含氟相转移催化剂的设计及其氟固相萃取回收方法研究

相转移催化是有机合成中广泛使用的方法，其特点是操作简单，反应条件温和，可以采用低廉的溶剂和试剂，易于规模化应用，但是该方法存在的主要问题是，对于传统的相转移催化剂无法实现回收利用，这在客观上增加了其催化的合成反应成本和环境污染。本项目在氟两相催化的研究基础上，对冠醚、季铵盐这两类传统的相转移催化剂进行氟修饰，设计用不同氟烷基修饰的具有不同氟含量的氮杂冠醚和季铵盐，研究其有效的合成方法、在β-酮酸酯烷基化和卤素交换氟化等有机合成反应中的催化活性及其固相回收方法，在此基础上，设计并合成含氟的手性季铵盐相转移催化剂，在保证催化活性和对映选择性的基础上，实现手性相转移催化剂的循环使用，为相转移催化过程的绿色化提供新的途径。对相转移催化剂进行氟修饰不会影响催化剂的催化性能，而氟修饰后的催化剂可以采用氟固相萃取的方法加以快速、高效地回收和循环利用，对实现有机合成过程的绿色化具有重要的科学意义。

相转移催化是有机合成中广泛使用的方法，其特点是操作简单，反应条件温和，可以采用低廉的溶剂和试剂，易于规模化应用，但是该方法存在的主要问题是，对于传统的相转移催化剂无法实现回收利用，这在客观上增加了其催化的合成反应成本和环境污染。..项目在氟两相催化的研究基础上，对传统的相转移催化剂进行氟修饰，设计用不同氟烷基修饰的具有不同氟含量的相转移催化剂，研究其有效的合成方法、在β-酮酸酯烷基化、卤素交换氟化和氟化等有机合成反应中的催化活性及其固相回收方法，在此基础上，设计并合成含氟的手性相转移催化剂，在保证催化活性和对映选择性的基础上，实现手性相转移催化剂的循环使用。..项目取得的具体成果有：（1）项目设计、合成系列含氟相转移催化剂，包括含氟金鸡纳-硫脲双功能催化剂、含氟金鸡纳酯、含氟氮杂冠醚相转移催化剂和含氟季铵盐相转移催化剂；（2）建立了氟固相萃取模型；（3）在氟固相萃取技术运用的基础上，将氟技术运用到纳米金属催化上，实现了纳米金属催化的稳定和回收；（4）此外，项目在氟固相的基础上提出和建立含氟沉淀回收理论技术；（5）项目研究发表论文12篇（SCI收录），申报专利1篇；（6）项目资助1名博士研究生到美国交流，邀请美国专家来华访问交流1次。..项目研究表明对相转移催化剂进行氟修饰不会影响催化剂的催化性能，而氟修饰后的催化剂可以采用氟固相萃取的方法加以快速、高效地回收和循环利用，对实现有机合成过程的绿色化具有重要的科学意义。