新型三氟甲烷砜基化试剂的设计、合成及应用

The development of new fluorine-containing reagents is a very important and basic research area in organofluoine chemistry. The trifluoromethanesulfonyl group is an interesting fluorine-containing group, which is known very early but less studied. It has unique properties, including high lipophilicity and extremely strong electron-withdrawing property. The trifluoromethanesulfonyl-containing compounds have been widely applied in medicinal and material sciences. However, most of these compounds are prepared by indirect methods. The direct approaches to these compounds have been less studied, which probably is caused by the lack of widely applied trifluoromethanesulfonylating reagents. In this project, we are going to develop the design, synthesis and application of novel trifluoromethanesulfonylating reagents. Three types of new reagents will be developed and applied in the preparation of aryl and alkyl trifluoromethylsulfones. By the changing of reagents and reaction conditions, we try to achieve the chem-, regio- and stereoselective trifluoromethanesulfonylation. It is our hope that this research project will attract more interest form researchers and contribute to the development of organofluorine chemistry.

发展新型的含氟试剂是有机氟化学领域相当基础和重要的一个研究方向。三氟甲烷砜基是一个被人们发现的较早却研究较少的一个含氟官能团。它具有极其特异的性质：很高的亲酯性和极强的吸电子能力。含三氟甲烷砜基的化合物已经广泛地被应用到医药和材料中。然而，这些化合物大多是通过间接的方法来制备，关于它们直接的合成方法研究地相对较少。造成这种现状的主要原因在于目前缺少应用广泛的三氟甲烷砜基化试剂。本项目打算开展关于新型的三氟甲烷砜基化试剂的设计、合成和应用研究工作。计划开发三类亲电的三氟甲烷砜基化试剂，并将它们应用到芳基和烷基三氟甲烷砜类化合物的合成中。通过这些试剂和反应条件的调控，我们力图实现化学、区域和立体选择性的三氟甲烷砜基化。希望从根本上克服制约三氟甲烷砜基化反应研究较少的因素，为该研究方向的蓬勃发展打下充实的基础。

三氟甲烷砜基是一个具有独特性质的官能团，它具有很高的亲脂性和极强的吸电子能力。含三氟甲烷砜基的化合物具有广泛应用前景的化合物。然而、目前关于该类化合物的合成方法研究的相对较少。. 在这样的研究背景下，本项目以开发新型的三氟甲烷砜基化试剂为手段，开发了一些制备含三氟甲烷砜基的化合物的方法。主要内容包括碘参与的苯乙烯类化合物与亲核的三氟甲烷砜基化试剂三氟甲烷亚磺酸钠反应区域选择性地制备烯基三氟甲烷砜类化合物、铜催化的苄基吡啶与亲电的三氟甲烷砜基化试剂三氟甲烷磺酸酐反应制备三氟甲烷砜基化的苄基吡啶类化合物、开发了一类苄基三氟甲烷砜类试剂并应用于苯炔的双官能团化反应。. 我们发展的碘参与的苯乙烯类化合物与三氟甲烷亚磺酸钠的直接碳氢键三氟甲烷砜基化反应是首例报道的对于烯烃的直接碳氢键三氟甲烷砜基化。该反应具有专一的区域选择性，并且所得到的烯基三氟甲烷砜类化合物可以和众多的亲核试剂反应做进一步转化。该方法具有较大的实际应用价值！. 铜催化的苄基吡啶与三氟甲烷磺酸酐的直接碳氢键三氟甲烷砜基化反应展示了一种新颖的碳氢键活化策略：即利用吡啶与三氟甲烷磺酸酐反应来活化其苄位的碳氢键。虽然该方法由于底物的特殊性应用范围有限，但是该类反应模式可以启发合成化学家们进一步开发类似的碳氢键官能团化反应。. 虽然已有亲电的和亲核的三氟甲烷砜基化试剂被报道，发展其他类型的三氟甲烷砜基化试剂还是非常必要的。我们通过研究发现苄基三氟甲烷砜类化合物可以作为一类高效的双官能团化试剂，与苯炔反应同时在芳香环上同时引入三氟甲烷砜基和苄基。该方法尤其适用于构建多取代的芳基三氟甲烷砜类化合物。. 总之，本项目开展的关于三氟甲烷砜基化试剂和反应的研究为三氟甲烷砜类化合物的合成提供一些非常有效的方法。这些新试剂和新反应进一步丰富了三氟甲烷砜类化合物的合成方法学，在合成和药物化学领域具有一定的应用价值。