【摘 要】
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有机氟化合物具有特殊的物理、化学和生物学特性,可以广泛用于药物化学、农业化学和材料科学的研究中。其中,三氟甲硫基(SCF3)具有极强的吸电子特性,较高的亲脂性和代谢稳定性,对于改善药物分子的药代动力学是十分有用的。在过去的几十年中,已经发展了多种构建三氟甲硫基烯烃的方法,其中包括烯烃的亲电取代、基于炔烃的三氟甲硫基化等,然而,这些方法大多数都需要过渡金属催化剂。因此,发展一种无金属催化、高效、安全
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有机氟化合物具有特殊的物理、化学和生物学特性,可以广泛用于药物化学、农业化学和材料科学的研究中。其中,三氟甲硫基(SCF3)具有极强的吸电子特性,较高的亲脂性和代谢稳定性,对于改善药物分子的药代动力学是十分有用的。在过去的几十年中,已经发展了多种构建三氟甲硫基烯烃的方法,其中包括烯烃的亲电取代、基于炔烃的三氟甲硫基化等,然而,这些方法大多数都需要过渡金属催化剂。因此,发展一种无金属催化、高效、安全的方法制备三氟甲硫基烯烃十分必要。本研究通过亲核的卤化物试剂、亲电的SCF3试剂与羰基硫鎓盐三组分的氯化三氟甲硫基化反应,成功制备了四取代的三氟甲硫基烯烃。该反应具有高效、无金属催化、条件温和、安全、操作简单的特点。首先,我们以苯甲酰氯为亲核的氯代试剂,Munavalli’s试剂为亲电的三氟甲硫基化试剂,羰基硫鎓盐为模板底物,开发出一种无金属催化下羰基硫鎓盐的氯化三氟甲硫基化反应。通过这种温和高效的方法,我们得到了19种新型的四取代氯化三氟甲硫基烯烃,反应产率高达93%,且具有出色的立体选择性。通过底物范围的考察,我们发现该反应具有很好的底物适用性和官能团兼容性,苯环上各种吸电子及给电子取代基均有较好的收率,空间位阻的邻位取代基也具有良好的耐受性,部分杂芳环及萘环也有良好的收率。值得一提的是,当将该反应放大到克级规模时,反应也能得到84%产率。随后,我们对四取代的三氟甲硫基烯烃进行了一系列衍生化反应,拓展了该类产物的应用性。为了进一步探讨当前方法的有效性,我们以苯基膦酰二氯(Ph POCl2)代替苯甲酰氯(Bz Cl)作为氯源,成功合成了四取代的二氯代三氟甲硫基烯烃。得到了15种新型的四取代的二氯代三氟甲硫基烯烃。同样的,该反应底物范围较广,芳环上的间位及对位取代基均有较好的收率和良好的立体选择性。值得一提的是,当我们在硫鎓盐底物上引入生物活性基团及天然产物片段,进一步评估该方法的适用性时,均以良好的产率得到了相应的四取代烯烃,这些结果表明,该方法在复杂化合物的后期修饰中具有一定的应用潜力。最后,我们通过控制实验结果,推测该反应的可能机理为:羰基硫鎓盐在碱性条件下发生去质子化生成羰基硫叶立德,随后,在SCF3试剂和Bz Cl或Ph POCl2的存在下通过醇解过程得到相应的乙烯基苯甲酸酯硫鎓盐或乙烯基次膦酸酯硫鎓盐,最后,在Cl-的亲核攻击下,得到相应的四取代三氟甲硫基烯烃。
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