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该论文利用苯磺酰基这一调控基团,对选择性亲核二氟甲基化以及一氟甲基化反应进行了研究。利用氟烷基砜试剂发展了对羰基化合物、环氧烷、环硫酸二酯、环磺胺酯以及π-烯丙基钯的高效亲核氟烷基化反应,成功制备出了一系列α或β-氟烷基化合物。同时利用苯磺酰基的调控作用,对含氟碳负离子的反应性进行了研究。
第一部分,利用[(苯磺酰基)二氟甲基]三甲基硅烷在氟负离子引发下的(苯磺酰基)二氟甲基化反应,结合金属镁调控的砜基脱除反应,发展了一种新的二氟甲基化方法。这种方法可以兼容烯醇化以及非烯醇化的醛和酮,尤其适用于易烯醇化的醛。
第二部分,在手性季铵盐作用下,分别通过氟负离子引发和相转移催化的方法实现了对芳香醛的首例对映选择性二氟甲基化反应。研究发现,对映选择性与底物结构有关,对于2-氯苯甲醛,产物的ee值可以达到64%。
第三部分,利用氟烷基砜实现了对环氧烷的亲核氟烷基化反应,可以一步制得β-一氟甲基醇。并且探测了“负氟效应(Negative Fluorine Effect)”,发现通过引入另一个苯磺酰基来调控“负氟效应”是增加氟代碳负离子亲核性的一种有效方式。
第四部分,用亲核二氟甲基化方法,高区域选择性以及高立体选择性地合成了β-二氟甲基以及β-二氟亚甲基醇和胺。用二氟甲基苯基砜对环硫酸二酯以及环磺胺酯进行亲核(苯磺酰基)二氟甲基化反应,以优秀的产率得到β-(苯磺酰基)二氟甲基醇和胺。
第五部分,运用三种含氟碳负离子考察了对α,β-烯酮的亲核氟烷基化反应。比较发现,尽管反应溶剂以及烯酮的结构可以影响对烯酮亲核加成反应的选择性,但是碳负离子的软硬度起着主要作用。通过比较1,2-加成与1,4-加成产物的比例,确定了三种含氟碳负离子软硬度顺序。同时发现氟原子不一定总是增加碳负离子的硬度。在考察氟烷基砜对α,β-不饱和羧酸酯的加成反应过程中,发现更容易与酯基反应,得到(苯磺酰基)二氟甲基以及(苯磺酰基)一氟甲基酮。
第六部分,借助苯磺酰基的调控作用,在Pd/HOAc作用下通过对简单炔烃异构化反应实现了烯丙基氟烷基化反应。该反应不仅具有很高的区域选择性,而且符合原子经济性的特点。