过渡金属与可见光协同催化的C-H/C-F键双活化交叉偶联反应研究

Organofluorine compounds are of increasing importance in pharmaceuticals, agrochemicals, and materials due to the unique properties of fluorine, thereafter, the development of new methods for the introduction of fluorine into organic molecules are highly sought after. Direct functionalization of C-H and C-F bonds is of paticular interesting and remains a critical challenge in organic chemistry. Our research will focus on the development of new methods for the dual C-H (aryl, vinyl, and alkyl) and C-F (polyfluoroaryl) bonds activation and cross-coupling reactions via the merger of transition-metal catalysis and visible-light photoredox catalysis, furnishing a serial of functionalized polyfluoroarene molecules, which are an important moieties found in drugs, agrochemicals, and functional materials.

由于氟原子的特性，含氟有机化合物在医药、农药、材料等领域发挥着重要的作用。发展向有机分子中引入氟原子和含氟基团的高效合成方法一直是有机化学家们关注的热点课题，其中，发展碳氢键与含氟基团的直接交叉偶联反应更是由于其突出的优点及挑战性而受到越来越多的关注。本项目旨在利用过渡金属催化为手段，发展新型的过渡金属钯催化与可见光催化的协同催化体系，实现芳基、烯基、烷基C-H键与多氟芳烃C-F键的双活化交叉偶联反应，建立一系列多氟芳烃类化合物的高效合成方法，并将该方法用于活性药物分子的全合成中。

由于氟原子的特性，含氟有机化合物在医药、农药、材料等领域发挥着重要的作用。发展 向有机分子中引入氟原子和含氟基团的高效合成方法一直是有机化学家们关注的热点课题，其中，发展碳氢键与含氟基团的直接交叉偶联反应更是由于其突出的优点及挑战性而受到越来越多的关注。本项目围绕可见光与金属钯催化的协同催化策略，实现了多氟芳烃和芳基卤化物、芳基磺酸酯的交叉偶联反应，为多氟芳烃的合成提供了高效、温和的方法。该方法首次实现金属钯催化的芳烃还原偶联，无需有机金属试剂的制备，反应条件温和。.本项目的主要研究内容和重要成果包括：1）探索了基于可见光与金属钯协同催化的芳基碳氢键和多氟芳烃碳氟键双活化模式。2）成功实现了金属钯催化与可见光催化的协同催化多氟芳烃的C-F键活化与芳基溴化物和芳基磺酸酯化合物的交叉偶联反应，快速构建一系列官能团化的多氟芳烃化合物，并对该反应机理进行了深入的研究与探讨。