全氟烷基炔酸酯砌块参与的一锅法三组份反应合成含氟有机杂环化合物研究

Organofluoro compounds have attracted more and more attentions because of their unique and special physical, chemical and biological properties or activities. However, the methods for synthesizing these compounds are still not enough. ..Direct fluorination needs harsh conditions in most cases with low selectivity, which limits the application of these compounds. Whereas indirect fluorinations such as using building blocks have many advantages including mild reaction condition and good selectivity etc. ..Although Multi-Component Reaction (MCR) has been a strategy widely used in organic synthesis, there are still very seldom reports on MCR using fluorinated building blocks. ..We have been working on the syntheses of new types organofluoro compounds with perfluoroalkynoates for many years and very recently, we have found an efficient method for preparing fluorinated 1,5-diazepines via an one-pot three-component reaction with perfluoroalkynoates as novel building blocks. This method has the advantages of mild reaction condition, good reaction yield, simple manipulation (normally one-pot reaction) and high stereoselectivity or regioselectivity as well. After that, a couple of MCRs with perfluoroalkynoates as building block have also been studied in synthesizing fluorine containing compounds in our lab...Based on the previous results, in this project, we will be focusing on the systematic study on the synthesis of organofluoro heterocyclic compounds via one-pot three-component reations using perfluoroalkynoates as building blocks. ..This project will provide some novel and efficient methodologies for synthesizing different types of organofluoro heterocyclic compounds with potential bioactivities. It can also enrich the content of fluorine chemistry.

含氟有机化合物因其特殊的化学、生理活性而备受重视。因此含氟有机化合物的合成方法成为当今的一个研究热点。直接氟化法由于反应条件苛刻、选择性差等缺点而限制了其应用。相反，用砌块法来构筑含氟有机化合物具有反应条件温和、选择性好等优点而备受重视。多组份反应已在有机合成中得到广泛应用，但含氟砌块参与的多组份反应鲜有报道。申请者曾用全氟烷基炔酸酯砌块合成了多种结构新颖的含氟有机化合物，最近首次发现了全氟烷基炔酸酯砌块参与的三组份反应，合成了多种含全氟烷基的1,5-二氮?化合物。其特点是反应条件温和、操作简便、产率和选择性高等。继而又利用此砌块进行了其他三组份反应合成含氟有机化合物的研究，获得了较好的结果。因此，这方面的工作亟待进一步深入系统地研究。本项目将系统研究全氟烷基炔酸酯砌块参与的一锅三组份反应合成含氟有机杂环化合物方法。为合成具有潜在生理活性含氟有机化合物提供简便有效途径；可以丰富氟化学内容。

含氟有机化合物由于具有独特的物理、化学及生理活性，因此其合成方法的研究越来越受到人们重视。.本项目研究了含氟砌块2-全氟烷基炔酸酯在合成含氟有机化合物中的应用。完成情况概述如下：.1)、研究并完成了2-全氟烷基炔酸酯含氟砌块参与的三组份反应，合成了多种含全氟烷基的(杂)环化合物。包括含全氟烷基的全取代环戊二烯衍生物、吡啶酮并1,3-二氮杂环化合物、4H-色烯衍生物、噁嗪并(异)喹啉衍生物、联苯衍生物、苯并二氮卓衍生物、吡咯衍生物、喹嗪衍生物以及含三氟甲基的色烯衍生物和吡咯并(异)喹啉衍生物等。.2)、研究并完成了2-全氟烷基炔酸酯含氟砌块参与的二组份反应，合成了多种含全氟烷基的杂环化合物。包括含全氟烷基的苯并二氮卓衍生物、喹啉衍生物、苯并噁唑和苯并噻唑衍生物、2H-色烯衍生物以及喹喔啉并苯并氮卓衍生物等。.3)、完成了其他多种类型含氟有机化合物的合成，包括含氟吡唑衍生物及多个含氟生物活性化合物；含氟环丙烷衍生物及其进一步的化学转化合成含氟二氢呋喃衍生物及吡咯衍生物；烯烃的氢化全氟烷基化产物等。.该项目的完成过程中，我们取得了一系列的重要研究成果，概括起来可以归纳为以下几条：.1)、利用全氟烷基炔酸酯砌块，发展了一系列结构新颖的含氟有机化合物的合成方法；.2)、利用金属催化，实现了C-H键活化及官能团化，发展了多个串联反应用于合成各种含氟杂环化合物；.3)、首次实现了含氟卡宾现场制备及捕捉，用于合成含氟环丙烷衍生物，从而进一步实现其化学转换，合成多种含氟二氢呋喃和含氟吡咯衍生物。.以上这些成果，都能为合成含氟有机化合物提供简便、有效的方法，为进一步开发具有潜在生理活性的含氟化合物奠定了一定的基础。.本项目共正式发表标注学术论文26篇；学术会议论文46篇；申请发明专利8项；参加国际学术会议8次，全国性学术会议7次；作为大会主席成功组织承办了“中国化学会第十一届全国有机合成化学学术研讨会”；已培养了1名博士研究生和12名硕士研究。项目全面完成了预期的目标。