nach Evaporation des Lösungsmittels erhält man 0,54 g eines weißen Feststoffs. Die Ausbeute an NFPy-FAP beträgt 91 %

(Schmelzpunkt: 66°C). Die Verbindung wurde NMR-spektroskopisch und elementaranalytisch untersucht:

¹ H NMR (in CD ₃ CN, Referenzsubstanz: TMS), δ [ppm]:

8,3 m (2H; 3,5-CH), 8,7 m (1 H; 4-CH), 9,2 m (2H; 2,6-CH).

¹⁹ F NMR (in CD ₃ CN, Referenzsubstanz: CCI ₃ F), δ [ppm]:

47,9 m (FN ⁺ ), -43,3 d, m (PF), -79,3 m (CF ₃ ), -81 ,0 m (2CF ₃ ), -87,0 d, m

(PF ₂ ), -114,8 d, m (CF ₂ ), -115,4 d, m, (2CF ₂ ).

Elementaranalvse:

Gefunden: C 24,30 %, H 0,83 %, N 2,72 %

Berechnet für NFPy-FAP: C 24,33 %, H 0,93 %, N 2,58 %

Beispiel 3: Lösungsmittelfreie Fluorierung von 1 ,3-diphenyl-1 ,3-propandion mithilfe von F-TEDA-FAP (Verbindung (IVa)) im Vergleich zu F-TEDA-BF ₄ :

Beispiel 4:

Lösungsmittelfreie Fluorierung von 1 ,3-diphenyl-1 ,3-propandion mit NFPy- FAP (Verbindung (Va)) im Vergleich zu NFPy-BF ₄ :