全氟烷基炔类砌块在合成含氟杂环有机化合物中的应用研究

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 fluorination such as using building blocks has many advantages including mild reaction condition and good selectivity etc..We have been successfully working on the synthesis of novel organofluoro compounds with a fluorine-containing building block---methyl perfluoroalk-2-ynoates for many years, and very recently, we have found an efficient method for preparing fluorinated benzo-1,5-diazepine phosphonates with high yields and stereoselectivity via a three-component reaction using another fluorine-containing building block---perfluoroalkynyl phosphonates. After that, several other reactions with this building block have also been studied in synthesizing fluorinated compounds containing phosphonate group in our lab..All those methods involving two perfluoroalkynyl building blocks have the advantages of mild reaction conditions, good reaction yields, simple manipulation and high stereoselectivity or regioselectivity as well. .Based on these results and previous accumulation, in this project, we will be focusing on the systematic study on the synthesis of fluorinated heterocyclic compounds using perfluoroalkynoates and perfluoroalkynyl phosphonates 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、物理及生理活性而备受青睐。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。直接氟化法因反应条件苛刻、选择性差等缺点而限制了其应用；相反，用砌块法来构建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。近期申请者利用含氟炔类砌块---全氟烷基炔酸酯合成了大量结构新颖的含氟有机杂环化合物；同时也初步探索了另一含氟炔类砌块---全氟烷基炔膦酸酯在合成含氟有机杂环化合物中的应用，并获得了成功。上述二种含氟炔类砌块在合成含氟杂环化合物中的特点是反应条件温和、操作简便、底物普适性好、产率和选择性高等。.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类砌块尤其是全氟烷基炔膦酸酯参与的各种反应，合成一系列新颖的含氟有机杂环化合物；并研究二种含氟炔类砌块的反应性能差异。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；并丰富氟化学内容。

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杂环有机化合物中的应用。已圆满完成了预定目标。研究目标完成情况概述如下：.1)、研究了2-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(杂)环化合物。包括含全氟烷基的喹喔啉衍生物、咪唑衍生物、吲嗪类化合物、含膦酸酯基的吲嗪类化合物、吡咯[2,1-a]异喹啉衍生物、芴类化合物、螺吲哚酮衍生物、螺吲哚酮噁嗪并喹啉衍生物、2-氨基呋喃类化合物、螺吡啶并异喹啉类化合物、顺式螺嘧啶-5,1'-喹啉和吡喃并[2,3-d]嘧啶衍生物等。.2)、研究并完成了2-全氟烷基炔酸酯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。包括含全氟烷基的含磷吡唑并吡啶类化合物、含全氟烷基的喹啉衍生物、含全氟烷基的喹诺酮衍生物等。.3)、完成了含二氟甲基有机化合物的合成。深入掌握二氟甲基丙炔酸酯砌块的反应性能，在合成多种含二氟甲基的杂环有机化合物的同时也发现了该砌块与全氟烷基炔酸酯砌块在反应性能方面的差异。.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)、利用碱催化，发展了多个串联反应用于合成各种含氟杂环化合物；.3)、开发的一锅法用正丁胺和五氟乙基丙炔酸甲酯为原料可以克级合成中间体全氟烷基咪唑衍生物，并且获得较好的分离收率，达到52%。与原先的路线比，具有步数短、收率高、操作简单等优点。.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16篇；授权发明专利4项(其中2项已转让)；学术会议论文30篇；参加国际学术会议4次，全国性学术会议4次；已培养了1名博士研究生和11名硕士研究。项目全面完成了预期的目标。