钯催化的碳(sp2)-氟键形成反应研究

基于四价钯物种高能量、不稳定、易发生还原消除的特点，促进氟化钯中间体中碳(sp2)-氟键的还原消除，以研究钯催化的碳(sp2)-氟键形成的可能性。设计并考察含氮配体不同骨架以及电子和立体效应因素的影响，分别以亲电氟化试剂以及便宜、易得的氟负离子及氧化剂组合为氟源，通过Pd(II)/Pd(IV)催化循环，发展一个高收率、高选择性的碳(sp2)-氟键的形成反应，同时实现底物的多样性，并在该催化体系的基础上发展一个新的碳(sp2)-三氟甲基键的构建方法。

含氟有机化合物在药物化学、生物化学、农药、PET 技术以及新材料等领域具有独特的价值。在药物化学中，通常通过引入氟原子以增加母体分子的脂溶性、代谢稳定性以及生物药效。因此，生物活性分子的选择性含氟修饰成为药物开发中的重要研究策略，具有可观的学术价值和应用前景。. 自由基含氟官能化反应是有机化合物含氟修饰的重要途径，具有可激发性好、反应活性高等特点，但是传统自由基激发途径需要当量自由基引发剂，条件一般比较苛刻，影响了其在含氟官能化反应中的应用。我们希望通过引入过渡金属，以激发含氟官能自由基的生成，实现温和条件下的含氟官能化反应，而避免当量自由基引发剂的使用。目前国内外这一领域的研究主要集中于三氟甲基化反应，而我们则着眼于二氟甲基、三氟甲硫基等官能化反应，开发的系列转化具有体系简单、条件温和、原料易得、操作简单、反应活性高等优点:.1）发展了首例可见光激发的富电子杂环二氟甲基化反应，机理研究证明该反应为通过亲电自由基途径进行的碳-氢键直接二氟甲基化反应。该反应催化剂用量低、反应条件温和、官能团兼容性好、底物适用范围广。该方法被成功应用于褪黑素的二氟甲基化修饰，展示了良好的应用前景。.2）以钯(0)为催化剂，开发了一个活化烯烃的分子内二氟甲基化/芳基化串联反应。机理研究证明苯砜基二氟甲基自由基（PhSO2CF2•）由钯(0)激发，然后通过对双键自由基加成启动该催化循环；发展了便宜易得、无毒的铁催化的该串联反应，反应温和高效，其中共溶剂首次被应用于Fenton试剂体系以提高反应效率。.3）以稳定的三氟甲基硫化银（AgSCF3）为三氟甲硫基源，开发了一类新颖的三氟甲硫基取代羟吲哚的合成方法。机理研究证明该转化通过三氟甲硫基自由基对烯烃的加成反应启动，提供了一个安全实用、操作简单的三氟甲硫基自由基激发方式。. 在NSFC (No. 21102138)基金的支持下，相关工作已发表标注本项目资助国际期刊论文9篇，包括J. Am. Chem. Soc.，Org. Lett.，Chem. Commun.等，以及邀请综述一篇，应邀在国内学术会议上做报告两次。