铁（Ⅲ）催化二氟乙醛N-磺酰腙（DFHZ）与烯烃的环丙烷化反应研究
发布时间：2021-11-24 23:47
有机化合物与含氟基团的衍生化常常影响它们的物理化学和生物学性质,药物中也通常通过将含氟基团引入有机化学骨架中以增强其生物活性。氟烷基重氮的反应性极强,是高度官能化的氟烷基试剂,但因为其众所周知的毒性和爆炸性,不能很好地适应大剂量的反应,限制了其在工业生产中的应用。近年来,关于氟烷基重氮的反应研究较多,但多数是通过采用不同的实验操作方法,来降低实验的危险性。磺酰腙作为重氮的前体,可以在低温条件下通过碱的催化作用分解生成重氮,这种策略可作为一种更为安全的方法即时生成重氮并参与到反应中。本研究以市售的二氟乙酸乙酯为原料,采用LiAlH4连续还原和磺酰肼缩合的方法,制备出三种不同磺酰基的二氟乙醛N-磺酰腙（DFHZ）,并以优异的产率提供相应的DFHZ-Tfs、DFHZ-Ns和DFHZ-Ts。此外,通过二氟乙醛N-磺酰腙（DFHZ）这种二氟甲基重氮的前体,在过渡金属铁（Ⅲ）的催化下,与烯烃反应高效、绿色、高选择性地实现了二氟烷基环丙烷化反应。
【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
含氟烷基药物分子结构
2代谢稳定性。含有三氟甲基的化合物在药物合成和材料化学领域都有广泛应用，在过去40年得到了广泛的研究[4]。如图1-2是几种用途较为广泛的含CF3的有机药物分子。CNCF3NNSONHOXtandiF3CHNOCNOHAubagioNNNNHOCF3NNPonatinibF3COHNNOHNF3CLomitapideCF3NHOOOHOStivargaNOHNFHNOHNOCF3ClEtofenamate图1-2含三氟甲基的药物分子结构目前，实现有机分子的三氟甲基化主要有两种途径。一种是直接三氟甲基化；另一种方法是利用三氟甲基化试剂，将三氟甲基通过单步基元反应引入到目标分子中。第一种方法以活性很强的氟试剂作为氟源，对目标化合物进行氟化，如HF、SF4、SbF3等，一般利用高温高压，将氟化试剂中的氟原子逐个引入目标分子，如图1-3所示。可想而知，这种方法条件十分苛刻，对所需的实验设备和安全保护措施要求很高，可耐受的官能团相当有限，而且反应效率也并不高。图1-3第二种方法是通过三氟甲基化试剂将三氟甲基整体引入目标分子中，指的是预先设计及制备一些含有三氟甲基砌块的有机化合物作为三氟甲基化试剂，三氟甲基基团以这些三氟甲基化试剂作为载体，进而向目标分子中引入三氟甲基基团。在整个反应过程中，并不涉及碳-氟键的生成与断裂，相比第一种方法有更好的选择性和更温和的反应条件。由于三氟甲基试剂具有反应条件相对温和、制备方法丰富、利于储存等优点，目前已经成为了三氟甲基化反应研究的主要方向。一般的，根据三氟甲基化试剂本身所具有的电子特性，可分为亲核型、亲电型和自由基型[5,6]。1.1亲核型三氟甲基化三氟甲基化反应中发展最久的反应当属亲核型的三氟甲基化反应，与之对应
（CF3I）、三氟溴甲烷（CF3Br）、三氟乙酸盐、碘-二氟甲基磺酰氟、氟磺酰二氟乙酸甲酯等。亲核三氟甲基化通过CF3-的亲核反应实现，根据反应过程中三氟甲基负离子不同的形成方式，将试剂大致分为两类，即金属-CF3（M-CF3）试剂与TMSCF3试剂。1.1.1金属-CF3（M-CF3）型亲核三氟甲基化金属-CF3（M-CF3）型的亲核三氟甲基试剂是多种金属与三氟甲基结合形成的亲核三氟甲基化试剂。各种过渡金属中，铜价格低廉且生成的金属化合物性质稳定，参与反应的三氟甲基负离子会以Cu-CF3的形式存在，在诸多的三氟甲基化反应中均有应用，如图1-4所示。图1-4早在1969年，过渡金属Cu就被用于三氟甲基化的反应中，Kobaysshi等人首次报道了金属铜与三氟碘甲烷生成Cu-CF3，芳基碘化合物与该中间体反应得到三氟甲基芳基化合物的方法[7,8]。在随后的1980年，Yagupolskii课题组在铜催化下利用(CF3CO2)2Hg同样实现了芳基碘化合物的三氟甲基化[9]。1985年，Burton课题组利用Cd和CuBr协同催化，CF2Br2作为三氟甲基源实现了芳基碘化合物的三氟甲基化[10,11]。在1988年，Parker课题组利用碘化亚铜和CF3SO2Na同样实现了芳基碘的三氟甲基化[12]。1991年，Duan等人同样利用碘化亚铜配合氯二氟乙酸甲酯实现了芳基碘的三氟甲基化[13]。在接下来的1993年，Chen及其同事发现在一价铜的催化下，氟磺酰二氟乙酸甲酯同样实现上述的芳基碘三氟甲基化[14]。图1-5近年来，铜催化的亲核三氟甲基化体系研究逐渐走向温和可控。如图1-5所示，2008年，Vivic等人发现NHC配体可以使Cu-CF3更加稳定，室温下即可实现芳基碘化物的三氟甲基化反应[15]。
【参考文献】：
硕士论文
[1]全新三氟甲基重氮试剂（TFHZ-Tfs）参与的[2,3]-σ重排反应研究[D]. 杨翔宇.东北师范大学 2019
本文编号：3516986
【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
含氟烷基药物分子结构
2代谢稳定性。含有三氟甲基的化合物在药物合成和材料化学领域都有广泛应用，在过去40年得到了广泛的研究[4]。如图1-2是几种用途较为广泛的含CF3的有机药物分子。CNCF3NNSONHOXtandiF3CHNOCNOHAubagioNNNNHOCF3NNPonatinibF3COHNNOHNF3CLomitapideCF3NHOOOHOStivargaNOHNFHNOHNOCF3ClEtofenamate图1-2含三氟甲基的药物分子结构目前，实现有机分子的三氟甲基化主要有两种途径。一种是直接三氟甲基化；另一种方法是利用三氟甲基化试剂，将三氟甲基通过单步基元反应引入到目标分子中。第一种方法以活性很强的氟试剂作为氟源，对目标化合物进行氟化，如HF、SF4、SbF3等，一般利用高温高压，将氟化试剂中的氟原子逐个引入目标分子，如图1-3所示。可想而知，这种方法条件十分苛刻，对所需的实验设备和安全保护措施要求很高，可耐受的官能团相当有限，而且反应效率也并不高。图1-3第二种方法是通过三氟甲基化试剂将三氟甲基整体引入目标分子中，指的是预先设计及制备一些含有三氟甲基砌块的有机化合物作为三氟甲基化试剂，三氟甲基基团以这些三氟甲基化试剂作为载体，进而向目标分子中引入三氟甲基基团。在整个反应过程中，并不涉及碳-氟键的生成与断裂，相比第一种方法有更好的选择性和更温和的反应条件。由于三氟甲基试剂具有反应条件相对温和、制备方法丰富、利于储存等优点，目前已经成为了三氟甲基化反应研究的主要方向。一般的，根据三氟甲基化试剂本身所具有的电子特性，可分为亲核型、亲电型和自由基型[5,6]。1.1亲核型三氟甲基化三氟甲基化反应中发展最久的反应当属亲核型的三氟甲基化反应，与之对应
（CF3I）、三氟溴甲烷（CF3Br）、三氟乙酸盐、碘-二氟甲基磺酰氟、氟磺酰二氟乙酸甲酯等。亲核三氟甲基化通过CF3-的亲核反应实现，根据反应过程中三氟甲基负离子不同的形成方式，将试剂大致分为两类，即金属-CF3（M-CF3）试剂与TMSCF3试剂。1.1.1金属-CF3（M-CF3）型亲核三氟甲基化金属-CF3（M-CF3）型的亲核三氟甲基试剂是多种金属与三氟甲基结合形成的亲核三氟甲基化试剂。各种过渡金属中，铜价格低廉且生成的金属化合物性质稳定，参与反应的三氟甲基负离子会以Cu-CF3的形式存在，在诸多的三氟甲基化反应中均有应用，如图1-4所示。图1-4早在1969年，过渡金属Cu就被用于三氟甲基化的反应中，Kobaysshi等人首次报道了金属铜与三氟碘甲烷生成Cu-CF3，芳基碘化合物与该中间体反应得到三氟甲基芳基化合物的方法[7,8]。在随后的1980年，Yagupolskii课题组在铜催化下利用(CF3CO2)2Hg同样实现了芳基碘化合物的三氟甲基化[9]。1985年，Burton课题组利用Cd和CuBr协同催化，CF2Br2作为三氟甲基源实现了芳基碘化合物的三氟甲基化[10,11]。在1988年，Parker课题组利用碘化亚铜和CF3SO2Na同样实现了芳基碘的三氟甲基化[12]。1991年，Duan等人同样利用碘化亚铜配合氯二氟乙酸甲酯实现了芳基碘的三氟甲基化[13]。在接下来的1993年，Chen及其同事发现在一价铜的催化下，氟磺酰二氟乙酸甲酯同样实现上述的芳基碘三氟甲基化[14]。图1-5近年来，铜催化的亲核三氟甲基化体系研究逐渐走向温和可控。如图1-5所示，2008年，Vivic等人发现NHC配体可以使Cu-CF3更加稳定，室温下即可实现芳基碘化物的三氟甲基化反应[15]。
【参考文献】：
硕士论文
[1]全新三氟甲基重氮试剂（TFHZ-Tfs）参与的[2,3]-σ重排反应研究[D]. 杨翔宇.东北师范大学 2019
本文编号：3516986
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