《TMS-CF3試劑與烯酮的不對稱親核加成反應研究》是依託北京理工大學，由陳甫雪擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：TMS-CF3試劑與烯酮的不對稱親核加成反應研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：陳甫雪
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
手性含CF3基羰基及醇類官能化合物是合成含氟功能物質的重要中間體，其不對稱合成方法學研究具有重要的理論和實際意義。由於CF3 基的特殊化學性質使得該類化合物難於直接合成。目前，文獻主要採用Me3Si-CF3（Ruppert）試劑在親核活化催化劑存在下與親電底物的非對映選擇性反應或含CF3基底物的不對稱催化反應來製備相應CF3基醇。但普遍問題在於催化劑類型單一、選擇性不高，底物適應範圍有限等。本申請提出的Ruppert試劑與烯酮等不對稱1,4-加成反應合成β-CF3基羰基化合物，未見文獻報導。在文獻和初步試驗的基礎上，設計合成手性陰離子、手性陽離子組成的離子對催化劑，並將其套用到酮的不對稱CF3基1,2-加成反應中；在催化劑體系中引入卡賓金屬絡合物並改變反應條件，通過催化熱動力學反應過程，合成β-CF3基羰基化合物，有希望發展新的高區域選擇性、高對映選擇性的CF3基化反應。
結題摘要
手性含CF3基羰基及醇類化合物是重要的有機合成中間體，開展其不對稱合成方法學研究具有重要的理論意義和套用價值，但目前仍只能通過間接方法合成。我們合成了多種類型的含β-CF3手性多官能化合物，發現了三氟甲基金屬絡合物或其活性物種的一些特殊化學穩定性和有意思的反應行為。取得如下成果。（1）發現原位製備的 [AgCF3] 活性物種，並將其成功套用於N-芳基丙烯醯胺的共軛加成環化。用AgF (3equiv)與Me3SiCF3 (TMSCF3, 3equiv)原位製備 [AgCF3] 溶液，以N-芳基α,β-不飽和丙烯醯胺為底物，在100oC 的DMF中攪拌反應4h，以高達74%的分離收率，快速合成含三氟甲基氧化吲哚類化合物。 免去了文獻中使用昂貴的Togni試劑，區域選擇性優異。研究表明，該反應可能通過自由基機理進行，因此，未能實現其不對稱版本。 （2）發現CuF(NHC)絡合物對TMSCF3的活化作用，從而使用最低催化劑用量，獲得了文獻中最高最高活性催化劑。用PTC催化劑(2mol%)，IPrCuF絡合物(2mol%)為助催化劑，協同催化芳香醛與TMSCF3 (2equiv)的不對稱三氟甲基化反應，在-78oC甲苯中攪拌2h，取得文獻中最高的81%ee和92%收率。 （3）以低活性、高位阻β-三氟甲基-β,β-雙取代烯酮為底物，使用PTC催化劑(3mol%)，氧化劑30%H2O2，在0oC的50%KOH/CHCl3兩相反應8h，實現了環境友好的不對稱環氧化反應，非對映選擇性高達100:1 dr、對映選擇性高達99.7%ee，收率達96%。且催化劑重複使用、克級放大後選擇性完全保持。 另外，以手性硫脲(10mol%)為有機小分子催化劑，在0oC甲苯中攪拌16h，首次實現了硫酚與高位阻β-三氟甲基-β,β-雙取代烯酮的不對稱硫雜-Michael反應，收率達86%，對映選擇性最高達到76%ee。（4）發現K[CF3B(OMe)3](6.0equiv)在30oC促進卡賓銅絡合物與DMF等的非尋常氧化反應，合成了系列咪唑啉酮，產率達89%。其中，DMF、硫代-DMF、DMA、DMSO、氮氧化物等為實際氧化劑。該三氟甲基促進的非尋常氧化反應對常見卡賓具有一定普適性，這可能解釋了一些卡賓類催化劑失活的部分原因。
