鐵(Ⅲ)催化二氟乙醛N-磺酰腙(DFHZ)與烯烴的環(huán)丙烷化反應(yīng)研究
發(fā)布時間:2021-11-24 23:47
有機(jī)化合物與含氟基團(tuán)的衍生化常常影響它們的物理化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì),藥物中也通常通過將含氟基團(tuán)引入有機(jī)化學(xué)骨架中以增強(qiáng)其生物活性。氟烷基重氮的反應(yīng)性極強(qiáng),是高度官能化的氟烷基試劑,但因?yàn)槠浔娝苤亩拘院捅ㄐ?不能很好地適應(yīng)大劑量的反應(yīng),限制了其在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。近年來,關(guān)于氟烷基重氮的反應(yīng)研究較多,但多數(shù)是通過采用不同的實(shí)驗(yàn)操作方法,來降低實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性;酋k曜鳛橹氐那绑w,可以在低溫條件下通過堿的催化作用分解生成重氮,這種策略可作為一種更為安全的方法即時生成重氮并參與到反應(yīng)中。本研究以市售的二氟乙酸乙酯為原料,采用LiAlH4連續(xù)還原和磺酰肼縮合的方法,制備出三種不同磺;亩胰㎞-磺酰腙(DFHZ),并以優(yōu)異的產(chǎn)率提供相應(yīng)的DFHZ-Tfs、DFHZ-Ns和DFHZ-Ts。此外,通過二氟乙醛N-磺酰腙(DFHZ)這種二氟甲基重氮的前體,在過渡金屬鐵(Ⅲ)的催化下,與烯烴反應(yīng)高效、綠色、高選擇性地實(shí)現(xiàn)了二氟烷基環(huán)丙烷化反應(yīng)。
【文章來源】:東北師范大學(xué)吉林省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
含氟烷基藥物分子結(jié)構(gòu)
2代謝穩(wěn)定性。含有三氟甲基的化合物在藥物合成和材料化學(xué)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用,在過去40年得到了廣泛的研究[4]。如圖1-2是幾種用途較為廣泛的含CF3的有機(jī)藥物分子。CNCF3NNSONHOXtandiF3CHNOCNOHAubagioNNNNHOCF3NNPonatinibF3COHNNOHNF3CLomitapideCF3NHOOOHOStivargaNOHNFHNOHNOCF3ClEtofenamate圖1-2含三氟甲基的藥物分子結(jié)構(gòu)目前,實(shí)現(xiàn)有機(jī)分子的三氟甲基化主要有兩種途徑。一種是直接三氟甲基化;另一種方法是利用三氟甲基化試劑,將三氟甲基通過單步基元反應(yīng)引入到目標(biāo)分子中。第一種方法以活性很強(qiáng)的氟試劑作為氟源,對目標(biāo)化合物進(jìn)行氟化,如HF、SF4、SbF3等,一般利用高溫高壓,將氟化試劑中的氟原子逐個引入目標(biāo)分子,如圖1-3所示?上攵,這種方法條件十分苛刻,對所需的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和安全保護(hù)措施要求很高,可耐受的官能團(tuán)相當(dāng)有限,而且反應(yīng)效率也并不高。圖1-3第二種方法是通過三氟甲基化試劑將三氟甲基整體引入目標(biāo)分子中,指的是預(yù)先設(shè)計(jì)及制備一些含有三氟甲基砌塊的有機(jī)化合物作為三氟甲基化試劑,三氟甲基基團(tuán)以這些三氟甲基化試劑作為載體,進(jìn)而向目標(biāo)分子中引入三氟甲基基團(tuán)。在整個反應(yīng)過程中,并不涉及碳-氟鍵的生成與斷裂,相比第一種方法有更好的選擇性和更溫和的反應(yīng)條件。由于三氟甲基試劑具有反應(yīng)條件相對溫和、制備方法豐富、利于儲存等優(yōu)點(diǎn),目前已經(jīng)成為了三氟甲基化反應(yīng)研究的主要方向。一般的,根據(jù)三氟甲基化試劑本身所具有的電子特性,可分為親核型、親電型和自由基型[5,6]。1.1親核型三氟甲基化三氟甲基化反應(yīng)中發(fā)展最久的反應(yīng)當(dāng)屬親核型的三氟甲基化反應(yīng),與之對應(yīng)
(CF3I)、三氟溴甲烷(CF3Br)、三氟乙酸鹽、碘-二氟甲基磺酰氟、氟磺酰二氟乙酸甲酯等。親核三氟甲基化通過CF3-的親核反應(yīng)實(shí)現(xiàn),根據(jù)反應(yīng)過程中三氟甲基負(fù)離子不同的形成方式,將試劑大致分為兩類,即金屬-CF3(M-CF3)試劑與TMSCF3試劑。1.1.1金屬-CF3(M-CF3)型親核三氟甲基化金屬-CF3(M-CF3)型的親核三氟甲基試劑是多種金屬與三氟甲基結(jié)合形成的親核三氟甲基化試劑。各種過渡金屬中,銅價格低廉且生成的金屬化合物性質(zhì)穩(wěn)定,參與反應(yīng)的三氟甲基負(fù)離子會以Cu-CF3的形式存在,在諸多的三氟甲基化反應(yīng)中均有應(yīng)用,如圖1-4所示。圖1-4早在1969年,過渡金屬Cu就被用于三氟甲基化的反應(yīng)中,Kobaysshi等人首次報(bào)道了金屬銅與三氟碘甲烷生成Cu-CF3,芳基碘化合物與該中間體反應(yīng)得到三氟甲基芳基化合物的方法[7,8]。在隨后的1980年,Yagupolskii課題組在銅催化下利用(CF3CO2)2Hg同樣實(shí)現(xiàn)了芳基碘化合物的三氟甲基化[9]。1985年,Burton課題組利用Cd和CuBr協(xié)同催化,CF2Br2作為三氟甲基源實(shí)現(xiàn)了芳基碘化合物的三氟甲基化[10,11]。在1988年,Parker課題組利用碘化亞銅和CF3SO2Na同樣實(shí)現(xiàn)了芳基碘的三氟甲基化[12]。1991年,Duan等人同樣利用碘化亞銅配合氯二氟乙酸甲酯實(shí)現(xiàn)了芳基碘的三氟甲基化[13]。在接下來的1993年,Chen及其同事發(fā)現(xiàn)在一價銅的催化下,氟磺酰二氟乙酸甲酯同樣實(shí)現(xiàn)上述的芳基碘三氟甲基化[14]。圖1-5近年來,銅催化的親核三氟甲基化體系研究逐漸走向溫和可控。如圖1-5所示,2008年,Vivic等人發(fā)現(xiàn)NHC配體可以使Cu-CF3更加穩(wěn)定,室溫下即可實(shí)現(xiàn)芳基碘化物的三氟甲基化反應(yīng)[15]。
【參考文獻(xiàn)】:
碩士論文
[1]全新三氟甲基重氮試劑(TFHZ-Tfs)參與的[2,3]-σ重排反應(yīng)研究[D]. 楊翔宇.東北師范大學(xué) 2019
本文編號:3516986
【文章來源】:東北師范大學(xué)吉林省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
含氟烷基藥物分子結(jié)構(gòu)
2代謝穩(wěn)定性。含有三氟甲基的化合物在藥物合成和材料化學(xué)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用,在過去40年得到了廣泛的研究[4]。如圖1-2是幾種用途較為廣泛的含CF3的有機(jī)藥物分子。CNCF3NNSONHOXtandiF3CHNOCNOHAubagioNNNNHOCF3NNPonatinibF3COHNNOHNF3CLomitapideCF3NHOOOHOStivargaNOHNFHNOHNOCF3ClEtofenamate圖1-2含三氟甲基的藥物分子結(jié)構(gòu)目前,實(shí)現(xiàn)有機(jī)分子的三氟甲基化主要有兩種途徑。一種是直接三氟甲基化;另一種方法是利用三氟甲基化試劑,將三氟甲基通過單步基元反應(yīng)引入到目標(biāo)分子中。第一種方法以活性很強(qiáng)的氟試劑作為氟源,對目標(biāo)化合物進(jìn)行氟化,如HF、SF4、SbF3等,一般利用高溫高壓,將氟化試劑中的氟原子逐個引入目標(biāo)分子,如圖1-3所示?上攵,這種方法條件十分苛刻,對所需的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和安全保護(hù)措施要求很高,可耐受的官能團(tuán)相當(dāng)有限,而且反應(yīng)效率也并不高。圖1-3第二種方法是通過三氟甲基化試劑將三氟甲基整體引入目標(biāo)分子中,指的是預(yù)先設(shè)計(jì)及制備一些含有三氟甲基砌塊的有機(jī)化合物作為三氟甲基化試劑,三氟甲基基團(tuán)以這些三氟甲基化試劑作為載體,進(jìn)而向目標(biāo)分子中引入三氟甲基基團(tuán)。在整個反應(yīng)過程中,并不涉及碳-氟鍵的生成與斷裂,相比第一種方法有更好的選擇性和更溫和的反應(yīng)條件。由于三氟甲基試劑具有反應(yīng)條件相對溫和、制備方法豐富、利于儲存等優(yōu)點(diǎn),目前已經(jīng)成為了三氟甲基化反應(yīng)研究的主要方向。一般的,根據(jù)三氟甲基化試劑本身所具有的電子特性,可分為親核型、親電型和自由基型[5,6]。1.1親核型三氟甲基化三氟甲基化反應(yīng)中發(fā)展最久的反應(yīng)當(dāng)屬親核型的三氟甲基化反應(yīng),與之對應(yīng)
(CF3I)、三氟溴甲烷(CF3Br)、三氟乙酸鹽、碘-二氟甲基磺酰氟、氟磺酰二氟乙酸甲酯等。親核三氟甲基化通過CF3-的親核反應(yīng)實(shí)現(xiàn),根據(jù)反應(yīng)過程中三氟甲基負(fù)離子不同的形成方式,將試劑大致分為兩類,即金屬-CF3(M-CF3)試劑與TMSCF3試劑。1.1.1金屬-CF3(M-CF3)型親核三氟甲基化金屬-CF3(M-CF3)型的親核三氟甲基試劑是多種金屬與三氟甲基結(jié)合形成的親核三氟甲基化試劑。各種過渡金屬中,銅價格低廉且生成的金屬化合物性質(zhì)穩(wěn)定,參與反應(yīng)的三氟甲基負(fù)離子會以Cu-CF3的形式存在,在諸多的三氟甲基化反應(yīng)中均有應(yīng)用,如圖1-4所示。圖1-4早在1969年,過渡金屬Cu就被用于三氟甲基化的反應(yīng)中,Kobaysshi等人首次報(bào)道了金屬銅與三氟碘甲烷生成Cu-CF3,芳基碘化合物與該中間體反應(yīng)得到三氟甲基芳基化合物的方法[7,8]。在隨后的1980年,Yagupolskii課題組在銅催化下利用(CF3CO2)2Hg同樣實(shí)現(xiàn)了芳基碘化合物的三氟甲基化[9]。1985年,Burton課題組利用Cd和CuBr協(xié)同催化,CF2Br2作為三氟甲基源實(shí)現(xiàn)了芳基碘化合物的三氟甲基化[10,11]。在1988年,Parker課題組利用碘化亞銅和CF3SO2Na同樣實(shí)現(xiàn)了芳基碘的三氟甲基化[12]。1991年,Duan等人同樣利用碘化亞銅配合氯二氟乙酸甲酯實(shí)現(xiàn)了芳基碘的三氟甲基化[13]。在接下來的1993年,Chen及其同事發(fā)現(xiàn)在一價銅的催化下,氟磺酰二氟乙酸甲酯同樣實(shí)現(xiàn)上述的芳基碘三氟甲基化[14]。圖1-5近年來,銅催化的親核三氟甲基化體系研究逐漸走向溫和可控。如圖1-5所示,2008年,Vivic等人發(fā)現(xiàn)NHC配體可以使Cu-CF3更加穩(wěn)定,室溫下即可實(shí)現(xiàn)芳基碘化物的三氟甲基化反應(yīng)[15]。
【參考文獻(xiàn)】:
碩士論文
[1]全新三氟甲基重氮試劑(TFHZ-Tfs)參與的[2,3]-σ重排反應(yīng)研究[D]. 楊翔宇.東北師范大學(xué) 2019
本文編號:3516986
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