不對稱親電串聯三氟甲基化反應研究

《不對稱親電串聯三氟甲基化反應研究》是依託武漢大學，由楊志剛擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：不對稱親電串聯三氟甲基化反應研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：楊志剛
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

本項目通過將親電三氟甲基化反應與傳統的親核類型反應相結合，在手性金屬絡合物催化下，以多組分一鍋不對稱親電串聯反應，構建多官能團、多手性中心的含氮、氧、硫、磷的三氟甲基化合物。該方法具有環境友好、原子經濟等特性，體現了重要的基礎研究價值。該方案以烯烴的親電三氟甲基化為反應引發點，經過串聯反應，立體選擇性地合成結構多樣性和複雜性的具有光學活性的含氟分子。在此基礎上，探索催化劑結構特徵與反應轉化率、選擇性之間的關聯，構建手性控制模型，實現親核試劑、烯烴、三氟甲基試劑三組分的不對稱串聯反應。同時，通過對反應過程進行跟蹤與分析監測，結合控制實驗結果，揭示三氟甲基基團參與反應的機制，推測可能的反應機理。這一研究對於進一步拓寬多組分不對稱親電串聯反應策略的套用範圍和發展新型綠色有機合成反應具有重要指導意義。

結題摘要

氟化學研究對藥物分子的結構修飾具有重要意義。三氟甲基作為含有三個氟原子的官能團，具有極強的吸電子能力。向分子中引入三氟甲基能顯著增強分子的脂溶性和穩定性。因而，開發簡潔、高效地向分子中引入三氟甲基的方法具有重要的研究價值。 本項目通過將烯烴的親電加成反應與傳統的親核類型反應相結合，在銅、鐵絡合物催化下，以三組分一鍋親電串聯反應，高效地實現了烯烴的氯、溴三氟甲基化反應、疊氮化反應、三氟甲硫基化反應。 首先，我們對烯烴的鹵化三氟甲基化反應展開研究。該方法是以Togni試劑為親電三氟甲基源，以二氯亞碸為鹵素原子親核試劑，在溴化銅的催化作用下，室溫下高效地製備了32個新型的氯、溴三氟甲基化合物。值得一提的是，該反應底物範圍寬廣，各種吸電子的烯烴和非活化的簡單直鏈烯烴皆能取得較高的收率。通過對反應過程進行跟蹤與分析監測，結合控制實驗結果，揭示了該反應經歷了一個自由基歷程。 在此基礎上，探索催化劑結構特徵與反應轉化率、選擇性之間的關聯，進一步拓展該催化體系的套用範圍。我們使用親電的疊氮試劑（+N3）Zhdankin 試劑、親電的三氟甲硫基試劑（+SCF3）Munavalli 試劑替代Togni試劑，分別在過渡金屬Cu2O和Fe2O3催化下，與二氯亞碸、烯烴反應，三組分兩步一鍋高產率製備了一系列高選擇性的β-氯代三氟甲硫基和疊氮基化合物。 該方法具有環境友好、原子經濟等特性，體現了重要的基礎研究價值。這一研究對於進一步拓寬多組分親電串聯反應策略的套用範圍和發展新型綠色有機合成反應具有重要指導意義。