基于原位生成金卡宾中间体的光诱导的自由基氟烷基化反应

The Gold catalyzed formation of C-C bond, which is based on the in situ generated Gold carbene, constitutes one of the most efficient methods for the construction of complex molecules, such as medicinal molecules and natural products. However, such a powerful strategy has been rarely involved in the synthesis of fluoro containing molecules. In this regard, we plan to merge the Gold carbene chemistry with photoredox catalysis for the synthesis of novel fluoro containing molecules, which may have potential application in medicinal chemistry and materials. Our plan consists of several parts: 1) the cycloisomerization of 1, n-enynes/fluoroalkylation; 2) the fluoroalkylation of alkynes; 3) rearrangement of propargylic esters/fluoroalkylation; 4) the cycloisomerization of enynone/fluoroalkylation; 5) the rearrangement of alkynyl sulfoxides/fluoroalkylation; 6) the cyclization of o-alkynylaryl ketoximes/fluoroalkylation; 7) the cyclization of hydroxylamines with triple bond/fluoroalkylation; 8) the cyclization of allenyl Ketones/fluoroalkylation; 9) the rearrangement of diynyl propargylic esters/fluoroalkylation; 10) the rearrangement of cyclopropene/fluoroalkylation; 11) the fluoroalkylation of triene; 12) the catalytic asymmetric versions of the above transformations; 13) the mechanism study. In conclusion, this project concentrates on the synthesis of fluoro containing molecules by Gold catalysis.

基于原位生成金卡宾中间体的碳-碳键生成反应，已经成为最为有效的构建复杂分子，如药物和天然产物的方法之一。但是，通过金卡宾中间体构建含氟有机分子的例子还不多。我们拟通过由光催化生成的氟烷基自由基与金卡宾中间体的反应，选择性构建新型的含氟分子，后者可能会在药物化学和材料化学有潜在的应用价值。我们的研究具体包含以下几个方面：1) (1, n) 烯炔的环异构化/氟烷基反应；2）炔烃的氟烷基反应；3）炔丙酯的重排反应/氟烷基反应; 4) 烯炔酮的环化/氟烷基反应；5）亚砜和三键的环化/氟烷基反应；6）肟和三键的环化/氟烷基反应；7）羟胺和三键的环化/氟烷基反应； 8）联烯酮的环化/氟烷基反应；9）联炔炔丙酯的重排/氟烷基反应；10）环丙烯的重排/氟烷基反应；11）环庚三烯的氟烷基反应；12）上述反应的不对称转化；13）反应机理研究。总之，本课题旨在开发金催化在有机氟化物的合成中的应用。

含氟分子在药物化学及材料化学领域发挥越来越重要的作用。因此，其选择性合成受到化学家们的关注。金催化是当前有机化学的前沿领域。如果能把金催化与含氟分子的合成结合起来，将会带来含氟分子新的合成路径。在此基础上，我们开展了一系列含氟分子的合成工作：1）在金的催化下，实现了喹啉氮氧化物与氟烷基炔酮的偶联反应，成功构建了一系列氟烷基取代的1,3-二酮类化合物；2）在铼的催化作用下，实现了三氟甲基酮亚胺与异氰酸酯的[3+2]环加成反应，合成了三氟甲基取代氨基异吲哚酮类化合物；3）发展了铼催化的三氟甲基酮亚胺与丙烯酸酯的[3+2]环加成反应，合成了重要的三氟甲基取代氨基酸酯类化合物；4）发展了钨催化的三氟甲基酮亚胺与1,3-偶极子的[3+2]环化反应，成功构建了三氟甲基取代的季碳中心。我们还开展了氟烷基取代分子的碳-碳断裂研究：5）发展了铜促进的氟烷基炔酮的碳-碳键断裂反应，合成了联炔分子；6）发展了无金属条件下，三氟甲基取代苯并氢化噁唑的碳-碳键断裂反应，构建了苯并噁唑类化合物。