摘要
氟原子具有较小的原子半径和较强的电负性，在有机物中引入氟元素就可以显著地改变他们的极性、亲脂性和生物稳定性等。其中，二氟卡宾是一种具有高反应活性和广泛用途的中间体，可以方便、快捷地引入氟化基团到有机化合物中。近几十年，已经开发出众多不同的二氟卡宾试剂，并且主要应用于一些典型的二氟卡宾反应，但是这些的反应仅限于引入一个-CF2-基团。因此，怎样利用二氟卡宾试剂开创一些新的化学反应或诱发传统的化学反应依旧是一个重要的研究方向。 本论文的研究主要分为以下三个部分： （1）开发了一种绿色、安全和高效的羧酸的酯化反应。在氮气氛围中，在弱碱的作用下羧酸会先与二氟卡宾反应原位生成二氟甲酯中间体，随后亲核试剂与其反应，包括：（a）与醇、酚和硫酚进行酯交换；（b）在还原剂的作用下二硫醚和二硒醚的S-S键和Se-Se键断裂，生成的硫负离子和硒负离子再与二氟甲酯反应制备酯类化合物。随后，在最优反应条件下拓展了一系列不同的底物，并对一些复杂的药物分子进行了后期官能化。最后，通过控制实验证明了该反应是二氟卡宾介导的反应。 （2）开发了一种简单、方便和实用的酚的 O-甲酰化反应。在氮气氛围中，碳酸钠作为碱，乙腈作为溶剂，在加热的条件下仅使用稍微过量的二氟卡宾前体就能实现酚的O-甲酰化获得甲酸酯。随后，在最优反应条件下拓展了一系列不同的底物，并对一些复杂的药物分子和光活性化合物进行了后期官能化。最后是通过控制实验证明了该反应涉及到α-C-F键的活化。 （3）在发现苯酚和氯二氟乙酸钠反应合成甲酸酯的基础上，仅仅是将氯二氟乙酸钠置换成溴二氟乙酸乙酯即可实现苄醇的脱氧溴化。后续的研究发现二氟卡宾试剂能够实现活性醇的脱氧官能化，包括：（a）在没有外部的亲核试剂的前提下，XCF2CO2Et （X = Br和I）同时作为二氟卡宾前体和卤源，即可实现活性醇的脱氧卤化；（b）在（a）的基础上，通过加入外部的亲核试剂（例如仲胺、酚和硫酚），大多数的二氟卡宾试剂都可以促使活性醇进行脱氧官能化，形成C-N键、C-O键和C-S键。随后，在最优反应条件下拓展了一系列不同的底物，并对一些复杂的分子进行了后期官能化。最后，通过控制实验探究了该反应的机理。 总而言之，我们选取不同的二氟卡宾试剂，通过条件筛选与优化，实现了羧酸的酯化、酚的O-甲酰化和活性醇的脱氧官能化反应。这些创新型的研究工作，在二氟卡宾试剂介导的传统化学反应这一领域具有重要意义。
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