钯催化末端炔烃与1,1,1-三氟-2-碘乙烷的三氟乙基化反应研究

摘要

有机分子中引入含氟功能基团能显著地影响它们的化学和生物活性，例如脂溶性、代谢稳定性、生物利用度等。最近几年，三氟乙基在有机合成和材料科学领域已经显示具有重要的作用，主要由于三氟乙基具有亲脂性和吸电子能力的特性。同样，三氟乙基取代的炔烃也是一类重要的有机化合物，其在药物合成和其它相关领域具有许多潜在的应用价值。然而，现有的构建Csp-CH2CF3键的方法相对于Csp-CF3键的构建还是比较少的。
　　 根据大量的文献调研，本文采用CF3CH2(I)试剂作为三氟乙基源，探索研究了钯催化的芳基和烷基炔烃的三氟乙基化交叉偶联反应。三氟乙基碘相对于之前文献报道的其它三氟乙基试剂而言，如三氟重氮乙烷、三氟乙基锂、芳基钯(Ⅱ)三氟乙基复合物等，具有稳定易得、价格低廉且操作方便等优点。另外，本反应体系是在催化量钯的温和条件下，有效地使各种芳基和烷基末端炔烃转化成相应的三氟乙基取代的产物并能得到很好的反应收率。这种方法同时也能够兼容各种重要的有机合成功能基团，如羰基，硝基，酯基，氰基，甚至是甲酰基等。
　　 在该反应研究的基础上，我们又近一步探究了这种新的三氟乙基化方法在合成很难得到的有机氟化合物的应用，我们选用芳基和烷基三氟乙基化的产物进行氧化和还原反应，且能够得到较高的转化收率。
　　 另外，通过调研其它相关文献，我们对该反应提出了一个可能的机理。首先是钯催化剂前躯体与配体络合生成复合物A，再与CF3CH2(I)氧化加成生成络合物B，通过再与炔烃的络合使得配体解离，生成中间体C，配体配位的炔烃在碱的存在下更容易去质子化得到一个直角的中间体D，最后通过还原消除得到产物。
　　 因此我们相信这种方法能够提供一种直接，实际，有效的方式去准备各种三氟乙基取代的炔烃。

目录

声明

摘要

致谢

第一章 文献综述

1．1 引言

1．2 Pd催化的Sonogashira反应研究进展

1．2．1 无铜的Sonogashira反应的机理

1．2．2 配体促进的Pd催化Sonogashira反应

1．2．3 Pd催化有机胺介导的Sonogashira反应

1．3 过渡金属催化的末端炔烃与卤代烷烃偶联反应

1．3．1 末端炔烃与碘代烷烃的反应进展

1．3．2 末端炔烃与溴、氯代烷烃的偶联反应

1．4 重要有机氟烷烃参与的交叉偶联反应综述

1．4．1 Pd催化的三氟甲基化交叉偶联反应进展

1．4．2 不同烷基Cspn-CH2CF3交叉偶联反应的研究

1．5 本课题的来源、目的与意义

第二章 实验部分

2．1 实验试剂与仪器

2．2 底物芳基和烷基末端炔烃的合成

2．2．1 芳基末端炔烃的合成

2．2．2 烷基末端炔烃的合成

2．3 钯催化末端炔烃三氟乙基化的实验步骤

2．4 底物的核磁数据与谱图

第三章 结果与讨论

3．1 Pd催化末端炔烃2，2，2-三氟乙基化反应条件的优化

3．1．1 反应溶剂和配体的筛选

3．1．2 碱和催化剂的优化选择

3．2 Pd催化芳基和烷基炔烃三氟乙基化反应底物兼容性考察研究

3．2．1 芳基末端炔烃三氟乙基化反应

3．2．2 含杂原子的烷基末端炔烃三氟乙基化反应

3．3 将2，2，2-三氟乙基化偶联反应在有机氟化合物上的合成应用

3．3．1 芳基和烷基三氟乙基化产物的还原反应

3．3．2 烷基三氟乙基化目标产物的氧化反应

3．4 Pd催化末端炔烃的2，2，2-三氟乙基化反应机理的探究

3．5 三氟乙基化产物的核磁数据

3．6 小结

第四章 结论与展望

参考文献

部分化合物的核磁表征谱图

攻读硕士期间发表的论文