过渡金属催化的选择性烯丙基碳-氢键氟化反应研究

Fluorinated compounds are extremely important in chemistry, biology, medicine and material science.Thus new methods of fluorination are highly desirable.In the past decade, many approaches have been made for the formation of aryl fluorides. But the preparation of aliphatic fluoride compounds still remains relatively unexplored. Allylic fluorides, a important class of aliphatic fluoride compounds, occur in a range of pharmaceuticals, agrochemicals, and can serve as useful building blocks. Transition-metal catalyzed allylic fluorination is a convevient and effient method for the synthesis of allylic fluorides. Significant progresses have been made recently in the development of transition-metal catalyzed allylic fluorination. Nevertheless, numerous limitations and challenges still remain in the substrates scope, reaction selectivities and so on. Transition-metal catalyzed C-H bond activation and functionalization is one of the hottest research topics in recent years. This research will focus on the fluoriation based on transition-metal catalyzed allylic C-H bond activation including nucleophilic and electrophilic fluorinations, and the corresponding selectivies in this reaction. It will not only provide a novel method for the concise and efficient preparation of allylic fluorides and more complicated fluorinated compounds, but also be beneficial in respect of the economical, environmental, and sustainable issues.

氟化物在化学，生物学，医学以及材料科学中有着非常重要的应用，因此新的氟化方法的研究是至关重要的。过去十年中，大量的芳基氟化物的合成方法被报道，但是在脂肪族氟化物的制备方法上还存在较大的挑战。烯丙基氟化物作为一类重要的脂肪族氟化物，广泛存在于一些药物和农药分子中，并且是非常有用的有机合成砌块。过渡金属催化的烯丙基氟化反应是一种方便高效合成烯丙基氟化物的方法，近年来已取得了一些重要的进展，然而在底物范围，反应的选择性等方面仍存在较大的局限。过渡金属催化的碳-氢键的直接活化和官能团化近年来是一个非常重要的研究热点，本项目将研究基于过渡金属催化的烯丙基碳-氢键活化的氟化反应，包括亲核性和亲电性的氟化，以及反应中涉及的选择性的问题。此类反应的研究不但会提供一种方便高效的烯丙基氟化方法，为复杂的含氟有机化合物提供更多的合成手段；而且在经济，环保，和可持续发展方面，也具有重要的现实意义。

过渡金属催化的碳-氢键活化与官能团化，过渡金属催化的选择性氟化反应都是目前有机化学领域的研究热点，近年来都各自有很大的进展。过渡金属催化的烯丙基碳-氢键官能团化是一个很有挑战性的课题，虽然近年来已有了突破性的进展，但仍存在较大的局限。本项目计划将过渡金属催化的烯丙基碳-氢键活化与过渡金属催化的氟化反应相结合，研究新型的烯丙基氟化的方法。该方法不但会提供一种方便高效的烯丙基氟化方法，为复杂的含氟有机化合物提供更多的合成手段；而且在经济，环保，和可持续发展方面，也具有重要的现实意义。.在过渡金属催化的选择性烯丙基碳-氢键氟化反应研究过程中，我们通过前期的研究，在尝试过多种过渡金属催化的亲核性以及亲电性烯丙基碳-氢键氟化之后，选择利用高价碘试剂ArI(OCOR)2作为氧化剂，无机金属氟化物作为氟源，来实现包括烯丙基碳-氢键在内的sp2或sp3杂化碳-氢键的亲核氟化反应。目前在高价碘试剂参与的羰基α-位碳-氢键氟化，以及高价碘试剂参与的钯催化的烯丙基碳-氢键以及一般碳-氢键的氧化亲核氟化反应的研究上，已取得一定进展，研究还在进行中。.另外，在此基础上，我们还对高价碘试剂在过渡金属催化的碳-氢键官能团化以及其他选择性有机反应中的应用进行了系统的研究。在高价碘试剂参与的钯催化的芳环碳-氢键酯化反应，高价碘试剂参与的钯催化的烯丙基碳-氢键酯化和芳化反应，以及高价碘试剂介导的无金属条件下的选择性碳-氢键官能团化反应的研究上取得了一定的成果。.截止目前，本项目共发表SCI期刊论文6篇，另有2篇在投。发表会议论文5篇。申请国家发明专利2项。本项目进行中共有一位副教授，两位讲师，已经11名硕士研究生部分或全程参与，现有4人已毕业，7人在读。