1。引言
1。1全氟烷基引入到有机分子中的研究背景
有机氟化物有丰富多彩的应用领域,比如医药化学、农业化学、有机材料、表面活性剂和催化作用等。因此越来越多科学家投身至研究如何在有机物中引入全氟烷基的行列中。事实上,在目前的市场中,约30%农药化学品和20%医用药品中包含一个或者多个氟原子。分子中因为氟烷基的加入,化学和代谢稳定性、亲油性、结合选择性等方面都有了显著地提高。[1]
在过去的几年中,因为含全氟化烷基分子的市场前景,合成含全氟烷基的分子也成为了热门话题与关注焦点。在报道过的相关文章里,我们看到,有化学家采用过渡金属催化剂对目标分子进行催化得到相应的全氟烷基有机物,包括可脱卤素、脱硼酸、脱氨基、脱羧基等方法来自优Y尔L论W文Q网wWw.YouERw.com 加QQ7520~18766 。在逐步的探索中,化学家们发现用金属催化的方法存在一些弊端,因此他们经过反复实验和探测,研究出了无金属催化的方法得到全氟烷基化合物,在此类化学研究上有了新的突破。
需要提及的是,喹啉,作为被广泛使用的化学中间物,具有制备烟酸类及羟基喹啉类药物、菁蓝色素和感光色素等用途,而在该分子中引入全氟烷基团也是研究的热门,其中在C5位引入全氟烷基更是难题。
1。2 向有机分子中引入全氟烷基的方法
1。2。1 通过脱卤素的全氟烷基化反应
Amii在2010发表了一种运用CuI/1,10-邻菲罗啉的催化系统来催化芳基碘获得全氟烷基化物。Cu上增加的电子密度使-CF3有更高的亲核性,再加上二胺配体的稳定性和增溶作用,导致Ar-CF3之间的键快速形成。在2当量的KF、NMP/DMF混合溶剂中且60℃的温度下,他们将芳基碘与2当量的Et3SiCF3反应,催化剂为10 mol% CuI、10 mol% L。[1]
Andreas Hafner和Stefan Brase课题组在2011年发表了一种新的方法,原因是用溶剂NMP与DMF的时候,产物中可被检测出多于10%的副产物。为了减少副产品的产生,他们做了相关的实验,实验配方为:反应物 (0。4mmol), Me3SiCF3 (0。8mmol), CuI (0。68mmol), KF (0。60mmol), DMPU(1。5mmol),温度为80℃,反应16 h。[2]
溴化物 碘化物
2015年,Lin的课题组发表了另一种脱卤素的全氟烷基化反应。该反应中,5 (0。3 mmol), 1a (0。45 mmol), NaF (0。90 mmol), DMF (4。0 mL), 在氮气中反应8 h。[3]
除了可用脱卤素的方法来达到全氟烷基化的目的之外,在资料查询的过程中,可发现,还有其他几种方法也能达到这个目的。
1。2。2 通过脱硼酸的全氟烷基化反应
2010年,Lingling Chu和Feng-Ling Qing的课题组在Organic Letters中发表了一篇文章名为《铜催化下硼酸的全氟烷基化反应》,里面提及了用铜氧化物参加烯基硼酸与Me3SiCF3在温和条件下进行交叉偶联反应,并且他们对此方法提出了改进方案。这种氧化全氟甲基化反应有潜力能在先进、高度功能化的有机分子中引入全氟甲基基团。
当然,这个课题组还深入探讨了这个反应的机理。他们猜想反应由CuCF3 B的生成而被启动,随后金属转移至芳基硼酸上。[10]
2012年,在JACS中,一篇关于在用CF3I在脱硼酸的全氟烷基化反应中,化学家采取合并可见光催化和过渡金属催化的文章发表了。Yingda Ye的课题组探讨了之前其他课题组采用的方法(a、b), 并创新了一种新方法(c)。[4]
主要是前两种方法(a、b)存在一些弊端,比如反应温度高,试剂贵等。他们认为CF3·可以在温和、中性的条件下完成,且具有经济性。他们课题组查看了MacMillan的文章,其中证实了CF3I可以在室温、光催化剂、可见光、还原剂的条件下转化成CF3·。在此工作的基础上,他们推测了该反应的机理。(如图)论文网