摘 要

近年来，在有机小分子中引入氟原子或含氟官能团能够显著改变化合物的物理化学性质，并且含氟化合物在药物化学、材料化学中的应用也愈加广泛。因此，氟化学已经成为化学工作者研究的热点。三氟甲基因具有独特的电子结构和反应性能，常被作为重要的官能团引入有机分子当中。三氟甲基引入药物分子可中以改变分子的潜在性质，例如含氟药物分子具有更好的的亲脂性和体内代谢稳定性，进而可以使得其医疗用途更加广泛。随着氟化学的快速发展，一系列关于C(sp、sp2、sp3)-CF₃碳碳键的构建的三氟甲基化反应陆续得到报道。但是大部分的直接三氟甲基化反应需要使用了商业上难以直接获得的三氟甲基化试剂，并且关于构建C(sp3)-CF₃的报道也较少。本文结合今年来金属催化的炔丙基化反应，拟利用外加氟源作为亲核试剂，和偕二氟烯烃以及炔丙位含有离去基团的炔烃构成三组分体系，经一步反应得到炔丙基三氟甲基化产物。首先我们用文献报道的方法合成了一系列偕二氟烯烃（1a，1b-1d，1e，1f，1g，1h，1i，1j，1k ，1l，1m）以及含有离去基团的炔烃(2a)。然后通过优化催化剂类型，配体，反应溶剂、外加氟源等反应参数试图得到标准条件和一定产率的目标分子。再将得到的相关化合物进行核磁谱图确证。

关键词：氟离子；碳碳键偶联；炔丙基化；Pd催化

F- Nucleophilic Addition of G-difluoroolefins Induced PropargylAlkylation

Abstract

In recent years, the introduction of fluorine atoms and fluorine-containing functional groups to the organic small molecules can significantly alter the physical and chemical properties of compounds, and the use of fluorine compounds in pharmaceutical chemistry and materials chemistry has become increasingly widespread. Therefore, fluorine chemistry has become a hot spot for chemical workers. Trifluoromethyl genes have unique electronic structures and reaction properties, often introduced as important functional groups into organic molecules. the introduction of the trifluoromethyl group can be used to alter the potential properties of the drug molecule, for example,fluorinated drug molecules have better lipophilicity and in vivo metabolic stability, which can make the use of their medical more extensive.With the rapid development of fluorine chemistry, a series of trifluoromethylation reactions on the construction ofC(sp, sp2, sp3) -CF₃ carbon-carbon bonds have been reported. However, most of the direct trifluoromethylation requires the use of commercially available trifluoromethylated reagents, and there are fewer reports about the construction of C (sp3) -CF3. In this paper, combined with the metal-catalyzed propargylation reaction this year, we intend to use the three components system,whichcontaining the nucleophile of additional fluorine source, gem-difluorolefins and acetylene alkynes, reaction to obtain the propargyltrifluoromethylated product by one step. First, we have synthesized a series of gemfluoroalkene (1a，1b-1d，1e，1f，1g，1h，1i，1j，1k ，1l，1m) and the alkynes containing the leaving group(2a). And then try to obtain the standard conditions and target molecules by optimizing the reaction parameters such as catalyst type, ligand, reaction solvent and fluoride source. And the related compounds were confirmed by nuclear magnetic spectrum.

Key words: Fluoride ion; Carbon carbon bond coupling; Propargylation; Pd catalysis

目录

摘要 I

Abstract II

第一章、文献综述 1

1.1 引言 1

1.2 C-CF₃碳碳键的构建 1

1.2.1 C(sp)-CF₃的构建 2

1.2.2 C(sp²)-CF₃的构建 2

1.2.3 C(sp³)-CF₃的构建 3

1.3过渡金属钯催化炔丙基化反应 4

1.4二氟烯烃参与的反应 7

1.5研究目的、内容与意义 9

第二章、实验 11

2.1 实验仪器 11

2.2 实验试剂 11

2.3 实验验步骤 12

2.3.1 底物偕二氟烯烃的合成 12

2.3.2 底物醋酸炔丙酯的合成 14

2.3.3 反应条件的筛选 14

第三章、结果与讨论 17

3.1 底物二氟烯烃合成路线讨论 17

3.2 底物含离去基团的炔丙基化合物合成路线讨论 17

第四章、结论与展望 18

参考文献 19

附录 21

致谢 ...............28

第一章文献综述

1.1 引言

氟元素具有最高氧化性、最强的电负性（Pauling电负性，4.0）和最小的离子半径（1.33A˚）。这使得氟元素难以像其他卤素通过在过氧化物氧化作用下引入氟原子。在质子型溶剂（水，醇，胺和酰胺）条件下下，亲核性氟离子容易与溶剂作用形成氢键使得难以进行亲核取代反应构建C-F键。而在非质子溶剂中氟化物是具有强碱性的亲核试剂，这使得容易发生副反应。

由于氟原子的独特性质，含氟有机化合物在医药、农药、材料等与人口健康和国民生活紧密相关的领域中具有十分重要而广泛的应用。在医药领域，在药物分子中引入氟原子后会改变药物分子的pKa，亲脂性，氢键和静电作用力和药物的构象。在所有药物分子中大约有30%的药品中含有氟原子，例如四种典型含氟药物的代表Fluoxetine[抗抑郁药]，Faslodex[抗癌剂]，Flurrisromycin[抗菌药]和Faslodex[抗病毒药]等。在材料领域，聚四氟乙烯（也称为特氟隆）是全氟化（即所有氢原子都被氟原子取代）的聚合物。因其具有低摩擦系数和高疏水性的特点，可以作为家用炊具不粘涂层。全氟化溶剂在加入到有机溶剂和水混合溶液时，会形成一层与水和有机层都不混溶的“氟相”。利用这种性质可以用来回收催化剂或纯化产物。氟元素的非天然同位素¹⁸F同时也是核医学中分子正电子发射断层扫描（PET）成像最常用的正电子发射同位素。 在农药领域，许多含氟高效除菌剂和除草剂被开发，如拜耳公司开发的新型植物广谱杀菌剂肟菌酯和阻止类胡萝卜素合成的除草剂达草减在有机小分子中引入氟原子或含氟官能团能够显著改变化合物的物理化学性质，并且含氟化合物在药物化学、材料化学中的应用也愈加广泛。因此，氟化学已经成为化学工作者研究的热点。

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