亲核性氟源在碳碳不饱和键选择性氟化官能化反应中的应用

含氟化合物表现出的特殊理化和生物活性使得其在药物、农用化学品和材料科学等领域有着广泛而重要的应用,因此,含氟化合物的高效制备不仅成为了合成化学的研究热点之一,而且极大地推动了相关领域的蓬勃发展.其中,在有机分子内直接引入氟原子的方法主要有亲电氟化和亲核氟化.相较于亲电氟化,亲核氟化反应所用的氟化试剂通常廉价易得,所需的反应条件也比较温和.作者课题组借助过渡金属催化、可见光氧化还原催化和可见光促进策略,拓展了亲核性氟源在碳碳不饱和键选择性氟化官能化反应中的应用,合成了一系列结构新颖的含氟化合物.在该研究评论中将对此做出小结,并对该领域值得关注的研究方向进行简要的展望.     

应用苄位C—H氟化形式合成α,β-二氟代-γ-氨基酸（英文）

苄位C—H氟化已经成为一种向分子内引入氟原子的重要手段,然而,苄位C—H氟化反应还没有被应用到任何多步合成中.由于氟的构象效应,α,β-二氟代-γ-氨基酸在生物化学中有着重要的应用,但是其合成却具有一定的挑战性.在本文中,苄基C—H氟化作为关键步骤被成功用于syn-α,β-二氟代-γ-氨基酸1的形式合成.基于以下原因,本工作的合成路线比文献中的路线更为实用:(1)没有使用具有腐蚀性和毒性的亲核氟代试剂;(2)总收率为18%(以前的方法约为5%);(3)关键苄位C—H反应被放大到了克量级.在对反应进行优化的过程中,观察到明显的氟效应,即对于苄位C—H氟化反应,邻位含有氟原子的碳比普通碳反应活性低很多.     

镍催化α,β-不饱和醛的选择性α,β-双芳基化反应

三组分双官能化反应是一种高效、简便构建C―C键、C―X键的方式.双键广泛存在于众多有机化合物中,对双键的双官能化反应研究有巨大的应用潜力.本工作以Ni(COD)2为催化剂,以芳基溴化镁、芳基溴化物为芳基化试剂,实现了3-芳基-2-丙烯醛亚胺中碳碳双键的双芳基化反应.该反应建立了一个新的镍催化α,β-不饱和醛的α,β-双芳基化方法,可以高度区域选择性地向底物分子中引入两个不同取代的芳环,得到多种2,3,3-三芳基丙醛骨架的产物.利用这一反应作为核心步骤实现了天然产物Quebecol的简便合成.机理研究表明,该反应可能经历了亲核加成、金属交换、还原消除的历程.     

含氟β-氨基酸及其衍生物的合成进展

含氟β-氨基酸及其衍生物具有特殊的生理活性, 其合成方法的研究近年来受到广泛关注. 以直接氟化法和间接氟化法分类, 概述了含氟β-氨基酸及其衍生物的合成方法及最新研究进展, 对一些已知化合物的生理活性及药用价值作了初步归纳.     

电化学部分氟化芳基研究进展

含氟芳香化合物具有生物活性好、稳定性高、易被生物体代谢等优点,在医药和农药领域有着广泛的用途.目前芳基部分氟化的方法主要分为依赖于氟化试剂的亲电氟化方法以及反应条件苛刻甚至需要过渡金属催化的亲核氟化方法,这些方法操作繁琐并且污染环境.电化学氟化将"电能"作为一种"强氧化剂"来实现氟化反应,是一种直接、绿色且温和的氟化手...     

高价碘试剂介导的8-氨基喹啉C(5)位碳-氢键亲核氟化反应

8-氨基喹啉的C(5)位碳-氢键氟化反应近年来受到广泛关注,但大多需要使用过渡金属催化剂和亲电氟化试剂来实现.在高价碘试剂的介导下实现了无过渡金属催化条件下的8-氨基喹啉C(5)位碳-氢键亲核氟化反应.使用廉价易得且安全稳定的氟化银作为亲核氟化试剂,反应无需惰性气体保护,条件简单,操作方便,区域选择性好,底物范围较广,为喹啉类化合物的氟化提供了一种有潜在应用价值的新方法.     

催化的端炔C-H键与α,β-不饱和-γ-内酰胺的亲核加成反应

吡咯啉酮是一类重要的五元杂环,广泛存在于许多天然产物、生物活性分子和高聚物中.在众多吡咯啉酮衍生物中,5-炔基-2-吡咯啉酮引起了化学家们广泛的关注.因为这种分子结构不仅存在于具有潜在治疗作用的药物分子(如眼部降压药、α7乙酰胆碱受体激动剂、抗惊厥和消炎药物)中,也存在于许多天然产物中,例如刺桐类生物碱和多环类生物碱.鉴于此,人们发展了许多合成这类化合物的方法.目前文献报道最多的方法是炔基负离子对5-位具有离去基团的吡咯啉酮化合物的亲核取代反应.离去基团主要有苯硫基、1-苯并咪唑基和烷氧基等.但是这些方法操作步骤繁琐,产生大量的副产物,原子经济性不高.
　　本课题组发展了一例新型的端炔C–H键与α,β-不饱和-γ-内酰胺的亲核加成反应,合成了一系列5-炔基-2-吡咯啉酮衍生物.该反应以环状N-酰亚胺正离子为反应活性中间体,反应条件温和,操作简便.据我们所知,这是一例原子经济地合成5-炔基-2-吡咯啉酮衍生物的新方法.环状N-酰亚胺正离子是一类高活性的亲电试剂,广泛应用于构建含氮杂环体系.本课题组利用这一策略实现了一系列C–C和C–N成键反应.基于此,本文原位形成环状N-酰亚胺正离子,以端炔作为亲核试剂,与其发生亲核加成反应,合成了一系列5-炔基-2-吡咯啉酮衍生物,原子经济性为100%.
　　首先,我们以5 mol%TsOH为Br?nsted酸,考察了Lewis酸效应对反应收率的影响.结果表明, Al(OTf)3给出最好的反应收率,不加Lewis酸没有亲核加成产物生成.然后,我们以5 mol%Al(OTf)3为Lewis酸,考察了Br?nsted酸效应对反应收率的影响.结果表明, HAuCl4·4H2O给出最佳的反应收率54%,不加Br?nsted酸也没有亲核加成产物生成.值得一提的是,当HAuCl4·4H2O为单一催化剂,不加Al(OTf)3时,反应收率也达到55%.然后,我们以HAuCl4·4H2O为催化剂,考察了溶剂效应和反应温度对反应收率的影响.结果表明,四氯乙烷(TTCE)为反应最佳的溶剂,50 oC反应最佳.为了进一步提高反应收率,我们又考察了催化剂用量对反应收率的影响.结果表明,10 mol%的催化剂给出最佳的反应收率60%.进一步优化反应条件,我们没有得到更好的结果.因此最佳的反应条件： N-苄基-α,β-不饱和-γ-内酰胺1(0.4 mmol),苯乙炔2a (1.2 mmol), HAuCl4·4H2O (10 mol%), TTCE (2.0 mL),50 oC下反应15 h.
　　在确定了最佳的反应条件后,我们对端炔类底物的适用性进行了考察.结果表明,给电子的苯乙炔表现出较高的反应活性;弱吸电子的苯乙炔也表现出较高的反应活性;强吸电子的苯乙炔则抑制反应的发生;位阻效应对该反应没有明显影响;杂环端炔也给出中等以上的收率;然而,简单脂肪端炔不能给出相应的亲核加成产物.
　　本文发展了一例催化的端炔C–H键与α,β-不饱和-γ-内酰胺的亲核加成反应.该反应以环状N-酰亚胺正离子为关键中间体.反应条件温和,操作简便.构建了一种以中等的收率(45%–76%)合成一系列5-炔基-2-吡咯啉酮衍生物的方法.     

对映选择性亲电氟化反应研究进展

含氟有机化合物, 特别是手性氟化物在医药、农药及功能性材料等相关领域的作用备受注目. 尽管在分子中有立体选择性地引入一个氟原子一直是有机化学家面临的一个挑战性问题, 近年来在化学家们的不断努力下, 对映选择性氟化反应研究取得重要进展. 高光学活性的手性氟化物可通过手性亲电氟化试剂诱导的立体选择性氟化反应, 基于底物的手性氟化反应以及手性催化剂诱导的不对称催化氟化反应等来制备. 特别是, 手性金属配合物和有机催化剂诱导的不对称催化氟化反应被广泛应用于各类手性氟化物的合成, 已成为不对称氟化反应研究的热点. 全面介绍对映选择性亲电氟化反应研究概况和最新进展, 讨论各种不对称氟化反应的特点及应用范围.     

催化的端炔C–H键与α,β-不饱和-γ-内酰胺的亲核加成反应（英文）

吡咯啉酮是一类重要的五元杂环,广泛存在于许多天然产物、生物活性分子和高聚物中.在众多吡咯啉酮衍生物中,5-炔基-2-吡咯啉酮引起了化学家们广泛的关注.因为这种分子结构不仅存在于具有潜在治疗作用的药物分子(如眼部降压药、α7乙酰胆碱受体激动剂、抗惊厥和消炎药物)中,也存在于许多天然产物中,例如刺桐类生物碱和多环类生物碱.鉴于此,人们发展了许多合成这类化合物的方法.目前文献报道最多的方法是炔基负离子对5-位具有离去基团的吡咯啉酮化合物的亲核取代反应.离去基团主要有苯硫基、1-苯并咪唑基和烷氧基等.但是这些方法操作步骤繁琐,产生大量的副产物,原子经济性不高.本课题组发展了一例新型的端炔C–H键与α,β-不饱和-γ-内酰胺的亲核加成反应,合成了一系列5-炔基-2-吡咯啉酮衍生物.该反应以环状N-酰亚胺正离子为反应活性中间体,反应条件温和,操作简便.据我们所知,这是一例原子经济地合成5-炔基-2-吡咯啉酮衍生物的新方法.环状N-酰亚胺正离子是一类高活性的亲电试剂,广泛应用于构建含氮杂环体系.本课题组利用这一策略实现了一系列C–C和C–N成键反应.基于此,本文原位形成环状N-酰亚胺正离子,以端炔作为亲核试剂,与其发生亲核加成反应,合成了一系列5-炔基-2-吡咯啉酮衍生物,原子经济性为100%.首先,我们以5 mol%TsOH为Brsted酸,考察了Lewis酸效应对反应收率的影响.结果表明,Al(OTf)_3给出最好的反应收率,不加Lewis酸没有亲核加成产物生成.然后,我们以5 mol%Al(OTf)_3为Lewis酸,考察了Brsted酸效应对反应收率的影响.结果表明,HAuCl_4·4H_2O给出最佳的反应收率54%,不加Brsted酸也没有亲核加成产物生成.值得一提的是,当HAuCl_4·4H_2O为单一催化剂,不加Al(OTf)3时,反应收率也达到55%.然后,我们以HAuCl4·4H2O为催化剂,考察了溶剂效应和反应温度对反应收率的影响.结果表明,四氯乙烷(TTCE)为反应最佳的溶剂,50℃反应最佳.为了进一步提高反应收率,我们又考察了催化剂用量对反应收率的影响.结果表明,10 mol%的催化剂给出最佳的反应收率60%.进一步优化反应条件,我们没有得到更好的结果.因此最佳的反应条件:N-苄基-α,β-不饱和-γ-内酰胺1(0.4 mmol),苯乙炔2a(1.2 mmol),HAuCl_4·4H_2O(10 mol%),TTCE(2.0 mL),50℃下反应15 h.在确定了最佳的反应条件后,我们对端炔类底物的适用性进行了考察.结果表明,给电子的苯乙炔表现出较高的反应活性;弱吸电子的苯乙炔也表现出较高的反应活性;强吸电子的苯乙炔则抑制反应的发生;位阻效应对该反应没有明显影响;杂环端炔也给出中等以上的收率;然而,简单脂肪端炔不能给出相应的亲核加成产物.本文发展了一例催化的端炔C–H键与α,β-不饱和-γ-内酰胺的亲核加成反应.该反应以环状N-酰亚胺正离子为关键中间体.反应条件温和,操作简便.构建了一种以中等的收率(45%–76%)合成一系列5-炔基-2-吡咯啉酮衍生物的方法.     

羰基兼容的氟代反应及远端氟代脂肪酮合成的近期进展

含氟化合物在医药、农药以及材料领域有着广泛的应用, 然而温和而高效的构建sp³碳氟键却极具挑战性. 氟代脂肪酮类化合物是一类重要的含氟合成砌块. 本文将从碳氢键氟化、脱羧脱硼氟化、双键氟化、开环氟化四个方面简要概述近年来羰基兼容的氟代反应以及在合成远端氟代脂肪酮方面取得的重要进展.     

不同氨基保护下的α-羟基-γ-氨基磷酸酯的氟化反应

比较了不同氨基保护基对α-羟基-γ-氨基磷酸酯亲核氟化反应的影响,以 Boc, Ts和Bz保护氨基时未得到预期的氟化产物;以Phth, Fmo和CH3OCO-保护氨基时可得到氟化产物,其中Phth保护氨基的效果最好,氟化产物的收率42%     

氢氟酸盐和三价碘实现的β,γ-不饱和羧酸脱羧氟化反应

介绍了一种基于氧化脱羧过程的合成含氟烯丙基化合物的新方法.利用三乙胺三氢氟酸盐为氟化试剂,在碘苯二乙酸为氧化剂的条件下,对β,γ-不饱和羧酸进行脱羧氟化,反应收率53%～76%.并且开发了一系列含氟烯丙基化合物的应用方法,包括环加成、氧化、还原以及通过活化烯烃实现的氟原子的取代反应（构建C―O,C―S,C―Se,C―N键）.     

以2,2,5,5-四氟-2,5-二氢呋喃桥连的1,2-二噻吩乙烯类光致变色分子的合成

设计并合成了新型的以2,2,5,5-四氟-2,5-二氢呋喃桥连的1,2-二噻吩乙烯类光致变色分子1,从廉价易得的六氯丁二烯出发,经醇解、氯化、关环和氟化反应合成了关键中间体全氟2,5-二氢呋喃(2),并通过与化合物3'-溴-[2,2':5',2']三噻吩(3)的偶合反应得到含氟光致变色分子1.     

一种β-取代烯酮的α-溴代方法

α-卤代共轭烯酮是有机合成中的一个重要砌块.从机理上划分,有两类基本反应可用于制备α-卤代共轭烯酮:一类经过Baylis-Hillman类型的Michael加成/α-卤代/β-消除过程;另一类则通过溴单质的亲电加成及随后的溴化氢消除来实现.前一种方法依赖于是否容易形成Baylis-Hillman类型的暂时烯醇负离子,而烯酮β-位置的取代基会阻碍亲核试剂的共轭加成从而抑制上述暂时的烯醇负离子的形成.后一种方法得益于溴单质的强亲电性,可以用于位阻较大的底物,但副反应如非选择性的过度溴代使得该方法的收率不高,在较大量制备中收率的重现性很差.本工作报道了一种以三溴化氢吡啶复合物为溴化试剂的制备α-溴代-β-取代烯酮的方法.该反应适用于较大量制备,所用试剂具有较低腐蚀性和毒性.     

β-氨基环己醇的合成

考察并优化了以1,2-环氧环己烷为起始原料,通过分子内Ritter反应并经唑啉环中间体制备β-氨基环己醇的各种反应条件.同时尝试了以1,2-环己二醇为起始物,进行分子内Ritter反应合成β-氨基环己醇的反应.由于1,2-环己二醇的反应活性相对较差,质子酸不能有效地催化该反应,使得后者制备β-氨基环己醇的产率较低.以环氧环己烷为起始物制备β-氨基环己醇的方法,具有操作简便、原料廉价等优点,其产品(2-氨基环己醇的盐酸盐)总收率达到了50%~60%.     

镍催化的α,β-不饱和羧酸脱羧二氟烷基化反应

正对药物候选分子进行选择性含氟官能化修饰,是设计和筛选药物分子的高效策略之一.过渡金属催化的氟烷基化是向母体分子引入含氟官能团的重要手段.中国科学技术大学化学系王细胜课题组近期报道了使用商品化的α,β-不饱和羧酸,在低毒、便宜、易得的镍/dppp催化剂作用下,首次实现了烯基羧酸的脱羧二氟烷基化反应.该催化体系反应条件温和,官能团兼容性好,并且具有优秀的立体选择性.对反应机理进行深入研究,证实反应是通过镍引     

有机小分子催化的β-酮酯不对称α-官能化反应

有机小分子催化的不对称反应是目前有机化学的研究热点之一。β-酮酯是一类具有活泼次甲基的"软"亲核试剂,可以在有机碱或者金属路易斯酸的催化下进行α-官能化反应。本文详细介绍了有机催化的β-酮酯不对称α-官能化反应的最新研究进展,并对不同亲电试剂参与β-酮酯的α-官能化反应进行了简要评述。     

α′-三氟甲基含氟β-二酮的合成

为了合成手性含氟β-二酮顺磁性镧系螯合物作为~1H NMR手性位移试剂,我们曾试图用2-三氟甲基-3-氧杂八氟己酸乙酯与3,3-二甲基-2-丁酮(1)在乙醇钠存在下进行Claisen酯缩合反应合成β-二酮,结果只发生氟仿型反应,生成碳酸二乙酯.若用三氟乙酸乙酯与1,I,1-三氢_3,6-二(三氟甲基)-4,7-二氧杂-2-十一氟癸酮在乙醇钠存在下反应,也得到氟仿型反应产物2-氢-5-三氟甲基-3,6-二氧杂-十四氟壬烷(2).本文采用碱性较弱的     

有机锂试剂和含氟β-酮基磷盐的反应-一种合成含氟烯烃的新方法

本文报道一种合成含氟烯烃的新方法,有机锂试剂进攻含氟β-酮基磷盐, 亲核反应发生在邻接于全氟烷基的羰基碳原子上,接着消去三苯基氧膦,同时生成四取代含氟烯烃.反应是"一锅"法进行的,多步反应产率在42～70%之间.反应的应用范围较广,取代基可以是烷基,烯丙基,苄基和脂环基,本文还讨论了反应的立体化学结果     

铑催化碳氢二氟烯丙基化/N-碘代丁二酰亚胺介导的环化反应构建含氟3,4-二氢嘧啶并[1,6-a]吲哚-1(2H)-酮衍生物（英文）

发展了一种通过铑催化碳氢二氟烯丙基化/N-碘代丁二酰亚胺(NIS)介导的环化反应构建含氟3,4-二氢嘧啶并[1,6-a]吲哚-1(2H)-酮衍生物的方法.该方法具有反应条件温和、底物适用范围广等优点.该方法为构建用于发现药物的含氟杂环化合物提供了潜在的策略.