含氟化合物在医药,农药和功能材料等领域应用十分广泛,这是由于氟原子的电负性最大,原子半径与氢原子相当,将氟或含氟的官能团引入芳香化合物中,其物理,化学和生物学性质都会发生意想不到的改变。然而含氟有机化合物在自然界中存在极少,大多都依靠人工合成。早期使用的亲电或亲核氟化试剂如F2、CH3COOF、CF3OF、FCl O3等虽然反应活性很高,但是存在毒性大、易爆炸、不易保存等缺点,且这类反应选择性差,对有机物敏感,反应条件苛刻。科学家们近年来开发了一类更安全稳定,绿色环保的N-F型亲电氟化试剂,如N-氟代吡啶盐、N-氟代双苯磺酰亚胺(NFSI)和1-氯甲基-4-氟-1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷二(四氟硼酸)盐(Selectfluor)等。这些新型有机氟试剂促进了温和的C-H氟化领域的发展。随着无金属或过渡金属催化策略实现C-H键活化逐渐成为有机合成领域强有力的工具之一,许多芳香烃邻位的C-H官能团化相继被成功实现,而远程选择性的C-H活化领域也大放异彩。传统的将氟引入芳香化合物的方法:如经典的Balz-Schiemann反应,一般需要将底物预先官能团化,操作复杂,转化率较低,因而发展芳香烃的直接的C-H氟化合成方法学引起了极大地关注。喹啉以及喹啉衍生物片段结构的化合物通常在医药、材料等领域也具有不可替代的作用。过去几年,我们实验室致力于双齿配体的8-氨基喹啉为底物的区域选择性官能团化,并已经实现了过渡金属催化的C-5位高度选择性氯化、溴化、碘化反应。本篇论文包含两部分:首先,我们继续以8-氨基喹啉为底物,研究了应用潜力最大、挑战性最大的选择性C-F键的构建反应。我们选择F-TEDA-BF4(Selectfluor)作为氟源和氧化剂,HOAc为唯一的添加剂,在温和的非金属体系下实现了新颖高效的8-氨基喹啉酰胺和8-氨基喹啉磺酰胺衍生物的C5位氟化反应。在最优反应条件下,我们探索了23种适用的8-氨基喹啉底物并得到了其C-5位氟化产物。该反应简化了氟化合成方法,避免了金属催化剂的浪费,且底物范围宽泛,可实验室放大得到较高的分离产率,并水解生成应用广泛的5-氟-8-氨基喹啉。根据自由基捕获实验以及参比实验,我们判定该反应涉及了自由基反应过程,并提出可能的机理:底物经过Selectfluor的氧化作用生成自旋离域的自由基结构继而发生氟自由基的定向导入完成8-氨基喹啉C-5位选择性的氟化反应。第二部分中,我们选用Selectfluor-Cu(OAc)2-HOAc的过渡金属催化体系,双齿配体的N-苯基吡啶酰胺为底物,CH3NO2作溶剂,HOAc为添加剂,100℃封管反应,实现了一种苯胺类衍生物的新型的、温和的选择性邻位C-H单氟化反应。该反应与多种不同的底物经历了亲电过程并得到了较为可观的产率,得到15种邻位氟化的苯胺衍生物,同样可放大得到高的分离产率并进一步水解得到应用广泛的邻氟苯胺产品。最后,我们提出了相应的机理且认为邻位的单氟化选择性是由吡啶酰胺的2个氮原子和铜原子的双齿配位控制的。