Strukturbestimmung der Sulfonsäuremonofluormethylester FSO2OCH2F und CF3SO2OCH2F in der festen und gasförmigen Phase
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Synthese von Superfluormethyl (CF3SO3CH2F, SFM) und magischem Fluormethyl (FSO3CH2F, MFM) wird beschrieben. Dabei handelt es sich um zwei leicht zu synthetisierende, aber hochwirksame Fluormethylierungsreagenzien. Sie sind analog zu den bekannten und weit verbreiteten Methylierungsreagenzien CF3SO3CH3 und FSO3CH3. Sowohl das Superfluormethyl als auch das magische Fluormethyl wurden durch multinukleare NMR-Spektroskopie (1H, 13C, 17O, 19F, 33S) vollständig charakterisiert. Ihre Strukturen wurden im festen Zustand an in-situ gezüchteten Kristallen durch Röntgenbeugung und in der Gasphase durch Elektronenbeugung bestimmt. Die Ergebnisse wurden mit quantenchemischen Berechnungen verglichen und durch diese unterstützt. Die strukturellen Eigenschaften der beiden Verbindungen stimmen gut überein. In der Gasphase liegen jeweils zwei Konformationen vor, während in der kristallinen Phase nur die stabilere Konformation nachgewiesen werden kann. Die O-CFH2-Bindung, die bei der Fluor-Methylierungsreaktion gebrochen wird, ist in SFM und MFM 1,43 - 1,44 Å lang und damit ähnlich lang wie die O-C-Bindung in dem etablierten Fluormethylierungsreagenz Fluormethyl-2,4,6-trinitrophenylsulfonat (1,44 Å). Die Fluormethylierungseffizienz von Superfluormethyl und magischem Fluormethyl wurde in einer großen Anzahl von Fluormethylierungsreaktionen nachgewiesen. Die Fluormethylierung verschiedener Chalkogenverbindungen verlief einfach und sauber. Alle fluormethylierten Produkte wurden als reine Verbindungen isoliert und mit Hilfe von NMR, Schwingungsspektroskopie und Einkristall-Röntgenbeugung charakterisiert. SFM und MFM haben sich als hochreaktive elektrophile Fluoralkylierungsreagenzien erwiesen, die sich durch kurze Reaktionszeiten, hohe Ausbeuten und eine einfache Handhabung und Entfernung aufgrund ihrer hohen Flüchtigkeit auszeichnen. Es handelt sich also um zwei neue und leistungsstarke, nicht ozonabbauende Fluormethylierungsreagenzien, die in Forschung und Industrie eingesetzt werden können.
