铜催化烯烃的三氟甲基-烯基化反应研究

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通过烯烃的双官能化引入不同官能团是有机合成中最为炙手可热的策略之一,它可以从简单的底物出发一步构建两个相邻的碳-碳或碳-杂原子键,显著提高了分子的结构多样性,同时具有良好的原子经济性和高效性,因此,近几十年来,该领域受到了广泛的关注。另一方面,三氟甲基因其特殊的生物活性从而在人体医药和农药的领域当中占据着不可或缺的一部分,由于CF3具有强吸电子性,将其引入到药物当中能够极大提升分子的极性,从而提升在极性溶剂中的溶解性。不仅如此,由于三氟甲基具有高度的吸电子诱导效应,将其引入到有机化合物中能够极大程度上改变化合物的各类理化性质,使得许多目标化合物具有显著的生物活性,这使得人们对合成含三氟甲基化合物产生了极大的兴趣。本论文中,利用铜催化烯烃三氟甲基化-烯基化的反应,从烯烃、Togni-I试剂以及烯基、芳基硼酸出发,合成了一系列含三氟甲基的化合物。具体研究内容如下:第一,通过对配体、溶剂反应底物配比等反应条件的筛选,最终以铜作为中心金属,与双噁唑啉配体络合作为催化剂,实现了烯烃与三氟甲基试剂Togni-1与芳基-烯基硼酸的三体串联反应,合成了一系列β-三氟甲基化烯烃产物。在配体效应调控下,反应能有效减少副产物的生成,以52%-99%的收率获得目标产物。并且,依据相关文献汇报,推测了可能的机理,初步进行了不对称催化反应的尝试。第二,在上述工作的基础上,希望通过该类反应探寻快速构建并环化合物的途径。在经过初步的筛选之后,以1,5-环辛二烯为底物,铜与双噁唑啉配体作为催化体系,与烯基硼酸以及Togni-1试剂三体串联,反应经过一步单电子转移与重排,最终得到并环化合物,经研究发现该反应底物适配性可拓展至芳基硼酸。总而言之,本文开发出了一种以特定双烯为底物快速构建并环化合物的新策略,具有良好的反应产率,非对映选择性高。本论文致力于以非活化烯烃作为底物,开发一种新颖的烯烃双官能化策略,使得此类烯烃能够在温和反应条件下完成转化。并且在引入三氟甲基的同时又引入了一个烯基,为进一步官能化提供了可能性,也为合成具有生物活性的含氟药物提供了有效方法。
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