绿色可持续的过渡金属催化三氟甲基化反应及连续流动微反应系统的研究

三氟甲基分子广泛用于医药、农药、功能材料和染料等精细化工领域。过渡金属催化三氟甲基化反应是近年来关注的热点。然而三氟甲基化反应中间态[M-CF3]的稳定性与反应性间平衡关系是决定收率和选择性的关键。本课题拟通过大位阻配体引入和金属价态的升高进行调控开展以下工作：1)以廉价的三氟乙酸盐（酯）为原料，探索新型双齿配体，实现"一锅法" Cu/Ag配位催化脱羧三氟甲基化合物的合成；探索有机硅试剂的氧化三氟甲基化及有机金属试剂三氟甲基化新方法。2）设计新型三氟甲基亲电试剂，建立高活性的Pd(IV)配位催化的C-H活化三氟甲基化体系，实现催化活性高、选择性好、条件温和的三氟甲基化新途径。3）通过原位跟踪及单晶X-衍射和电喷雾质谱表征配合物结构，开展反应动力学和机理研究。4）利用连续流动微反应技术，通过反应参数的精密调控和优化，提高反应的选择性，实现过渡金属催化三氟甲基芳(杂)环中间体的绿色可持续合成。

三氟甲基分子广泛用于医药、农药、功能材料和染料等精细化工领域。然而，如何温和、高效地实现芳香杂环化合物的三氟甲基化是一大挑战。新三氟甲基化反应和三氟甲基试剂开发是近年关注的热点。本课题系统地开发了以三氟乙酸试剂进行三氟甲基系列新反应。证明反应过程中间态[M-CF3]的稳定性与反应性间平衡关系的调控作用是决定收率和选择性的关键。发展了一系列具有应用价值的温和条件下三氟甲基化新方法。这些方法可以对有机药物、农药分子及有机材料小分子定点选择性地活化碳氢键并引入三氟甲基，简化合成步骤。最后通过温和快速的连续流动反应技术成功实现了香豆素杂环化合物的三氟甲基化，并进行10倍量放大，为工业化应用奠定了基础。.一、铜/银协同催化的一锅法卤代芳烃与三氟乙酸钠脱羧生成三氟甲基化反应研究。以廉价的三氟乙酸钠为三氟甲基化试剂，发现了Ag2O使得反应温度大大降低，使用催化计量催化剂铜；同时底物适用范围广。考察了催化剂的循环实验，三氟乙酸钠脱羧主要生成三氟甲基金属络合物，且形成碘化银沉淀加速了三氟甲基化合物的还原消除的过程。实现了铜催化芳基硼酸、硫单质及三氟乙酸钠的新偶联反应制备芳基三氟甲基硫醚衍生物。杂环硼酸类化合物同样适用。.二、铜催化芳丙烯酸和芳丙炔酸脱羧三氟甲基化反应研究。分别以肉桂酸和苯丙炔酸为底物，开发了脱羧三氟甲基化反应的方法。以CuCl/Ag2CO3为催化剂, CF3SO2Na作为三氟甲基化试剂，TBHP作为自由基引发剂，扩展了13个不饱和羧酸作为底物，产物的具有很高的E/Z比。对CuI催化三氟甲基亚磺酸钠生成CF3自由基对乙酸（杂）芳基乙烯酯进行自由基加成的反应，实现了室温条件下合成（杂）芳烃类α-三氟甲基酮的高收率性。反应具有实验操作简便、原料易得、反应时间短、官能团兼容性高并适用于杂环体系等优点。反应是通过三氟甲基自由基途径进行的。.三、快速温和的连续流动反应实现香豆素杂环化合物的三氟甲基化反应。以三氟甲基亚磺酸钠和TPHB为氟源，利用连续流动微反应技术，通过反应参数的精密调控和优化，提高反应的选择性，实现过渡金属催化三氟甲基芳(杂)环中间体的绿色可持续合成。.四、开发简便、高效、原子经济的利用钯催化香豆素和芳基硼酸的氧化Heck反应合成。4-芳基香豆素类化合物的途径。研究了芳基三氟甲磺酸酯与芳基亚磺酸钠的C-O键活化脱硫和共轭加成反应, 利用电喷雾串联质谱确定反应机理。