基于五氟苯基硅烷衍生物的新型五氟苯基化反应的设计与研究

Compounds containing perfluorophenyl groups have wide applications in material chemistry due to their excellent properties. However, the lack of synthetic methodology of these compounds limit their application and further development in many fields. In this project, perfluorophenylsilane derivatives are designed as new perfluorophenylation reagents. Perfluorophenylation of aldehydes, ketones, acylamides, imines and thiones by using these new perfluorophenylation reagents are designed. Later, transition-metal-catalyzed C-F/H bond activation and perfluorophenylation will be combined to introduce perfluorophenyl group into fluoroalkenes, fluoroarenes, directing groups contained benzenes, naphthalenes, pyridines, thiophenes and their derivatives. A series of compounds containing perfluorophenyl groups will be synthesized. Meanwhile, applications of these reactions in the synthesis of some material molecules will be studied to offer new synthetic routes for functional materials containing perfluorophenyl groups.

含五氟苯基的有机化合物因其良好的性质在材料化学中有着广泛的应用。然而，这类化合物合成方法有限，因而能获得的化合物种类较少，这严重限制了该类化合物的应用和发展。本项目中设计合成新型五氟苯基硅烷衍生物作为五氟苯基化试剂，并将其用于向多种骨架（醛、酮、酰胺、亚胺、硫酮等）上引入五氟苯基，发展此方法学。在此基础之上，将五氟苯基化反应与过渡金属催化的C-F/H键活化结合起来，发展过渡金属催化的C-F/H键活化-五氟苯基化反应，向含氟的烯烃、（取代的）氟苯等含有氟原子取代的不饱化合物和具有导向基团的苯、萘、吡啶、噻吩及其衍生物中引入五氟苯基。通过所发展的方法学，合成多种五氟苯基化合物。同时，将研究这类方法在合成某些材料分子中的应用，为合成五氟苯基功能材料提供新的路径。

分子中的氢原子被氟原子或含氟的基团取代之后，化合物的物理和化学性质通常会有显著的变化。含五氟苯基的有机化合物因其良好的性质在材料化学中有广泛的应用。然而，这类化合物有限的合成方法能合成的化合物种类也比较少，严重限制了该类化合物在多个领域的使用和进一步发展。本项目主要研究了四方面内容：1、以三乙氧基五氟苯基硅烷作为五氟苯基的来源，分别进行了芳基氯化物和硫氰酸酯的五氟苯基化反应研究，通过对反应条件的优化和对反应底物的拓展，高收率的获得了一系列相应的五氟苯基化产物；2、以五氟苯作为五氟苯基的来源，研究了吲哚、苯并呋喃衍生物和苯并噻吩衍生物的五氟苯基化反应，以较好的收率得到一系列目标产物；3、通过五氟苯与二硫醚的反应高收率的合成了一系列四氟苯基二硫化合物，并对该反应的机理进行了研究；4、设计并合成了一类含有五氟苯基的高价碘试剂，并研究其在五氟苯基化反应中的应用。