摘 要

含氟化合物具有许多特有优势，因此，含氟化合物被人类广泛应用，并且人类在开发新型含氟化合物的道路上一直从未停歇。结合当今人们对于含氟烯烃以及芳基化反应的研究这两个热点，本文描述了一种新型的氢芳基化反应，也是对新型含氟化合物的一个探究，也即含氟烯烃的氢芳基化反应。正如题目所示，该实验涉及到的底物是两部分，一部分是含氟烯烃，另一部分是芳香化合物。在导向基团的作用下，两种底物在催化剂铑的催化下进行反应，通过筛选各种反应条件，以期在实验的过程中发现一条新的合成含偕二氟亚甲基化合物的途径并且探索该途径的最佳反应条件。此外，对底物范围也进行了研究，探究该反应所适用的范围。完成对含氟烯烃的氢芳基化反应的研究。

关键词：含氟烯烃 氢芳基化 导向 sp2-C—H 键活化 铑催化

Hydrogen Arylation of Fluorinated Olefins

Abstract

Fluorinated compounds have many unique advantages, therefore, fluorine-containing compounds are widely used in many fields. Thus the synthesis of new fluorine-containing compounds has been attracted considerable interest. Combining the two hotspots of research on fluorinated olefins and arylation reactions, this paper describes a novel hydrogen arylation reaction, which is also an exploration of novel fluorochemicals, that is, hydrogen fluoride radical reaction. As the subject shows, the substrate involved in the experiment is two parts, one is fluorinated olefins and the other is aromatic. Under the action of the targeting groups, the two substrates were synthesized under the catalysis of the rhodium catalyst, by screening various reaction conditions, in order to find a new way to synthesize the aromatic fluorine compounds during the experiment and explore the way optimum reaction conditions. Where the substrate is extended to explore the scope of application of the reaction. To complete the hydrofluorination of fluorinated olefins.

Key words：Fluorinated olefin; Hydrogen Arylation; ligand-directed; sp2-C—H bonds activation; rhodium-catalyzed

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题背景 1

1.2 氢芳基化反应 1

1.2.1 烯炔的芳基化反应 2

1.2.2 过渡金属催化氢芳基化反应 2

1.2.3 导向基团活化sp2 C-H键 4

1.3 含氟烯烃氢芳基化底物的研究 5

1.3.1 含C - H键的芳烃底物 5

1.3.2 含C - H键的芳烃底物的制备 6

1.3.3 亲电试剂含氟烯烃 7

1.3.4 含氟烯烃的制备 7

1.4 本课题研究意义及内容 8

第二章 实验部分 10

2.1 主要试剂与仪器 10

2.1.1 实验试剂 10

2.1.2 实验仪器和设备 11

2.2 含氟烯烃的制备 11

2.2.1 实验前的预处理： 11

2.2.2 含氟饱和酯的制备 11

2.2.3 含氟饱和酯制备含氟烯烃 13

2.3 制备芳烃底物 17

2.3.1 探究实验 17

2.3.2 制备含导向基的芳烃底物 17

第三章 结果与讨论 20

3.1 实验条件的确定 20

3.1.1 制备含氟饱和酯的条件 20

3.1.2 制备二氟烯烃的条件 20

3.2 核磁数据 21

第四章 结论 23

参考文献 24

附录 27

致 谢 34

第一章 绪论

1.1 课题背景

近年来，含氟化合物是许多领域中增长最快速的化学品之一，如精细化学品领域[1]，它是炙手可热的化学品，其次它被广泛应用于医药领域，化工染料、材料等领域。芳香族化合物也是人们研究的热点模块，芳香族化合物的结构复杂，能发生的反应种类也复杂，能参与反应的部位也多，所以通过芳香族化合物可以合成许多新的化合物，这使得有关芳香族化合物的反应在有机合成中被广泛的研究。而以含氟片段对芳环进行C - H键的功能化包含了以上两个热点，这使得这类型氟化合物也成为了有机合成化学家们研究的重点。它的合成方法以及应用都受到国内外行业，科学界密切关注和深入研究[2 ~ 3]。最近几年，过渡金属催化的发展，使得一些看似无法发生的反应得以发生，看似无法连接的两个化学片段通过金属催化而生成了一种新型的化合物。在这样的背景之下，化学研究者们开始着眼于利用过渡金属来进一步研究既含芳香环片段也含氟片段的化合物的合成方法，采用过渡金属催化，将氟原子或者含氟原子的基团引入到芳香族化合物C - H键上[1,4]，由此引出了过渡金属催化芳环C - H键上功能化的研究。因为对含氟化合物的研究越来越广泛、深入，因此化学家们又成立了有机氟化学，用于专门研究与氟有关一切知识。氟元素在化学周期表上是第9号元素，位于第2周期、第ⅦA族，电负性（4.0）在已知元素中是最大的，范德华半径较小，与氢元素的接近，没有d轨道，未成对p电子数较多，所以氟原子的电子密度较高。因为这些本质原因，使得含氟化合物具有非常特殊的性质。在芳香族化合物中引入这种特殊元素，又加上芳香化合物本身性质也特殊，合成的含氟化合物也具备了更多特殊性质，会具备更多新的、特殊的功能。

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