金属催化合成含氟化合物的新方法研究

摘要

含氟有机化合物是许多药物分子的核心骨架，在材料科学以及军工方面中也发挥着重要的作用。在各类含氟化合物中，全氟化合物和三氟类化合物赢得了化学家们广泛的兴趣，因此被充分地研究并取得比较成熟的合成路线。而二氟类化合物的研究相对较少，与三氟类化合物相比，一方面，二氟亚甲基（CF2-）具有很好的代谢稳定性，常常被视作氧原子、羰基和亚甲基的生物电子等排体；另一方面，在官能化的二氟甲基（即二氟烷基RCF2），R烷基中，二氟亚甲基的吸电子效应还会影响到相邻官能团的电子性质、化学性质以及反应活性。基于二氟类化合物特殊的作用及性质，对二氟类化合物的合成进行广泛、深入的研究具有较深远的意义。
　　在众多的合成二氟化合物的方法中，过渡金属催化合成二氟类化合物一直是化学家们关注的热点。通常利用过渡金属催化合成二氟烷基化合物的方法主要有三种类型：亲核、亲电、自由基反应。通过亲电或者亲核反应合成二氟类化合物的反应一般需要比较苛刻的反应条件，原子利用率较差，且需要当量的金属等，从而限制了这两类反应在有机合成中的广泛应用。近些年来，自由基反应获得了较深的研究，相对亲核、亲电反应，自由基反应具有条件非常温和、原子经济性好等优点。
　　本课题组发现并发展了一种新型的合成二氟类及单氟类化合物的途径：价廉、易得的铜盐作为催化剂，方便易得的溴二氟烷基类试剂作为二氟烷基化试剂，B2pin2（联硼酸频哪醇酯）作为还原剂。本论文将围绕着在铜/B2pin2催化体系下产生二氟烷基或单氟烷基自由基为中心，通过二氟烷基或单氟烷基自由基对炔烃、炔酸、醛腙、对甲苯醌以及苯胺类化合物进行自由基加成反应，高选择性地得到各类含有二氟烷基的化合物。铜盐常常被看作一种有效催化剂，与贵金属钯、铑、镍、金、铱、钌等催化相比，铜盐价廉而且毒性小，使得这类反应在学术上有较深远的意义，而且也提高了这类反应在工业生产上的应用前景。

目录

声明

第1章 引言

1.1含氟化合物的性质

1.2金属催化的二氟烷基化反应

1.3本论文立题方案设计

第2章 炔烃和炔酸的氢二氟烷基化反应

2.1 研究背景

2.2结果与讨论

2.3 实验方法

2.4 小结

2.5 实验数据表征

第3章 醛腙的C(sp2)-H二氟烷基化反应

3.1研究背景

3.2结果与讨论

3.3实验方法

3.4小结

3.5产物表征数据

第4章 对甲基苯醌衍生物的二氟烷基化反应

4.1 研究背景

4.2结果与讨论

4.3小结

4.4实验方法

4.5产物表征

第5章 苯胺衍生物的二氟环酰胺化反应

5.1 研究背景

5.2结果与讨论

5.3 实验方法

5.4小结

5.5产物表征

第6章 本文总结

参考文献

致谢

附录

附录 A实验试剂与仪器

附录B

附录C 产物核磁图谱

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果