摘 要

三氟乙基是重要的含氟功能基，由于其强吸电子诱导效应，并且含有稳定的碳-氟键，所以将三氟乙基引入化合物后，可以显著提高有机分子的化学和代谢稳定性、亲脂性、极性、以及在细胞膜中的渗透性，三氟乙基化合物在医药、农药和材料等领域获得广泛应用。因此，如何有效的构筑三氟乙基化合物，特别是手性三氟乙基化合物，具有非常重要的意义。

本论文主要研究工作分为三部分：（一）从三氟乙醇出发，经Ts化反应，取代反应和氧化反应合成三氟乙基砌块(2-吡啶基)三氟乙基砜，产物的结构经¹H-NMR分析确定；（二）环乙亚胺、硝基苯乙烯等底物的合成；（三）探索了环乙亚胺、硝基苯乙烯、芳基衍生物、碘甲烷、与(2-吡啶基)三氟乙基砜化合物之间的反应。研究发现，上述反应均无目标产物生成，得到(2-吡啶基)甲基砜副产物。

关键词：三氟乙基；Michael反应；交叉偶联

Abstract

Trifluoroethyl is an important fluorine functional group. Because of its strong electron-withdrawing effect and its stable carbon-fluorine bond, it is possible to significantly improve the chemical and metabolic stability of organic molecules,lipophilicity, polarity, and permeability in the cell membrane when trifluoroethyl is introduced into the compound , trifluoroethyl compounds in medicine, pesticides and materials and other fields are widely used. Therefore, how to effectively construct trifluoroethyl compounds, especially chiral trifluoroethyl compounds, has a very important significance.

The main research work in this paper is divided into three parts: (1) Starting from trifluoroethanol, trifluoroethyl block (2-pyridyl) trifluoroethylsulfone was synthesized by Ts-reaction, nucleophilic substitution reaction and oxidation reaction, and characterized by ¹H-NMR analysis. (2) Synthesis of ethyl imine, nitrostyrene and other substrates. (3) The reaction between cyclic ethyleneimine, nitrostyrene, aryl derivatives, methyl iodide, with (2-pyridyl) trifluoroethyl sulfone compounds has been explored. It was found that none of the above reactions produced the target product, but gave (2-pyridyl) methylsulfone by-product.

Keywords: trifluoroethyl; Michael reaction; cross-coupling

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1有机氟化学概述 1

1.2含氟有机化合物的发展现状 2

1.3含三氟乙基化合物的国内外研究 3

1.3.1直接的三氟乙基化反应 3

1.3.1.1以CF₃CH₂I为三氟乙基源的三氟乙基化反应 3

1.3.1.2以CF₃CH₂OTs为三氟乙基源的三氟乙基化反应 9

1.3.1.3以CF₃CH₂NH₂为三氟乙基源的三氟乙基化反应 10

1.3.2间接的三氟乙基化反应 11

1.4设计思想 12

1.4.1三氟乙基化合物研究背景 12

1.4.2手性砜类化合物的催化合成 13

第2章 三氟乙基砜化合物与亚胺的合成 14

2.1实验仪器及药品 14

2.1.1实验仪器 14

2.1.2实验药品 15

2.2三氟乙基砜的合成 16

2.2.1三氟乙基砜的合成路线 16

2.2.2三氟乙基砜的具体合成 16

2.2.2.1对甲苯磺酸三氟乙基酯的合成 16

2.2.2.2化合物硫醚的合成 17

2.2.2.3三氟乙基砜基化合物的合成 17

2.3亚胺的合成 18

2.3.1硝基苯乙烯的合成： 18

2.3.2环乙亚胺的合成 19

2.3.3 N-(亚苄基)-对甲苯磺酰胺的合成 19

第三章 三氟乙基砜的拓展研究 20

3.1 Michael加成反应 20

3.2开环反应 21

3.3 C-H活化反应 22

3.3.1三氟乙基砜与烯烃衍生物的反应 22

3.3.2三氟乙基砜与芳基衍生物的反应 23

3.3.3三氟乙基砜与亚胺的反应 24

3.3.4三氟乙基砜与其他化合物的反应 24

3.4甲基化反应 25

3.5光催化反应 25

第四章 总结与展望 26

参考文献 27

附录 化合物的相关谱图 31

致谢 37

第1章 绪论

1.1有机氟化学概述

氟是一个很特殊的元素，许多有机氟化合物有着很特别的性质，许多物质，如聚合物、液晶材料和其他高性能材料等，由于其结构中含有氟原子而具有相应的独特性质^[1]。

早在1764年，德国化学家Marggraf将硫酸与萤石的混合物在玻璃曲颈瓶中蒸馏，在馏出物中析出了一种白色固体，Marggraf认为这是硫酸从萤石中分离出的一种“挥发性土壤”。 1771年，瑞典化学家Scheele重复了Marggraf的实验，指出这是由于一种与萤石中的石灰相结合的酸被硫酸所游离并蒸馏了出来，Scheele称这种酸为氟酸，同时，他发现这种酸可以与玻璃容器发生反应；直到18世纪后期，Thenarcl和Gay-Lussac将此反应改在由铅或银制成的容器中进行，然后研究馏出物与玻璃的反应，才发现Scheele所谓的“氟酸”实际上是氢氟酸和硅氟酸的混合物。法国科学家安培于1812年提出，氢氟酸中存在一种新元素，并将这一新元素命名为fluorine，这一提议成为了氟化学标志性的历史转折点。1896年，Swarts等人成功合成一氟乙酸乙酯，揭开有机氟化学的序幕。1954年，Fried证实α-氟化酯酸可的松比相应的酯酸可的松在糖皮质激素消炎活性上高出10-12倍，第一次展示了向分子特定位置引入氟原子的优越性 ^[2]。

氟原子对化合物生物活性的影响归因于氟原子有一些独特的性质^[3]：