在过去的数十多年中,科学家对有机氟化物中C-F键活化进行了深入的研究。他们希望通过深入研究C-F键活化以解决材料与医药等行业所存在的一些问题。例如在材料行业,废弃的氟化物可以通过C-F键的活化转化成易于降解的无氟有机物;在医药行业中,由于氟化试剂的限制,导致一些特殊位置氟化的化合物难以合成,当前研究表明去氟氢化法是合成此类部分氟代化合物的有效方法。虽然研究者在C-F键活化领域取得了一系列的成就,但是一些关键性的工作一直未能实现(2013年之前)。例如,重要的有机砌块含氟芳基硼脂类物质可以通过选择性活化多氟化合物中的C-F键来制备;开发廉价易行的工艺将废弃氟化物转化成易降解的无氟有机物等。本论文以实现上述研究目标为出发点,主要开展了以下工作:一、在探索铱配合物催化芳基氟化物中C-F键活化合成芳基硼脂类化合物的过程中,发现所设计的反应体系可以有效地催化C-F键活化合成联芳基醚类化合物。该方法适用于芳基C-F键邻对位带有吸电子基团的芳基氟化物,同时对芳环上的碳卤键有很好兼容性。但是,由于铱配合物的催化活性较低,致使该方法难以对普通芳基氟化物起到很好的作用。二、将“借氢”反应与C-F键活化反应结合在一起,通过铑配合物以“借氢”的方式对多氟芳烃有选择性的去氟氢化,成功地合成部分氟取代的芳烃化合物。在此基础上,论文工作者发现改变体系中的膦配体可以有选择性的活化邻位单/双C-F键,从而可控地实现单/双去氟氢化反应。深入研究表明,如果体系中没有醇存在,铑配合物与联硼酸频哪醇酯直接发生加成反应,可以有效地与杂环取代的芳基氟化物发生去氟硼脂化反应。随后,在此工作基础上,希望继续将铑配合物催化去氟硼脂化反应拓展至无杂环取代的氟代芳烃底物,但后续的研究未能实现这一目标。三、无过渡金属参与的导向基团辅助C-F键活化/C-N键形成反应。在仅有氢化锂参与的条件下,一锅法合成带有导向基团的二苯胺类化合物。对多氟芳烃类底物而言,该反应可以选择性活化导向基团邻位芳基上的C-F键。该方法不仅可以对工业处理氟废料有一定的参考价值,而且也是一种合成重要荧光染料的有效方法。衍生实验中,该反应能够选择性活化喹啉类底物中八号位的C-F键,所合成的胺基喹啉类化合物是聚合反应中一类重要的催化剂配体。四、初步探索了钯催化芳基二氟乙烯的C-F键活化与有机膦盐的芳基化反应。该反应是一种全新的通过C-F键活化构建C-C键的方法。由于工作尚未完善,本章仅仅介绍了反应的发现过程,并且初步提出了反应的可能反应机理。更多的反应条件优化与底物的适应性研究,由实验室后人完成。