开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
1.选题的目的和意义
双官能化反应是一种高效、直接的合成方法,可在一步反应中将不同的官能团引入到分子中。 针对1,2-双官能化已经进行了广泛的研究并取得了丰富的成果,然而远程的双官能化反应仍然没有得到充分的发展。 尽管在实现1,3-和1,4-双官能化方面已经取得了很大的进步,但是1,5-双官能化反应开发的极少。 此外,在已经开发的这些反应中一般需要使用过渡金属催化或有机溶剂,价格高昂并且还具有毒性。 因此,更廉价且对环境友好的催化体系值得在1,5-双官能化反应中得到进一步的发展。
2.国内外研究现状
三氟甲硫基团是脂溶性最大的基团之一,因此在药物分子中引入三氟甲硫基团可以显著改善分子的脂溶性[8]。直接引入三氟甲硫基的关键是三氟甲硫试剂。目前引入三氟甲硫的试剂主要有金属三氟甲硫试剂和有机三氟甲硫试剂。金属三氟甲硫试剂主要有AgSCF3、CuSCF3等,这类试剂主要通过亲核反应引入SCF3,具有广泛的底物适用性,但是这类金属试剂价格昂贵,因此不适合大规模应用。而最近开发的磺酰基三氟甲硫试剂易于合成,性质稳定,是一个可供选择的三氟甲硫化试剂。
ArSO2SRf 试剂(Rf= CFH2,CF2H,CF3,C2F5和烷基)是一种氟烷基硫化试剂,可用于用于将磺酰基和氟烷基硫基团同时引入一个小分子中。 目前,该领域的研究工作都集中在1,2-和1,4-双官能化反应上,考虑远程双官能化的困难,实现1,5-双官能化仍然是一项艰巨的任务。
2017年,南开大学汤平平课题组报道了具有砜基结构的三氟甲氧试剂,在DBDMH作用下,不对称地在烯烃上引入了溴原子与三氟甲氧基团[4]。同年,徐政虎课题组通过结合金催化和可见光光氧还原催化报道了烯烃的分子间原子转移硫代磺酰化反应,该反应所用的三氟甲硫化试剂也是苯磺酰基三氟甲硫[5]。随后他们发现通过光诱导的金催化体系中磺酰基三氟甲硫试剂可以在与苯乙炔进行区域选择性加成反应,进一步表明了苯磺酰基三氟甲硫是一个值得研究的三氟甲硫化试剂[6]。
自1959年以来,环丙基乙烯(VCPs)的重排反应引起了化学家们广泛的关注,其最典型的重排反应是环戊烯的合成。2016年,李桂根课题组报道了由可见光光氧还原催化诱导的环丙基烯烃的二氟烷基化/ C-H环化级联反应的第一个实例,发现环丙基乙烯芳环可以发生新的重排反应生成苯并环己烯,并且可以在烯丙位引入新的基团[7]。此外,环丙基乙烯作为自由基捕获剂也被广泛应用于多种反应的机制研究中,部分文献报道过通过自由基重排得到的双加成产物,但这一现象当时并没有引起人们的注意。因此,环丙基乙烯是有机反应中非常重要的合成子。
3. 理论依据、研究方法和研究内容
烯烃的自由基加成反应需要考虑区域选择性问题,与之相比,环丙基乙烯的自由基加成重排反应不仅有区域选择性问题,并且新形成的双键也涉及到立体选择性。因此,对于环丙基乙烯自由基的加成,同时实现该反应的区域选择性和立体选择性有着巨大的挑战。通过我们初步筛选的条件下,在设计的反应体系中环丙基乙烯的自由基加成反应不仅具有良好的区域选择性,而且新形成的双键也能立体选择性地生成Z构型。
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