中文摘要：

由于很多含氟有机铜试剂的不稳定性和有机氟化合物的性质特异性，因此对过渡金属铜参与的含氟化合物的碳-碳键形成研究比较少，远不如在不含氟化合物中研究那么丰富和深入，尤其缺乏对含氟有机铜试剂的稳定性研究和碳碳键形成的机理研究。因此研究有机金属铜试剂的稳定性及在氟化学合成中的应用具有很高的基础研究价值。本课题提出利用新型CF2Br取代的杂环化合物，研究分子中的杂原子和重键对gem-二氟亚甲基铜试剂的稳定化作用及对gem-二氟亚甲基C-C键形成影响，解释反应的现象，研究反应的机理。并将此研究应用于gem-二氟亚甲基串联双分子化合物的合成的课题。若这方面研究工作能深入展开，将会为gem-二氟亚甲基串联双药效团化合物合成打下基础，为主动靶向药物的合成及主动靶向载药系统的构建奠定基础。这也将有助于推动国家"十一五"和中长期规划中提出的医药、农药、环境、材料等相关领域科研工作的开展。

结论摘要：

将gem- 二氟亚甲基结构单元引入到有机分子中会使其性质及生理活性得到很大的改变，因此含有gem- 二氟亚甲基结构单元的化合物已在当今新药研制、农药创制及特种功能材料研究等领域受到重点关注。本课题在合成一溴二氟甲基取代苯并1,3-噁唑、苯并1,3-噻唑和苯并1,3-咪唑及一溴二氟甲基取代的1，3-二唑啉等含氟砌块的基础上，研究了一溴二氟甲基取代的1,3-二唑与金属铜反应生成的二氟亚甲基铜试剂的稳定性，及对CF2-C键形成的影响。考察了生成的gem-二氟亚甲基铜试剂与卤代烯烃及芳烃、卤代烷烃和芳香硼酸和羰基化合物的交叉偶联反应，获得了交叉偶联反应的最优化条件，实现了CF2-C键的构建，提出了可能的反应机理，合成了近100个偕二氟亚甲基串联的双分子化合物。在研究与卤代烯烃和芳烃偶联时，发现金属铜首先与一溴二氟甲基取代杂环进行单电子转移反应形成有机金属铜试剂，含氟杂环分子中的杂原子对有机铜试剂的形成及铜试剂的稳定性有很大影响，当含有两个杂原子的一溴二氟甲基取代苯并1,3-二唑由于能分散中间体的电荷，使中间体得到稳定，因此反应能提供很好的产率。有机金属铜试剂一旦形成，马上与卤代烯烃或芳烃发生氧化插入，然后还原消除，形成CF2-C键，得到偕二氟亚甲基串联的双分子化合物。研究还发现当卤代烯烃和芳烃的邻位含有酯基等取代基时，反应表现出很好的邻基协助作用。此偕二氟亚甲基串联的双分子化合物构建方法具有很好的普适性，不仅适合于一溴二氟甲基取代的苯并噁唑，一溴二氟甲基取代的苯并咪唑和苯并噻唑等双环砌块，也适合一溴二氟甲基取代的1，3 二唑啉等单环含氟砌块。研究还发现一溴二氟甲基取代杂环与卤代烷烃的偶联是在铜作用一溴二氟甲基取代杂环生成的自由基与苄溴在铜离子和配体作用下形成的自由基的偶联。而一溴二氟甲基取代的1,3-苯并二唑与芳香硼酸不仅在氮气氛围，在空气中也能发生交叉偶联反应，研究发现在氮气条件下，经历的是有机含氟铜试剂R-CF2Cu，与有机硼酸偶联反应；而在空气氛围中，首先芳香硼酸在空气条件下，形成有机铜试剂，然后与含氟卤代烃反应，实现氧化偶联。综上所述的研究方法不仅适用于gem-二氟亚甲基串联双分子化合物合成，还可应用于gem－二氟亚甲基串联的孪生药物的合成，这将为靶向药物的合成及靶向载药系统的构建提供理论指导