铜和银参与的二氟烷基类化合物的合成及相关机理研究

发布时间：2017-06-29 00:16

  本文关键词：铜和银参与的二氟烷基类化合物的合成及相关机理研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于氟原子的特殊性质,在有机分子中引入含氟片段往往能够显著地改变其母体的体积、酸性、偶极距和极性、亲脂性和转运方式以及化学和生物代谢稳定性,因此含氟的有机化合物已广泛地应用到医药、农药和材料等领域。最近五年来,氟化学家们的目光主要集中在引入三氟甲基方面,而二氟亚甲基的导入方法研究相对较少。本论文的主要工作就是利用廉价易得的铜、银为促进剂或催化剂,探索了三种二氟亚甲基砌块与常用试剂之间的偶联反应,同时发展了一种新型的二氟亚甲基砌块。通过对二氟亚甲基化反应的研究,发展了金属参与和催化的芳基硼酸、芳烃、末端烯烃和异腈的二氟亚甲基化反应,高效地构建了sp2型和sp3型C-CF2-键。本论文分为以下四个部分:在第一部分工作中,主要研究了铜参与构建杂环Csp2-CF2-键的反应。以一溴二氟甲基取代的杂环芳烃为二氟亚甲基源,空气为氧化剂,实现了铜参与的芳基硼酸的偕二氟亚甲基化反应,以中等到优秀的产率合成了一系列偕二氟亚甲基化的杂环类化合物。该反应为第一例铜参与的芳基硼酸的偕二氟亚甲基杂环化反应,为今后实现铜参与的芳基偕二氟亚甲基杂环化奠定了一定的基础。在第二部分工作中,主要研究了芳烃的Csp2-H直接乙氧羰基二氟甲基化反应,以构建Csp2-CF2-键。该反应以TMSCF2CO2Et为乙氧羰基二氟甲基源,Ag OTf为促进剂,实现了芳烃的Csp2-H直接乙氧羰基二氟甲基化,以中等到良好的产率合成了一系列乙氧羰基二氟甲基化芳烃类化合物。此合成方法为芳烃的乙氧羰基二氟甲基化提供一条新的合成策略。在机理初探过程中,首次捕获到了TEMPO-CF2CO2Et物种。在第三部分工作中,主要研究了银参与构建Csp3-CF2-键的反应。以TMSCF2CO2Et为高效的乙氧羰基二氟甲基源,Ag OTf为促进剂,Ph I(OAc)2为氧化剂,Hanztsh酯作为有效的氢给体,成功发展了银促进末端烯烃的直接氢化-乙氧羰基二氟甲基化反应,以中等到良好的产率和较好的区域选择性合成了一系列偕二氟亚甲基化的烷烃类化合物。该反应条件温和,但反应底物适用性有限,需要进一步的改进。在第四部分工作中,主要研究了银催化的杂环Csp2-CF2键的构建反应。以稳定的芳基二氟乙酸钾盐为芳基二氟甲基自由基源,Ag NO3为催化剂,(NH4)2S2O8为氧化剂,实现了2-异腈基联苯的二氟亚甲基化/环化串联反应,以中等到优秀的产率得到了一系列偕二氟亚甲基化菲啶类产物。通过NMR、IR、HRMS、X-ray鉴定了化合物的结构。该反应条件温和,官能团的兼容性良好,使得该银催化脱羧的二氟亚甲基化反应可能会成为一种新颖便捷的合成策略,用于构建偕二氟亚甲基类化合物。
【关键词】：铜 银 二氟亚甲基化 自由基 环化
【学位授予单位】：上海大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O621.3
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 绪论12-37
• 1.1 氟原子在药物分子中的应用12-15
• 1.2 含二氟亚甲基分子的应用15-19
• 1.3 二氟亚甲基的引入方法19-36
• 1.3.1 直接氟化法20-23
• 1.3.2 含氟砌块法23-36
• 1.4 选题意义36-37
• 第二章 铜参与的芳基硼酸二氟亚甲基化反应研究37-59
• 2.1 研究背景37-47
• 2.1.1 芳基硼酸的三氟甲基化反应进展37-41
• 2.1.2 芳基硼酸的硫三氟甲基化反应进展41-42
• 2.1.3 芳基硼酸的三氟乙基化反应进展42-43
• 2.1.4 芳基硼酸的直接单氟化进展43-44
• 2.1.5 铜粉参与的二氟烷基化进展44-47
• 2.2 铜参与的芳基硼酸二氟亚甲基化反应研究47-53
• 2.2.1 一溴二氟甲基取代的芳香杂环化合物制备47
• 2.2.2 铜参与的苯基硼酸二氟亚甲基化反应条件的优化47-49
• 2.2.3 铜参与的芳基硼酸二氟亚甲基化反应普适性研究49-53
• 2.3 铜参与的芳基硼酸二氟亚甲基化反应的机理研究53-56
• 2.4 芳基硼酸二氟亚甲基化的相关研究简介56-58
• 2.5 本章小结58-59
• 第三章 银促进的芳烃Csp~2-H乙氧羰基二氟甲基化研究59-82
• 3.1 研究背景59-71
• 3.1.1 通过三氟甲基自由基试剂Csp~2-H直接三氟甲基化59-61
• 3.1.2 通过亲电三氟甲基化试剂Csp~2-H直接三氟甲基化61-66
• 3.1.3 通过亲核三氟甲化试剂Csp~2-H直接三氟甲基化66-68
• 3.1.4 Csp~2-H直接二氟亚甲基化68-71
• 3.2 银促进的芳烃Csp~2-H乙氧羰基二氟甲基化反应研究71-76
• 3.2.1 TMSCF_2CO_2Et化合物制备71
• 3.2.2 银促进的芳烃Csp~2-H乙氧羰基二氟甲基化反应条件优化71-72
• 3.2.3 银促进的芳烃Csp~2-H乙氧羰基二氟甲基化反应普适性研究72-75
• 3.2.4 芳烃Csp~2-H乙氧羰基二氟甲基化产物的应用75-76
• 3.3 银促进的芳烃Csp~2-H乙氧羰基二氟甲基化机理初探76-77
• 3.4 相关研究介绍77-81
• 3.5 本章小结81-82
• 第四章 银促进的末端烯烃氢化-乙氧羰基二氟甲基化反应研究82-108
• 4.1 研究背景82-97
• 4.1.1 烯烃的三氟甲基化反应82-93
• 4.1.2 烯烃的二氟亚甲基化反应93-97
• 4.2 银促进的末端烯烃氢化-乙氧羰基二氟甲基化反应研究97-103
• 4.2.1 银促进的末端烯烃氢化-乙氧羰基二氟甲基化反应条件优化97-100
• 4.2.2 银促进的末端烯烃氢化-乙氧羰基二氟甲基化反应普适性研究100-103
• 4.3 银促进的末端烯烃氢化-乙氧羰基二氟甲基化反应的机理研究103-107
• 4.4 本章小结107-108
• 第五章 银催化异腈二氟亚甲基化/环化反应研究108-136
• 5.1 研究背景108-120
• 5.1.1 菲啶化合物研究进展108-115
• 5.1.2 近年来过渡金属催化的二氟亚甲基化进展115-120
• 5.2 银催化异腈二氟亚甲基化/环化反应研究120-127
• 5.2.1 银催化异腈二氟亚甲基化/环化反应的条件优化121
• 5.2.2 银催化异腈二氟亚甲基化/环化反应普适性研究121-126
• 5.2.3 化合物 27aa单晶衍射结构126-127
• 5.3 银催化异腈二氟亚甲基化/环化反应机理研究127-131
• 5.4 6-偕二氟亚甲基菲啶衍生物的应用前景131-135
• 5.5 本章小结135-136
• 第六章 全文总结136-138
• 第七章 实验部分138-236
• 7.1 第二章实验数据138-167
• 7.2 第三章实验数据167-179
• 7.3 第四章实验数据179-196
• 7.4 第五章实验数据196-236
• 参考文献236-250
• 化合物结构一览表250-264
• 新化合物数据一览表264-268
• 已知化合物一览表268-274
• Abbreviations274-275
• 作者在攻读博士学位期间公开发表的论文及专利275-277
• 作者在攻读博士学位期间主要参与的项目277-278
• 致谢278-279

  本文关键词：铜和银参与的二氟烷基类化合物的合成及相关机理研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：495863