新型多氟乙酰胺的合成及其应用研究

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有机氟化物因其具有特殊的物理、化学性质及生物活性,被广泛应用于化工、材料、农药和医药等领域。因此,选择性地向有机分子中引入氟原子或者含氟基团,受到化学工作者越来越广泛的研究,其中通过向芳香族化合物中引入多氟乙酰基来合成芳基多氟甲基酮化合物得到了极大的发展,至今已报道了多种芳基多氟甲基酮的合成方法,这些方法为丰富芳基多氟甲基酮类化合物做出了巨大贡献,但同时存在着一些弊端,如反应产率低,官能团耐受性差,反应条件苛刻等。那么,如何高效、高选择性的构筑C-C键,合成芳基多氟甲基酮是目前面临的一项具有挑战性的工作。过渡金属催化的Suzuki-Miyaura偶联反应可高效地构建C-C键,是实现芳基化合物官能化反应的一条有效途径,也符合“绿色化学”的发展要求。本论文为了实现多氟甲基酮类化合物的简洁、高效合成,设计并合成了一类新型的多氟乙酰基化试剂,并利用钯催化的Suzuki-Miyaura偶联反应,实现了该多氟乙酰基化试剂与芳基硼酸的多氟乙酰基化反应。本论文首先设计并合成了2,2,2-三氟-N-苯基-N-对甲苯磺酰基乙酰胺(NTFTS)以及2,2-二氟-N-苯基-N-对甲苯磺酰基乙酰胺(NDFTS)。并以4-联苯硼酸5a作为模型底物,系统考察了催化剂、配体、溶剂、温度等条件对该反应的影响。确定最优反应条件为:Pd(OAc)2(5.0 mol%)、PCy3(10.0 mol%)、苯硼酸(2.0当量)、1,4-二氧六环(2.0mL),在氮气保护下室温反应12 h。在最优反应条件下,通过反应底物拓展研究发现:对于不同取代基取代的苯硼酸均可高效反应,表现出很好的底物适用性。在该研究的基础上,我们研究了芳基硼酸的二氟乙酰基化反应的条件适用性,实验证明在上述最优反应条件下反应可高效地进行,且底物适用性好。该多氟乙酰基化反应避免了传统Suzuki偶联反应所需的外加碱,反应产生的伴生副产物能以98%的回收率得到回收利用。因此,利用该方法可以在温和的反应条件下,高收率、高原子经济性地合成含有不同官能团的芳基三氟甲基酮和芳基二氟甲基酮。最后,对反应机理进行了初步的探索,根据已报道的文献,我们推测在反应过程中经历了零价钯的氧化加成、转金属化反应以及还原消除反应。不同反应产物均经由1H-NMR、13C-NMR、19F-NMR、傅里叶红外和高分辨质谱进行了表征。
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