当前，文献中已经鉴定了两种含有OSF5阴离子的化合物。第一种化合物 CsOSF5，公开于，例如Lustig等人，“Studies Involving Some Nonmetal Oxy-and Thiofluoride Salts”，Inorg.Chem.，6，2115(1967)；和Christe等人，“Vibrational Spectrum and Force Constants of the SF5O-Anion”，Inorg.Chem.，12，620(1973) 中。CsOSF5是一种微溶或者不溶于普通有机溶剂的无机盐。由于它的不溶性， 因此该化合物自身不能在取代反应中用作OSF5阴离子源。第二种化合物是 (Me2N)3S+-OSF5，公开于例如Mews等人，Hexa-coordinated sulfur(VI)anions， Chem.Ber.122(1989)427-432中。第二种化合物虽然溶于普通有机溶剂中， 但是该化合物并未表明是一种有效的亲核OSF5源。
据此，期望提供可以充分溶于普通有机溶剂中，从而适用于亲核取代反应 中的含有氧基五氟硫酸盐阴离子的新颖合成物。进一步希望提供通过所述反应 形成的新产品。
所有在此引用的参考文献的全部内容都在此引入作为参考。

据此，本发明的第一方面包括含有式YOSF5或者ZOSF5所表示的化合物 的合成物，其中：
(a)Y为：(i)非(Me2N)3S+的有机阳离子，或者(ii)无机阳离子，条件是 当Y为无机阳离子时，所述合成物进一步包括配位剂；和
(b)Z选自C1-20烷基、芳基、环烷基、其组合及其含有至少一个杂原子 的类似物，条件是由式ZOSF5表示的化合物是分子化合物。
本发明的第二方面包括由式YOSF5表示的合成物，其中Y为非(Me2N)3S+ 的有机阳离子。
本发明的第三方面包括式ZOSF5表示的合成物，其中Z为C1-20烷基、芳 基、环烷基、其组合及其含有至少一个杂原子的类似物，其中所述合成物为分 子化合物。
本发明的第四方面包括含有以下的合成物：(a)式YOSF5表示的化合物， 其中Y为无机阳离子；和(b)配位剂。
本发明的第五方面包括提供本发明第三方面的合成物的方法，所述方法包 括：
提供式Y+-OSF5表示的试剂，其中Y为有机阳离子；
提供式ZL表示的底物，其中L为离去基团；
将所述试剂和底物混合在溶剂中；和
用OSF5替换离去基团，从而提供ZOSF5。
本发明的第六方面包括提供本发明第三方面的合成物的方法，所述方法包 括：
提供式Y+-OSF5表示的试剂，其中Y为无机阳离子；
提供配位剂；
提供式ZL表示的底物，其中L为离去基团；
将所述试剂、配位剂和底物混合在溶剂中；和
用OSF5取代离去基团，从而提供ZOSF5。
本发明的第七方面包括提供本发明第一方面的合成物的方法，其中Y为 有机阳离子，所述方法包括：
提供式YF表示的试剂；和
使该试剂与SOF4在溶剂中反应，从而提供YOSF5。
本发明的第八方面包括提供本发明第一方面的合成物的方法，其中Y为 无机阳离子和所述合成物进一步包括配位剂，所述方法包括：
提供式YF表示的试剂；和使该试剂与SOF4在溶剂中反应，从而提供 YOSF5，
其中在所述试剂与SOF4反应之前，将所述配位剂与所述试剂混合，和/或 将所述配位剂与YOSF5混合。
本发明提供含有OSF5的新颖合成物，和制备所述合成物的方法。
在本发明合成物包含OSF5阴离子的实施方案中，所述阴离子可以用作亲 核OSF5源，并且同样可以用作亲核试剂，通过亲核取代反应将OSF5官能团加 成到期望的底物上。由此所得的新颖化合物构成了本发明的另一实施方案。可 以确信，相对于未被取代的类似物，本发明化合物的一种或者多种以下性能将 会得到改善：(a)电负性；(b)亲脂性；(c)抗氧化能力；(d)热稳定性；(e) 化学稳定性；(f)空间体积；(g)在化学转化中的选择性；和(h)介电性质。
由此，在化合物上进行OSF5取代的工艺还可以用作改性化合物性能的一 种方法。例如，OSF5取代将是CF3取代的一种有效替代，其具有较小的环境问 题，因为OSF5可以生物降解。聚合物可以用OSF5进行改性，从而提供具有改 良性能的所得产品，比如耐化学性、耐蚀性等等。
有机阳离子实施方案
本发明的有机阳离子实施方案是式Y+-OSF5(或者仅仅YOSF5)表示的本 发明合成物，其中Y为有机阳离子。所述有机阳离子可以充分溶于溶剂中，从 而使得OSF5阴离子适于在亲核取代反应中用作亲核试剂。
优选所述有机阳离子实施方案可以溶于以下溶剂中，包括但不限于，丙酮、 卤代烃诸如二氯甲烷(DCM)和氯仿、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜 (DMSO)、醚诸如四氢呋喃(THF)和二乙醚(DEE)、腈诸如乙腈(ACN)、 烃类、己烷和芳香烃，诸如甲苯。如果在一升溶剂中至少可以溶解1mg，那么 在本文中定义该合成物可以溶于溶剂中。
适宜的有机阳离子包括但不限于含有季氮原子的化合物和下式表示的化合 物：

其中R1、R2、R3和R4各自独立地选自C1-20烷基、芳基及其组合以及含有 杂原子诸比如O、S、Si、P和N的类似物。优选所述有机阳离子选自C1-20四 烷基铵和四芳基铵及其组合、六甲基胍盐、甲基六亚甲基四胺(以下结构1)、 N，N，N-三甲基-1-金刚烷基铵(结构2)、N-甲基奎宁(结构3)，N，N′-二甲基三 亚乙基二铵(结构4)，1，1，3，3，5，5-六甲基哌啶(结构5)、磷腈盐(结构6)、 咪唑(结构7)、吡啶(结构8)和三(二甲基氨基)锍(TAS)(结构9)。
然而，在本发明合成物的某些实施方案中，所述有机阳离子不是TAS。

(Me2N)3S+
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制备有机阳离子合成物的方法
优选制备有机阳离子化合物的方法包括，提供式YF表示的试剂，和使该 试剂与SOF4在溶剂中反应，从而提供YOSF5。
用于该方法中的优选溶剂包括任何非质子溶剂，包括但不限于ACN、 DCM、DMF和SO2ClF。
无机阳离子实施方案
本发明的无机阳离子实施方案是包括配位剂和式Y+-OSF5(或者仅仅 YOSF5)表示的化合物的本发明合成物，其中Y为无机阳离子。
所述配位剂应当使得所述合成物(特别是无机阳离子)可以充分溶于溶剂 中，从而使得OSF5阴离子适于在亲核取代反应中用作亲核试剂。适宜的配位 剂包括但不限于18-冠-6及其衍生物诸如1，10-二氮杂-18-冠-6、穴状配体、氟 代穴状配体、聚醚、冠醚、氟代冠醚、冠硫醚、杯芳烃诸如二氢杯[4]芳烃冠- 6-醚)、聚胺和聚酰胺、和卟啉。在某些实施方案中，足以使得所述合成物可溶 的配位剂的量一般是0.5～2个配位剂/无机阳离子，不过也可能存在例外。
适宜的无机阳离子包括但不限于Cs、Rb、K、Na、Li、NO和NO2，优选 Cs。然而，本发明的某些无机阳离子(以及某些有机阳离子)实施方案不存在 Cs。
制备无机阳离子合成物的方法
制备无机阳离子合成物的优选方法包括：(a)提供式YF表示的试剂；和 (b)使该试剂与SOF4在溶剂中反应，从而提供YOSF5，其中在所述试剂与SOF4 反应之前，将所述配位剂与所述试剂混合，和/或将其与YOSF5混合。
用于该方法的优选溶剂包括任何非质子溶剂，包括但不限于ACN、DCM、 DMF和SO2ClF。
亲核取代方法
在本发明的另一方面，提供了用OSF5阴离子从底物Z上取代离去基团L 的方法。该方法由以下方程式表示：
-OSF5+ZL→ZOSF6+L
优选所述底物Z为C1-20烷基、芳基、环烷基及其组合，其中它们各自可 以被烷基、芳基、环烷基、卤素和杂原子诸如O、N、S、Si和P的基团取代。
优选所述离去基团L为卤素、卤代烷基、三氟甲磺酸盐、甲苯磺酸盐、 甲磺酸盐、硝基苯磺酸盐(nosylate)、teflate、重氮盐、磺酸盐、锍盐和烷基磺 酰胺以及全氟烷基磺酰胺。
所述亲核取代反应通过将试剂(例如，OSF5阴离子源)和底物混合在溶 剂中引发。所述试剂是根据本发明的合成物，如上所述。据此，适宜的溶剂包 括但不限于以上关于本发明合成物溶解性所述的那些溶剂。
取代反应的产物
优选所述取代反应提供含有OSF5的新颖化合物。在优选的实施方案中， 所述化合物由式ZOSF5表示，其中Z优选为C1-20烷基、芳基、环烷基及其组 合，和它们可以各自被烷基、芳基、环烷基、卤素和杂原子诸如O、N、S、Si 和P基团取代。在其它优选的实施方案中，所述合成物由式 R1R2C(X)C(OSF5)R3R4表示，其中X为卤素，和R1、R2、R3和R4各自独立地 为氢、C1-18烷基、芳基及其组合以及含有杂原子诸如O、S、Si、P和N的类似 物。
实施例
本发明将参考以下实施例进行更为详尽地说明，但是应当理解，本发明并 不意图如此进行限定。
实施例1：四甲基铵氧基五氟硫酸盐(CH3)4N+-OSF5的制备
在干燥的N2气氛手套箱中，向300-cc搅拌反应器(Parr Instrument Co.) 中装载5.35g(57.4mmol)白色晶体四甲基氟化铵和110mL无水CH3CN。在 N2下将反应器密封并且将其取出手套箱。使反应器连接金属真空系统，然后通 过将该反应器底部浸入液氮真空瓶中对其进行冷却。对反应器进行短暂排空， 然后将7.5g(60.5mmol)纯亚硫酰四氟化物SOF4加入其中。然后将上述反应 器密封并且使其升温至环境温度。当反应器内部温度为17℃时，对其施加外部 加热，同时对反应混合物进行搅拌。在3小时时间内，将反应器中物质加热至 约75℃。停止加热，并且在搅拌的同时使反应器中物质冷却至环境温度过夜。 第二天早上，通过真空蒸馏将溶剂和挥发物除去。在干燥箱中将反应器打开， 显示为粉末状浅褐色固体。
将该固体溶于CD3CN中，通过NMR分析确定它是(CH3)4N+-OSF5。质子 NMR结果如下：δ(1H)＝3.07ppm，单峰(4个甲基上的12H)。氟NMR显示 了AB4图案：δ(19FA)＝134.2ppm(1F)，J＝159Hz，δ(19FB)＝91.5ppm(4F)，J＝160 Hz。
固体(KBr压片)的IR光谱显示了与(CH3)4N+-OSF5：v(cm-1)＝1151，785， 750，692，606，530，501一致的峰。
实施例2：四丁基铵氧基五氟硫酸盐(Bu)4N+-OSF5的制备
根据Sun等人，JACS 127，2050(2005)的方法制备四丁基氟化铵(Bu)4N+-F 样品。在N2下，将含有大约19mmol(Bu)4N+-F的样品的53mL无水CH3CN溶 液转入到300-cc搅拌反应器(Parr Instrument Co)中，随后通过将反应器底部 浸入液氮中将其内部温度冷却至约-148℃。将反应器排空，并且将纯2.6g(21.0 mmol)SOF4加入其中。然后，使反应器和其中物质升温至环境温度并且将其 搅拌过夜。在指定时间之后，用N2鼓泡通过反应器中物质10分钟，然后将反 应器打开，显示为褐色溶液。通过蒸发将挥发物除去，得到重量为7.3g的残 余物。
将该残余物溶于CDCl3中，通过NMR分析确定它是(Bu)4N+-OSF5。质子 NMR结果如下：δ(1H)＝2.74ppm，多重峰(4个CH2基团上的8H)，1.19ppm， 多重峰(4个CH2基团上的8H)，0.95ppm，多重峰(4个CH2基团上的8H)， 0.54ppm，多重峰(4个CH3基团上的12H)。氟NMR表明了AB4图案：δ(19FA) ＝130.5ppm(1F)，J＝162Hz，δ(19FB)＝90.0ppm(4F)，J＝160Hz。
实施例3：Cs+-OSF5的18-冠-6配合物的制备
在干燥箱中，将5.28g(19mmol)CsOSF5、10.11g(38mmol)18-冠-6 和50mL无水乙腈混合在装配有Teflon涂覆的磁力搅拌棒的Schlenk烧瓶中。 将该烧瓶从干燥箱中取出，在N2气氛中，在环境温度下将上述混合物搅拌约22 小时。达到指定时间之后，对所得混合物进行过滤，并且在减压下对所得滤液 进行加热，从而除去挥发物。在CDCl3中通过NMR光谱对所得浅黄色固体进 行分离，表明其与CsOSF5的18-冠-6配合物一致。1H NMR：3.32ppm(s)。 氟NMR表明了AB4图案：δ(19FA)＝131.09ppm(1F)，J＝162.8Hz，δ(19FB) ＝90.57ppm(4F)，J＝162.6Hz。
实施例4：(CH3)4N+-OSF5的反应
将四甲铵氧基五氟硫酸盐(0.157g，0.723mmol)的乙腈(2mL)浆液加 入到三氟甲磺酸十二烷基酯(0.116g，0.365mmol)的1mL乙腈浆液中，并且 在室温下将其搅拌3小时。通过过滤将固体除去并且通过旋转蒸发将溶剂除去。 GC/MS和NMR分析表明是1-氟十二烷和1-SF5O十二烷的混合物。1-SF5O 十二烷GC/MS m/z 312，157，127，111，83，69，57。1H NMRδ4,5(pent， 2H)；1.3(20H)；0.9(t，3H)。19F NMR δ79(pent，1F)；60(d，4F)。
实施例5：(CH3)4N+-OSF5的反应
对四甲基铵氧基五氟硫酸盐(0.129g，0,59mmol)、N-溴琥珀酰亚胺(0.097， 0.55mmol)和乙腈(3mL)的混合物进行搅拌并且将其冷却至5℃。将环己烯 (0.0861g，1.05mmol)溶于乙腈(0.5mL)溶液加入到烧瓶中。使烧瓶中物 质升温至室温，同时将其搅拌过夜。该反应得到了1-Br-2-F环己烷和1-Br-2-OSF5 环己烷。1-Br-2-OSF5环己烷GC/MS m/z225，183，127，81。
实施例6：CsOSF5的18-冠-6配合物的反应
将三氟甲磺酸十二烷基酯(0.057g，0.196mmol)溶于乙腈(0.5mL)溶 液加入到溶于乙腈(2.3mL)中的CsOSF5的18-冠-6配合物(0.285g，0.354mmol) 中。在室温下将上述反应搅拌2小时。GC/MS分析表明是1-氟十二烷和1-SF5O 十二烷的混合物。1-SF5O十二烷GC/MS m/z 157，127，111，97，83，69， 55。
虽然本发明已经进行了详细描述并且参考其具体实施例进行了详细描述， 但是对于本领域熟练技术人员很显然，其中可以进行多种不背离其精神和范围 的改变和变型。