过渡金属银催化氟化反应及其应用研究

Based on our previous silver-catalyzed intramoleculer aminofluorination of allenes, we are interested in the synthesis of fluorinated heteroaromatic rings. Similar to the previous study, the transition metal silver-catalyzed oxidation of unsautrated carbon-carbon bond will be explored, in which a variety of nucleophiles will be applied. This strategy might present a efficient road for the synthesis of fluorinated heterocycles, such as fluorinated quinoline and fluorinated isoquiline etc. Based on those methodologies, we will synthesize some fluorine-containing bioactive compounds and natural products, and determine the advantage of fluorination after testing the activities of those fluorinated compounds.

鉴于本课题组在过渡金属催化氧化方面做出了的相关研究，尤其是银催化的联烯的分子内氟胺化，方便的合成了氟代吡咯衍生物。申请人拟在此基础上，围绕过渡金属银催化，通过分子内杂原子亲核体对烯烃或炔烃的亲核反应，随后研究碳银键的氧化氟化，最终发展一些新颖的合成含氟杂芳环结构的方法，如氟代喹啉，氟代异喹啉等。并利用所发展的方法，对一些含相应杂芳环结构的活性分子或具有生物活性的天然产物进行氟代改造，通过对所得到的氟代化合物的活性测试，研究氟原子的效应。

在药物化学中，通过药物分子中选择性引入氟是提高药物药效的方法之一。目前20%以上的市售医药和40%以上的农药是含氟有机化合物，因此含氟有机化合物的高效合成对生命科学的发展和人类健康起着非常重要的作用。然而，与其他有机反应相比，有机化合物的氟化研究非常滞后，现有的氟化反应已经不能满足社会发展的需求，探索和发展新型、高效的氟化反应显得极为迫切。. 我们的工作主要集中在过渡金属银催化的氟化反应，基于课题组前期工作，发展了银催化的氟代异喹啉类衍生物合成方法，深入研究了该反应的机理，首次分离得到了反应的关键中间体，非正常卡宾银络合物，研究了其性质及反应活性，并通过计算理解了氟化反应的机理，为C-Ag键的氧化氟化反应提供了理论基础。在氟代吲哚的合成尝试中，我们意外实现了钯催化炔烃断裂重排合成4H-苯并[1,3]恶嗪-4-酮的反应，该方法为高效合成有一类活性片段提供了基础。. 基于前期烯烃的氟胺化反应，我们发展了钯催化苯乙烯的氟硫化反应，机理研究表明，通过自由基与金属结合的策略，实现了分子内烯烃的高选择性氟化反应。同时我们还考察了铜催化烯烃的三氟甲基芳基化反应，提出了Togni试剂与硼酸的互活化模式，利用这一模式进一步实现了炔烃的三氟甲基叠氮化反应；除了烷基氟化物的合成，我们也对芳基氟化反应进行了研究，实现了铜催化的芳基溴化物的氟化，为简单芳基氟的合成提供了理论基础，随后我们也实现了芳基溴的硫三氟甲基化反应，这些反应为合成含氟烷烃以及芳烃提供了高效的途径。. 在活性天然产物氟代改造方面，我们利用发展钯催化烯烃的胺氟化反应，成功应用于天然活性分子swainsonine 和febrifugine氟代改造，顺利得到了F-swainsonine 和F-febrifugine。