[发明专利]一种新型不对称催化氟化反应体系及其应用

说明书

本发明属于有机合成‑不对称催化氟化技术领域，具体涉及一种新型不对称催化氟化反应体系及其应用，本发明提供的新型不对称催化氟化反应体系包括手性碘试剂和醚合三氟化硼，应用于烯烃的催化不对称亲核氟化反应中，以反应体系中的手性碘试剂作为催化剂，醚合三氟化硼作为亲核氟试剂，对烯烃进行催化不对称亲核氟化反应，经反应后处理得到具有高度化学选择性和立体选择性的氟代化合物。与金属催化的不对称氟化反应体系相比，本发明的催化反应具有以下优势：醚合三氟化硼作为氟试剂，廉价易得；反应条件温和；手性碘催化剂制备简单，不需要复杂配体；环境友好，无重金属污染和贵金属浪费；反应的化学选择性和立体选择性好，产率和光学纯度高。

技术领域

本发明属于有机合成-不对称催化氟化技术领域，具体涉及一种新型不对称催化氟化反应体系及其应用。

背景技术

在化合物中引入一个或者多个氟原子(含氟基团)，能够极大改变化合物的物化性质。氟代分子往往比原分子表现出更强的亲脂性，更高的热稳定性和代谢稳定性，相应的极性和分子间作用力减弱。含氟化合物在生物医药、材料化学和农业科学领域有着举足轻重的应用。但是天然产物中含氟有机化合物却极少(大约只有十余种)，因此有机分子的氟化，成为近年来的研究热点且热度持续不减。

鉴于不对称催化合成在有机化学中的重要作用以及手性化合物在药物化学领域的独特应用，使得不对称合成氟代分子(手性氟化)成为有机氟化学中最引人注目，也是最具挑战且在诸多领域有巨大应用潜力的研究方向。由于氟原子的特殊性，使得有机分子的手性氟(单氟或全氟)化的发展相对缓慢。

手性氟化学的发展，尤其是手性含氟化合物的催化合成，依赖于催化体系即氟试剂和催化体系的发展。就不对称催化氟化本身来说，其亲电氟化的发展远远成熟于亲核氟化。当前，不对称催化氟化反应主要采用金属催化体系，但随着绿色化学和可持续化学的概念逐渐深入人心，金属催化体系由于在使用过程中存在诸如贵金属浪费、重金属毒性、需要复杂配体从而使使用成本增高等问题，日趋成为研究者们讨论的重要问题之一。因此，发展非金属参与的不对称催化氟化，具有重要的意义。

近年来，出现了一批应用于不对称催化氟化反应的非金属催化体系，比如NFSI，Select-F，Et₃N·HF,Py·HF等，虽然这些非金属催化体系在手性氟化反应中成果丰硕，但是在制备或使用这些试剂过程中仍然存在制备复杂，原子利用率低，毒性大等问题。因此，发展新的不对称催化体系，从而通过手性氟化特别是不对称亲核氟化反应取得理想氟化产物，已成为该研究领域当前重要且富有意义的挑战。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种新型不对称催化氟化反应体系，涉及手性高价碘碘催化剂和醚合三氟化硼组合，通过该反应体系对烯烃进行催化不对称亲核氟化反应，可以生成手性氟代苯并N,O-杂环化合物，该反应具有反应条件温和，催化剂制备简单，无重金属污染和贵金属浪费，催化效率高，选择性好，对生产装置的腐蚀性低，且催化剂可以重复使用等优点。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明提供一种新型不对称催化氟化反应体系，包括手性碘试剂和醚合三氟化硼。

优选地，所述手性碘试剂包括但不限于如式Ⅰ所示的具有中心对称结构的芳香碘化合物，如式Ⅱ所示的螺环手性碘化合物：

其中，R¹＝甲基、异丙基、苄基；R²＝乙基、苄基、叔丁基、薄荷醇基、1-四氢萘酚基、金刚烷基等；R³＝氢，乙基等。

进一步的，所述手性碘试剂为式II所示的螺环手性碘化合物(标记为CIC1)，其中，R³＝乙基。