经由有机光氧化还原催化的直接芳族碳-氧和碳-氢键官能化的制作方法

经由有机光氧化还原催化的直接芳族碳-氧和碳-氢键官能化
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年2月28日提交的美国申请第62/812,179号的权益，其内容特此通过引用以其整体并入。
3.关于联邦资助研究的声明
4.本发明是在美国国立卫生研究院授予的基金号gm120186和eb014354下由政府支持完成的。政府对本发明具有一定的权利。


背景技术：

5.芳族氟化在医药和农化药物开发中引起了广泛关注，导致亟需开发简单的氟化方法。虽然最近开发了多种用于由芳基卤化物、三氟甲磺酸酯、硼酸和甲锡烷形成[
19
f]c-f键的交叉偶联方法(lee等人的(2011)《科学(science)》334:639-642；lee等人的(2012)《美国化学会志(j.am.chem.soc.)》134:17456-17458；mossine等人的(2014)《有机化学通讯(org.lett.)》17:5780-5783；makaravage等人的(2016)《有机化学通讯(org.lett.)》18:5440-5443)，但是仅报道了有限数量的芳族化合物的直接邻位c-h氟化的示例。然而，此类邻位c-h氟化方法依赖于不可去除的模板基团来指导反应，并且需要亲电氟化源(wang等人的(2009)《美国化学会志(j.am.chem.soc.)》131(22):7520-7521；yamamoto等人的(2018)《自然(nature)》554(7693):511-514)。最近，报道了芳族化合物的首批c-h氟化反应之一的发展；但是，需要亲电氟化剂(即selectfluor或nfsi)(lee等人的(2011)《科学(science)》334(6056):639-642)。
[0006]
18
f标记的药物化合物的产生特别令人感兴趣。此类化合物可通过正电子发射断层扫描(pet)定量测量位点特异性化学反应，包括它们的空间分布和代谢扰动，以及随后的体内生物过程。尽管pet成像具有非凡的前景，但由于缺乏有效和简单的标记方法来修饰生物活性分子，因此pet试剂的可用性在许多情况下有限。[
18
f]-氟化物是临床上最广泛使用的pet同位素；然而，将氟有效引入灭活的芳族分子仍然是一个重大挑战，这限制了新型示踪剂的开发。几种芳烃前体如三芳基锍和三甲基苯胺鎓三氟甲磺酸盐、二芳基亚砜、二芳基硒砜和螺环碘鎓内盐已通过snar反应成功应用于芳烃
18
f氟化(preshlock等人的(2016)《化学综述(chem.rev.)》116:719-766)。最近，报道了经由脲鎓中间体通过协同snar反应和经由n-芳基悉尼酮中间体通过亲核芳族取代进行的苯酚的
18
f-脱氧氟化，并且其充当后期标记的实用工具(neumann等人的(2016)《自然(nature)》534:369-373)。更罕见的是[
18
f]芳族氟化反应。事实上，本领域的当前方法需要来自必需芳族卤化物或相应芳基硼酸的预先形成的钯或镍芳烃络合物(lee等人的(2011)《科学(science)》334:639-642；lee等人的(2012)《美国化学会志(j.am.chem.soc.)》134:17456-17458)。不幸的是，这些方法对于临床技术人员来说是非常不切实际的，或者是因为需要特殊的无o2处理芳基钯和镍络合物的技术，或者是因为硼酸酯或其他相关前体不容易获得。此外，当试剂用于人时，金属催化剂的参与也可能使质量控制过程复杂化。需要进行进一步分析以证明残留金属是否在可接受的转化范围内。
[0007]
总之，尽管含氟试剂在药物发现中的重要性日益增加，但开发简单的直接转化过程以获取c-f键仍然难以实现。因此，仍然需要在温和条件下发生并且耐受广泛底物的直接芳基氟化方法。此外，如果方法也适用于使用其他亲核试剂的转化，则此类方法的价值将得到显著提高。本发明满足了这些和其他需求。


技术实现要素：

[0008]
根据本发明的目的，如本文所体现和广泛描述的，本发明一方面涉及经由直接c-h、c-o、c-s或c-n键转化合成取代芳烃的方法和经由直接碳-卤素键转化合成同位素标记的取代芳烃的方法。
[0009]
因此，公开了制备具有由下式表示的结构的化合物的方法：
[0010]
ar
1-z，
[0011]
其中z选自卤素、-cn、-nh2、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基，条件是当z为-nh2、c1-c4烷基氨基或(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基时，z含有放射性同位素；其中ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar15b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
30
和r
32
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
31a
和r
31b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团；并且其中ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0012][0013]
所述方法包括使具有由下式表示的结构的芳烃：
[0014]
ar
1-e，
[0015]
其中e供电子基团为选自以下的供电子基团：-or
20
、-so3r
20
、-sr
20
、-nr
21ar21b
、-oc(＝o)r
20
、-oc(＝o)or
20
、-oc(＝o)sr
20
和-oc(＝o)nhr
20
；其中r
20
、r
21a
和r
21b
在存在时独立地选自氢、c1-c8烷基、c1-c8烯基和ar3；并且其中ar3在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基，
[0016]
在催化有效量的吖啶鎓光催化剂存在下和在厌氧条件下与选自卤化物、氰化物和胺的亲核试剂反应的步骤，从而形成所述化合物。
[0017]
还公开了包含吖啶鎓光催化剂和选自卤化物、氰化物和同位素标记的胺的亲核试剂的催化剂体系，其中所述催化剂体系是厌氧的。
[0018]
还公开了制备具有由下式表示的结构的化合物的方法：
[0019]
ar
1-z，
[0020]
其中z选自卤素、-cn、-nh2、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基，并且其中z含有放射性同位素；其中ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团；并且其中ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0021][0022]
所述方法包括使具有由下式表示的结构的芳烃：
[0023]
ar
1-e，
[0024]
其中e为氢或选自以下的供电子基团：-or
20
、-so3r
20
、-sr
20
、-nr
21ar21b
、-oc(＝o)r
20
、-oc(＝o)or
20
、-oc(＝o)sr
20
和-oc(＝o)nhr
20
；其中r
20
、r
21a
和r
21b
在存在时独立地选自氢、c1-c8烷基、c1-c8烯基和ar3；并且其中ar3在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基，在催化有效量的吖啶鎓光催化剂存在下与选自卤化物、氰化物和胺的亲核试剂反应的步骤，从而形成所述化合物。
[0025]
还公开了制备具有由下式表示的结构的化合物的方法：
[0026]
ar
1-z，
[0027]
其中z选自卤素、-cn、-nh2、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基，并且其中z含有放射性同位素；其中ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团；其中r
16
在存在时是羟基保护基团；并且其中ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0028][0029]
所述方法包括使具有由下式表示的结构的芳烃：
[0030]
ar
1-e，
[0031]
其中e是氢或选自以下的供电子基团：-or
20
、-so3r
20
、-sr
20
、-nr
21ar21b
、-oc(＝o)r
20
、-oc(＝o)or
20
、-oc(＝o)sr
20
、-oc(＝o)nhr
20
；其中r
20
、r
21a
和r
21b
在存在时独立地选自氢、c1-c8烷基、c1-c8烯基和ar3；并且其中ar3在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基，
[0032]
在催化有效量的吖啶鎓光催化剂存在下与选自卤化物、氰化物和胺的亲核试剂反应的步骤，从而形成所述化合物。
[0033]
还公开了制备具有由下式表示的结构的化合物的方法：
[0034]
ar
1-z，
[0035]
其中z是卤素，并且其中z含有放射性同位素；其中ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团；其中r
16
在存在时是羟基保护基团；并且其中ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0036][0037]
所述方法包括使具有由下式表示的结构的芳烃：
[0038]
ar
1-h，
[0039]
在具有约425nm波长的led，tbpa和催化有效量的具有以下结构的吖啶鎓光催化剂的存在下与卤化物反应的步骤：
[0040][0041]
从而形成所述化合物。
[0042]
还公开了制备具有由下式表示的结构的化合物的方法：
[0043]
ar
1-x，
[0044]
其中x是卤素并且其中x含有放射性同位素；其中ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团；并且其中ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0045][0046]
所述方法包括使具有由下式表示的结构的芳烃：
[0047]
ar
1-x'，
[0048]
其中x'是卤素并且其中x'不含有放射性同位素，
[0049]
在催化有效量的吖啶鎓光催化剂存在下与选自卤化物、氰化物和胺的亲核试剂反应的步骤，从而形成所述化合物。
[0050]
还公开了包含吖啶鎓光催化剂和选自卤化物、氰化物和同位素标记的胺的亲核试剂的催化剂体系，其中所述催化剂体系是厌氧的。
[0051]
还公开了包含吖啶鎓光催化剂、同位素标记的卤化物和氧化剂的催化剂体系。
[0052]
虽然可以在特定的法定类别(诸如系统法定类别)中描述和要求保护本发明的各种方面，但这仅是为了方便起见，并且本领域技术人员将理解，本发明的每个方面可以在任何法定类别中描述和要求保护。除非另有明确说明，否则决不打算将本文阐述的任何方法或方面解释为要求其步骤以特定的顺序执行。因此，在方法权利要求未在权利要求或说明书中具体说明步骤将被限制为特定顺序的情况下，决不意味着在任何方面推断顺序。这适用于解释的任何可能的非明示基础，包含关于步骤或操作流程的布置的逻辑问题、源自语法组织或标点的明确含义或在说明书中描述的方面的数量或类型。
附图说明
[0053]
并入到本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了若干个方面，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0054]
图1显示了说明酚衍生物直接转化为芳族氟化物以用于pet成像目的的代表性示意图。
[0055]
图2a-c显示了说明酚衍生物的[
18
f]氟化的代表性示意图(图2a)和底物(图2b和图2c)。
[0056]
图3显示了代表性的有机光氧化还原催化剂结构。
[0057]
图4a显示了代表性示意图，和图4b显示了说明直接snar氰化反应的初步反应范围的代表性底物。
[0058]
图5显示了所提出机制的代表性示意图。
[0059]
图6显示了所提出的芳烃c-h氟化机理的代表性示意图。
[0060]
图7显示了芳烃直接c-f氟化的代表性示意图。
[0061]
图8显示了代表性的催化剂结构。
[0062]
图9显示了说明通过led照明光催化进行的直接c-h放射性氟化的代表性示意图。
[0063]
图10显示了本文探索的催化剂的代表性结构。
[0064]
图11显示了说明芳族化合物的氧化c-h[18f]氟化的机理提议的代表性示意图。
[0065]
图12显示了说明芳烃c-h放射性氟化范围的代表性数据。
[0066]
图13显示了通过直接c-h氟化制备
18
f标记试剂的代表性示意工作流程及其在
18
f-dopa合成中的应用。
[0067]
图14显示了说明石英u形管中的热反应混合物的led照射的代表性图像。
[0068]
本发明的另外的优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践而获知。本发明的优点将通过在所附权利要求书中特别指出的要素和组合来实现和获得。应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都仅仅是示例性和说明性的，而不是对如所要求保护的本发明的限制。
具体实施方式
[0069]
通过参考本发明的以下详细描述和其中包括的示例，可以更容易地理解本发明。
[0070]
在公开和描述本发明的化合物、组合物、制品、系统、装置和/或方法之前，应当理解，除非另有说明，它们不限于特定的合成方法，或者除非另有说明，它们不限于特定的试剂，因此它们当然可以变化。还应理解，本文所使用的术语仅用于描述特定方面的目的，并且不旨在进行限制。尽管在本发明的实践或测试中可以使用类似于或等同于本文所述的方法和材料的任何方法和材料，但是现在描述示例性的方法和材料。
[0071]
虽然可以在特定的法定类别(诸如系统法定类别)中描述和要求保护本发明的各种方面，但这仅是为了方便起见，并且本领域技术人员将理解，本发明的每个方面可以在任何法定类别中描述和要求保护。除非另有明确说明，否则决不打算将本文阐述的任何方法或方面解释为要求其步骤以特定的顺序执行。因此，在方法权利要求未在权利要求或说明书中具体说明步骤将被限制为特定顺序的情况下，决不意味着在任何方面推断顺序。这适用于解释的任何可能的非明示基础，包含关于步骤或操作流程的布置的逻辑问题、源自语
法组织或标点的明确含义或在说明书中描述的方面的数量或类型。
[0072]
在整个本技术中，引用了各种出版物。这些出版物的公开的全部内容据此通过引用并入到本技术中，以便更充分地描述本技术所属领域的现状。所公开的参考文献还单独地且具体地通过引用并入本文，用于在依赖该参考文献的句子中所讨论的包含在其中的材料。本文中的任何内容都不应被解释为承认本发明无权凭借先前的发明先于这样的公开。此外，本文提供的公布日期可能与实际公布日期不同，这可能需要独立确认。
[0073]
a.定义
[0074]
如本文所使用的，包括有机化合物在内的化合物命名可以使用常用名、iupac、iubmb或cas命名推荐给出。当存在一种或多种立体化学特征时，可以采用立体化学的cahn-ingold-prelog规则来指定立体化学优先级、e/z规范等。如果给出名称，本领域技术人员可以容易地使用命名惯例通过系统地还原化合物结构或通过商业上可获得的软件如chemdraw
tm
(美国剑桥软件公司(cambridgesoft corporation,u.s.a.))来确定化合物的结构。
[0075]
如在说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”包含复数指代物，除非上下文另有明确指示。因此，例如，提及“官能团”、“烷基”或“残基”包含两个或更多个这样的官能团、烷基或残基等的混合物。
[0076]
范围在本文中可以被表示为从“约”一个特定值和/或到“约”另一个特定值。当表达此类范围时，进一步的方面包括从一个特定值和/或到另一个特定值。类似地，当值通过使用先行词“约”表示为近似值时，将理解特定值形成进一步的方面。将进一步理解的是，每个范围的端点相对于另一个端点是显著的，并且独立于另一个端点。还应当理解，存在本文公开的多个值，并且除了值本身之外，每个值在本文中也被公开为“约”该特定值。例如，如果值“10”被公开，则“约10”也被公开。还应当理解，还公开了两个特定单元之间的每个单元。例如，如果公开了10和15，则也公开了11、12、13和14。
[0077]
在本说明书和结论性权利要求书中对组合物中特定元素或组分的重量份的引用表示该元素或组分与组合物或制品中以重量份表示的任何其他元素或组分之间的重量关系。因此，在含有2重量份的组分x和5重量份的组分y的化合物中，x和y以2:5的重量比存在，并且以这样的比率存在，而不管在化合物中是否包含另外的组分。
[0078]
除非具体相反地指出，否则组分的重量百分比(wt％)是基于其中包含该组分的制剂或组合物的总重量。
[0079]
如本文中所使用的，术语“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且所述描述包含其中所述事件或情况发生的情况和其中所述事件或情况不发生的情况。
[0080]
如本文所使用的，术语“催化有效”是指足以促进如本文所公开的反应(例如，c-h和/或c-o官能化)的催化剂的量。
[0081]
如本文中所使用的，术语“衍生物”是指这样的化合物，其具有衍生自母体化合物(例如本文公开的化合物)的结构并且其结构充分类似于本文公开的那些，并且基于该相似性，本领域技术人员将预期其显示与所要求保护的化合物相同或相似的活性和效用，或者作为前体诱导与所要求保护的化合物相同或相似的活性和效用。示例性的衍生物包含母体化合物的盐、酯、酰胺、酯或酰胺的盐以及n-氧化物。
[0082]
如说明书和结论性权利要求书所用，化学物质的残基是指作为化学物质在特定反应方案或随后的制剂或化学产品中的所得产物的部分，无论该部分是否实际上从该化学物质获得。因此，例如，聚酯中的乙二醇残基是指聚酯中的一个或多个-och2ch2o-单元，无论是否使用乙二醇制备聚酯。类似地，聚酯中的癸二酸残基是指聚酯中的一个或多个-co(ch2)8co-部分，无论该残基是通过使癸二酸或其酯反应获得聚酯而获得的。
[0083]
如本文所使用的，术语“取代的”预期包含有机化合物的所有允许的取代基。在广泛的方面中，允许的取代基包含有机化合物的无环和环状、带支链的和无支链的、碳环和杂环以及芳族和非芳族取代基。说明性的取代基包含例如下面描述的取代基。对于合适的有机化合物，允许的取代基可以是一个或多个并且相同或不同。为了本公开的目的，杂原子诸如氮可以具有氢取代基和/或满足杂原子的化合价的本文所述的有机化合物的任何允许的取代基。本公开内容不旨在以任何方式受到有机化合物的允许的取代基的限制。此外，术语“取代”或“被
……
取代”包括以下隐含条件：此类取代与取代原子和取代基的允许价态一致，并且该取代导致产生稳定的化合物，例如不自发地经历转化如通过重排、环化、消除等进行的转化的化合物。还预期，在某些方面，除非明确指出相反，单个取代基可以进一步任选地被取代(即，进一步被取代或未被取代)。
[0084]
在定义各种术语时，“a
1”、“a
2”、“a
3”和“a
4”在本文中用作通用符号以表示各种特定取代基。这些符号可以是任何取代基，不限于本文公开的那些，并且当它们在一种情况下被定义为某些取代基时，它们在另一种情况下可以被定义为一些其他取代基。
[0085]
如本文中所使用的术语“脂族”或“脂族基团”表示烃部分，其可以是-直链(即，无支链的)、带支链的或环状的(包含稠合的、桥连的和螺稠合的多环的)，并且可以是完全饱和的或者可以含有一个或多个不饱和单元，但其不是芳族的。除非另有说明，否则脂族基团含有1-20个碳原子。脂族基团包含但不限于直链或带支链的烷基、烯基和炔基基团，以及它们的杂化物，诸如(环烷基)烷基、(环烯基)烷基或(环烷基)烯基。
[0086]
如本文所使用的，术语“烷基”是具有1至24个碳原子的带支链或无支链的饱和烃基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、二十烷基、二十四烷基等。烷基基团可以是环状或无环的。烷基基团可以是带支链的或无支链的。烷基基团也可以是取代或未被取代的。例如，烷基基团可以被一个或多个基团取代，所述基团包含但不限于烷基、环烷基、烷氧基、氨基、醚、卤化物、羟基、硝基、甲硅烷基、磺基-氧代或硫醇，如本文所述。“低级烷基”基团是含有一至六个(例如一至四个)碳原子的烷基基团。
[0087]
在整个说明书中，“烷基”通常用于指未被取代的烷基基团和取代的烷基基团；然而，取代的烷基基团在本文中也通过鉴定烷基基团上的具体取代基来具体提及。例如，术语“卤化的烷基”或“卤代烷基”具体地指被一个或多个卤化物例如氟、氯、溴或碘取代的烷基基团。术语“烷氧基烷基”具体指被一个或多个烷氧基基团取代的烷基基团，如下所述。术语“烷基氨基”具体指被一个或多个氨基基团取代的烷基基团，如下所述，等等。当在一种情况下使用“烷基”，而在另一种情况下使用具体术语诸如“烷基醇”时，这并不意味着术语“烷基”也不指具体术语诸如“烷基醇”等。
[0088]
这种实践也用于本文所述的其他基团。即，虽然术语诸如“环烷基”指未被取代的和取代的环烷基部分，但取代的部分另外可以在本文中具体地鉴定；例如，具体取代的环烷
基可以被称为例如“烷基环烷基”。类似地，取代的烷氧基可以具体被称为例如“卤代烷氧基”，具体取代的烯基可以是例如“烯基醇”等。同样，使用一般术语诸如“环烷基”和特定术语诸如“烷基环烷基”的实践并不意味着一般术语也不包含特定术语。
[0089]
如本文中所使用的，术语“环烷基”是由至少三个碳原子组成的非芳族碳基环。环烷基基团的示例包含但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环己基、降冰片基等。术语“杂环烷基”是如上定义的一类环烷基基团，并且包含在术语“环烷基”的含义内，其中环的至少一个碳原子被杂原子诸如但不限于氮、氧、硫或磷替代。环烷基基团和杂环烷基基团可以是取代的或未被取代的。环烷基基团和杂环烷基基团可以被一个或多个基团取代，所述基团包含但不限于如本文所述的烷基、环烷基、烷氧基、氨基、醚、卤化物、羟基、硝基、甲硅烷基、磺基-氧代或硫醇。
[0090]
如本文所使用的，术语“聚亚烷基基团”是具有两个或更多个彼此连接的ch2基团的基团。聚亚烷基可由式-(ch2)
a-表示，其中“a”为2至500的整数。
[0091]
如本文所使用的，术语“烷氧基(alkoxy)”和“烷氧基(alkoxyl)”是指通过醚键键合的烷基或环烷基；即，“烷氧基”基团可定义为-oa1，其中a1为如上定义的烷基或环烷基。“烷氧基”还包括刚刚描述的烷氧基的聚合物；即，烷氧基可以是聚醚，例如-oa
1-oa2或-oa
1-(oa2)
a-oa3，其中“a”是1至200的整数并且a1、a2和a3是烷基和/或环烷基。
[0092]
如本文中所使用的术语“烯基”是具有含有至少一个碳-碳双键的结构式的2至24个碳原子的烃基团。不对称结构如(a1a2)c＝c(a3a4)旨在包括e和z异构体。这可以在其中存在不对称烯烃的本文结构式中推测，或者可以通过键符号c＝c明确表示。烯基基团可以被一个或多个基团取代，所述基团包括但不限于如本文所述的烷基、环烷基、烷氧基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基、杂芳基、醛、氨基、羧酸、酯、醚、卤化物、羟基、酮、叠氮化物、硝基、甲硅烷基、磺基-氧代或硫醇。
[0093]
如本文所使用的，术语“环烯基”是由至少三个碳原子组成并含有至少一个碳-碳双键，即c＝c的非芳族碳基环。环烯基的示例包括但不限于环丙烯基、环丁烯基、环戊烯基、环戊二烯基、环己烯基、环己二烯基、降冰片烯基等。术语“杂环烯基”是如上定义的一类环烯基基团，并且包含在术语“环烯基”的含义内，其中环的至少一个碳原子被杂原子诸如但不限于氮、氧、硫或磷替代。环烯基基团和杂环烯基基团可以是取代的或未被取代的。环烯基基团和杂环烯基基团可以被一个或多个基团取代，所述基团包含但不限于如本文所述的烷基、环烷基、烷氧基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基、杂芳基、醛、氨基、羧酸、酯、醚、卤化物、羟基、酮、叠氮化物、硝基、甲硅烷基、磺基-氧代或硫醇。
[0094]
如本文中所使用的术语“炔基”是具有含有至少一个碳-碳三键的结构式的2至24个碳原子的烃基团。炔基基团可以是未被取代的或被一个或多个基团取代，所述基团包含但不限于如本文所述的烷基、环烷基、烷氧基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基、杂芳基、醛、氨基、羧酸、酯、醚、卤化物、羟基、酮、叠氮化物、硝基、甲硅烷基、磺基-氧代或硫醇。
[0095]
如本文中所使用的，术语“环炔基”是由至少七个碳原子组成并含有至少一个碳-碳三键的非芳族碳基环。环炔基基团的示例包含但不限于环庚炔基、环辛炔基、环壬炔基等。术语“杂环炔基”是如上定义的一类环烯基基团，并且包含在术语“环炔基”的含义内，其中环的至少一个碳原子被杂原子诸如但不限于氮、氧、硫或磷替代。环炔基基团和杂环炔基基团可以是取代的或未被取代的。环炔基基团和杂环炔基基团可以被一个或多个基团取
代，所述基团包含但不限于如本文所述的烷基、环烷基、烷氧基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基、杂芳基、醛、氨基、羧酸、酯、醚、卤化物、羟基、酮、叠氮化物、硝基、甲硅烷基、磺基-氧代或硫醇。
[0096]
如本文中所使用的，术语“芳族基团”是指在分子的平面之上和之下具有离域的π电子的环状云的环结构，其中π云含有(4n 2)π个电子。芳香性的进一步讨论在morrison和boyd的《有机化学(organic chemistry)》，(1987年第5版)，第13章，题目“芳香性(aromaticity)”，第477页-第497页中找到，其通过引用并入本文。术语“芳族基团”包含芳基和杂芳基基团。
[0097]
如本文中所使用的，术语“芳基”是含有任何碳基芳族基团的基团，包含但不限于苯、萘、苯基、联苯基、苯氧基苯等。术语“芳基”还包含“杂芳基”，其被定义为含有芳族基团的基团，该芳族基团具有并入到该芳族基团的环中的至少一个杂原子。杂原子的示例包含但不限于氮、氧、硫和磷。同样，术语“非杂芳基”(其也包含在术语“芳基”中)定义了含有不含杂原子的芳族基团的基团。芳基基团可以是取代的或未被取代的。芳基基团可以被一个或多个基团取代，所述基团包含但不限于如本文所述的烷基、环烷基、烷氧基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基、杂芳基、醛、-nh2、羧酸、酯、醚、卤化物、羟基、酮、叠氮化物、硝基、甲硅烷基、磺基-氧代或硫醇。术语“联芳基”是一种特定类型的芳基基团，并且包含在“芳基”的定义中。联芳基是指通过稠环结构结合在一起(如萘)或通过一个或多个碳碳键连接(如联苯)的两个芳基基团。
[0098]
如本文所使用的，术语“醛”由式-c(o)h表示。在本说明书中，“c(o)”是羰基即c＝o的简化符号。
[0099]
如本文所使用的，术语“胺”或“氨基”由式-na1a2表示，其中a1和a2可以独立地为氢或如本文所述的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基。
[0100]
如本文中所使用的术语“烷基氨基”由式子-nh(-烷基)表示，其中烷基是本文所述的。代表性的示例包含但不限于甲基氨基基团、乙基氨基基团、丙基氨基基团、异丙基氨基基团、丁基氨基基团、异丁氨基基团、(仲丁基)氨基基团、(叔丁基)氨基基团、戊基氨基基团、异戊基氨基基团、(叔戊基)氨基基团、己基氨基基团等。
[0101]
如本文所使用的，术语“二烷基氨基”由式-n(-烷基)2表示，其中烷基是本文所述的。代表性的示例包含但不限于二甲基氨基基团、二乙基氨基基团、二丙基氨基基团、二异丙基氨基基团、二丁基氨基基团、二异丁基氨基基团、二(仲丁基)氨基基团、二(叔丁基)氨基基团、二戊基氨基基团、二异戊基氨基基团、二(叔戊基)氨基基团、二己基氨基基团、n-乙基-n-甲基氨基基团、n-甲基-n-丙基氨基基团、n-乙基-n-丙基氨基基团等。
[0102]
如本文中所使用的术语“羧酸”由式子-c(o)oh表示。
[0103]
如本文所使用的，术语“酯”由式-oc(o)a1或-c(o)oa1表示，其中a1可为如本文所述的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基。如本文所使用的，术语“聚酯”由式-(a1o(o)c-a
2-c(o)o)
a-或-(a1o(o)c-a
2-oc(o))
a-表示，其中a1和a2可以独立地是如本文所述的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基，并且“a”是1至500的整数。“聚酯”是用于描述通过具有至少两个羧酸基团的化合物与具有至少两个羟基基团的化合物之间的反应产生的基团的术语。
[0104]
如本文所使用的，术语“醚”由式a1oa2表示，其中a1和a2可独立地为如本文所述的
烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基。如本文所使用的，术语“聚醚”由式-(a1o-a2o)
a-表示，其中a1和a2可以独立地为如本文所述的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基，并且“a”是1至500的整数。聚醚基团的示例包含聚环氧乙烷、聚环氧丙烷和聚环氧丁烷。
[0105]
如本文所使用的，术语“卤代”、“卤素”或“卤化物”可互换使用并且指f、cl、br、i或at。
[0106]
如本文所使用的术语“假卤化物”、“假卤素”或“假卤代”可以互换地使用，并且是指行为基本上类似于卤化物的官能团。例如，这样的官能团包含氰基、硫氰酸根、叠氮基、三氟甲基、三氟甲氧基、全氟烷基和全氟烷氧基基团。
[0107]
如本文所使用的术语“杂烷基”是指含有至少一个杂原子的烷基基团。合适的杂原子包含但不限于o、n、si、p和s，其中氮、磷和硫原子任选地被氧化，并且氮杂原子任选地被季铵化。杂烷基可以如上定义取代烷基基团。
[0108]
如本文所使用的术语“杂芳基”是指在芳族基团的环内结合有至少一个杂原子的芳族基团。杂原子的示例包含但不限于氮、氧、硫和磷，其中n-氧化物、硫氧化物和二氧化物是允许的杂原子取代。杂芳基基团可以是取代的或未被取代的。杂芳基基团可以被一个或多个基团取代，所述基团包含但不限于如本文所述的烷基、环烷基、烷氧基、氨基、醚、卤化物、羟基、硝基、甲硅烷基、磺基-氧代或硫醇。杂芳基基团可以是单环或可替代的稠环体系。杂芳基基团包含但不限于呋喃基、咪唑基、嘧啶基、四唑基、噻吩基、吡啶基、吡咯基、n-甲基吡咯基、喹啉基、异喹啉基、吡唑基、三唑基、噻唑基、恶唑基、异恶唑基、恶二唑基、噻二唑基、异噻唑基、哒嗪基、吡嗪基、苯并呋喃基、苯并二恶唑基、苯并噻吩基、吲哚基、吲唑基、苯并咪唑基、咪唑并吡啶基、吡唑并吡啶基和吡唑并嘧啶基。杂芳基基团的进一步的非限制性示例包含但不限于吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、噻吩基、吡唑基、咪唑基、苯并[d]恶唑基、苯并[d]噻唑基、喹啉基、喹唑啉基、吲唑基、咪唑并[1,2-b]哒嗪基、咪唑并[1,2-a]吡嗪基、苯并[c][1,2,5]噻二唑基、苯并[c][1,2,5]恶二唑基和吡啶并[2,3-b]吡嗪基。
[0109]
如本文所使用的，术语“杂环”是指单环和多环芳族或非芳族环体系，其中至少一个环成员不是碳。杂环包含吡啶、嘧啶、呋喃、噻吩、吡咯、异噁唑、异噻唑、吡唑、噁唑、噻唑、咪唑、噁唑(包含1,2,3-噁二唑、1,2,5-噁二唑和1,3,4-噁二唑)、噻二唑(包含1,2,3-噻二唑、1,2,5-噻二唑和1,3,4-噻二唑)、三唑(包含1,2,3-三唑、1,3,4-三唑)、四唑(包含1,2,3,4-四唑和1,2,4,5-四唑)、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪(包含1,2,4-三嗪和1,3,5-三嗪)、四嗪(包含1,2,4,5-四嗪)、吡咯烷、哌啶、哌嗪、吗啉、氮杂环丁烷、四氢吡喃、四氢呋喃、二噁烷等。
[0110]
如本文中所使用的术语“双环杂环”或“双环杂环基”是指其中至少一个环成员不是碳的环体系。双环杂环基包含其中芳族环与另一芳族环稠合或其中芳族环与非芳族环稠合的环体系。双环杂环基包含其中苯环稠合到含有1、2或3个环杂原子的5或6元环或其中吡啶环稠合到含有1、2或3个环杂原子的5或6元环的环体系。双环杂环基团包含但不限于吲哚基、吲唑基、吡唑并[1,5-a]吡啶基、苯并呋喃基、喹啉基、喹喔啉基、1,3-苯并二氧杂环戊烯基、2,3-二氢-1,4-苯并二氧杂环己烯基、3,4-二氢-2h-色烯基、1h-吡唑并[4,3-c]吡啶-3-基；1h-吡咯并[3,2-b]吡啶-3-基；以及1h-吡唑并[3,2-b]吡啶-3-基。
[0111]
如本文中所使用的术语“杂环烷基”是指脂族的、部分不饱和的或完全饱和的3元
(ch2)
0-4ro
；-(ch2)
0-4
oro；-o(ch2)
0-4ro
、-o-(ch2)
0-4
c(o)oro；-(ch2)
0-4
ch(oro)2；-(ch2)
0-4
sro；可被ro取代的-(ch2)
0-4
ph；可被ro取代的-(ch2)
0-4
o(ch2)
0-1
ph；可被ro取代的-ch＝chph；可被ro取代的-(ch2)
0-4
o(ch2)
0-1-吡啶基；-no2；-cn；-n3；-(ch2)
0-4
n(ro)2；-(ch2)
0-4
n(ro)c(o)ro；-n(ro)c(s)ro；-(ch2)
0-4
n(ro)c(o)nr
o2
；-n(ro)c(s)nr
o2
；-(ch2)
0-4
n(ro)c(o)oro；-n(ro)n(ro)c(o)ro；-n(ro)n(ro)c(o)nr
o2
；-n(ro)n(ro)c(o)oro；-(ch2)
0-4
c(o)ro；-c(s)ro；-(ch2)
0-4
c(o)oro；-(ch2)
0-4
c(o)sro；-(ch2)
0-4
c(o)osir
o3
；-(ch2)
0-4
oc(o)ro；-oc(o)(ch2)
0-4
sr-、sc(s)sro；-(ch2)
0-4
sc(o)ro；-(ch2)
0-4
c(o)nr
o2
；-c(s)nr
o2
；-c(s)sro；-sc(s)sro、-(ch2)
0-4
oc(o)nr
o2
；-c(o)n(oro)ro；-c(o)c(o)ro；-c(o)ch2c(o)ro；-c(noro)ro；-(ch2)
0-4
ssro；-(ch2)
0-4
s(o)2ro；-(ch2)
0-4
s(o)2oro；-(ch2)
0-4
os(o)2ro；-s(o)2nr
o2
；-(ch2)
0-4
s(o)ro；-n(ro)s(o)2nr
o2
；-n(ro)s(o)2ro；-n(oro)ro；-c(nh)nr
o2
；-p(o)2ro；-p(o)r
o2
；-op(o)r
o2
；-op(o)(oro)2；sir
o3
；-(c
1-4
直链或支链亚烷基)o-n(ro)2；或-(c
1-4
直链或支链亚烷基)c(o)o-n(ro)2，其中每个ro可以如下定义被取代并且独立地是氢、c
1-6
脂族、-ch2ph、-o(ch2)
0-1
ph、-ch
2-(5-6元杂芳基环)或具有0-4个独立地选自氮、氧、或硫的杂原子的5-6元饱和、部分不饱和或芳基环，或者，尽管有上述定义，两个独立出现的ro与它们中间的原子一起形成具有0-4个独立地选自氮、氧或硫的杂原子的3-12元饱和、部分不饱和或芳基单环或双环，其可以按照如下定义被取代。
[0124]ro
(或由两个独立出现的ro与它们中间的原子一起形成的环)上合适的一价取代基、独立地是卤素、-(ch2)
0-2r·
、-(halor
·
)、-(ch2)
0-2
oh、-(ch2)
0-2
or
·
、-(ch2)
0-2
ch(or
·
)2；-o(halor
·
)、-cn、-n3、-(ch2)
0-2
c(o)r
·
、-(ch2)
0-2
c(o)oh、-(ch2)
0-2
c(o)or
·
、-(ch2)
0-2
sr
·
、-(ch2)
0-2
sh、-(ch2)
0-2
nh2、-(ch2)
0-2
nhr
·
、-(ch2)
0-2
nr
·2、-no2、-sir
·3、-osir
·3、-c(o)sr
·
、-(c
1-4
直链或支链亚烷基)c(o)or
·
或-ssr
·
，其中每个r
·
未被取代，或者其中前面有“卤代”时仅被一个或多个卤素取代，并且独立地选自c
1-4
脂族、-ch2ph、-o(ch2)
0-1
ph或具有0-4个独立地选自氮、氧或硫的杂原子的5-6元饱和、部分不饱和、或芳基环。ro的饱和碳原子上的合适的二价取代基包含＝o和＝s。
[0125]“任选取代的”基团的饱和碳原子上合适的二价取代基包括以下内容：＝o、＝s、＝nnr
*2
、＝nnhc(o)r
*
、＝nnhc(o)or
*
、＝nnhs(o)2r
*
、＝nr
*
、＝nor
*
、-o(c(r
*2
))
2-3
o-或-s(c(r
*2
))
2-3
s-，其中每个独立出现的r
*
选自氢，可以按照如下定义被取代的c
1-6
脂族，或具有0-4个独立地选自氮、氧或硫的杂原子的未被取代的5-6元饱和、部分不饱和或芳基环。与“任选取代的”基团的邻位可取代碳结合的合适的二价取代基包括：-o(cr
*2
)
2-3
o-，其中每个独立出现的r
*
选自氢，可以如下定义被取代的c
1-6
脂族，或具有0-4个独立地选自氮、氧或硫的杂原子的未被取代的5-6元饱和、部分不饱和或芳基环。
[0126]r*
的脂族基团上的合适取代基包括卤素、-r
·
、-(卤代r
·
)、-oh、-or
·
、-o(卤代r
·
)、-cn、-c(o)oh、-c(o)or
·
、-nh2、-nhr
·
、-nr
·2或-no2，其中每个r
·
未被取代或前面有“卤代”时仅被一个或多个卤素取代，并且独立地为c
1-4
脂族、-ch2ph、-o(ch2)
0-1
ph或具有0-4个独立地选自氮、氧或硫的杂原子的5-6元饱和、部分不饱和或芳基环。
[0127]“任选取代的”基团的可取代氮上的合适取代基包括基团的可取代氮上的合适取代基包括基团的可取代氮上的合适取代基包括或其中每个独立地是氢、可以如下定义被取代的c
1-6
脂族，未
被取代的-oph或具有0-4个独立地选自氮、氧或硫的杂原子的未被取代的5-6元饱和、部分不饱和或芳基环，或者，尽管有上述定义，两个独立出现的与它们中间的原子一起形成具有0-4个独立地选自氮、氧或硫的杂原子的未被取代的3-12元饱和、部分不饱和或芳基单环或双环。
[0128]
的脂族基团上的合适取代基独立地为卤素、-r
·
、-(卤代r
·
)、-oh、-or
·
、-o(卤代r
·
)、-cn、-c(o)oh、-c(o)or
·
、-nh2、-nhr
·
、-nr
·2或-no2，其中每个r
·
未被取代或前面有“卤代”时仅被一个或多个卤素取代，并且独立地为c
1-4
脂族、-ch2ph、-o(ch2)
0-1
ph或具有0-4个独立地选自氮、氧或硫的杂原子的5-6元饱和、部分不饱和或芳基环。
[0129]
术语“离去基团”是指具有吸电子能力的原子(或原子团)，其可以与键合电子一起作为稳定的物质被替代。合适的离去基团的示例包括卤化物和磺酸酯，包括但不限于三氟甲磺酸酯、甲磺酸酯、甲苯磺酸酯、对溴苯磺酸酯和卤化物。
[0130]
术语“可水解基团”和“可水解部分”是指能够在例如碱性或酸性条件下经历水解的官能团。可水解残基的示例包含但不限于酰卤、活化的羧酸和本领域已知的各种保护基团(参见，例如，“有机合成中的保护基团(protective groups in organic synthesis)”，t.w.greene,p.g.m.wuts,wiley-interscience,1999)。
[0131]
术语“有机残基”定义含碳残基，即包括至少一个碳原子的残基，并且包含但不限于上文定义的含碳基团、残基或自由基。有机残基可以含有各种杂原子，或者可以通过杂原子(包含氧、氮、硫、磷等)与另一分子结合。有机残基的示例包括但不限于烷基或取代的烷基、烷氧基或取代的烷氧基、单或二取代的氨基、酰胺基团等。有机残基可优选包含1至18个碳原子、1至15个碳原子、1至12个碳原子、1至8个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子。在进一步的方面中，有机残基可以包括2至18个碳原子、2至15个碳原子、2至12个碳原子、2至8个碳原子、2至4个碳原子或2至4个碳原子。
[0132]
术语“残基”的非常接近的同义词是术语“自由基”，其在说明书和结论性权利要求书中使用时指本文所述的分子的片段、基团或亚结构，而不管该分子如何制备。例如，特定化合物中的2,4-噻唑烷二酮自由基具有如下结构，
[0133][0134]
无论是否使用噻唑烷二酮来制备该化合物。在一些实施例中，自由基(例如烷基)可以通过具有与其键合的一个或多个“取代基自由基”而被进一步修饰(即，取代的烷基)。给定自由基中的原子数目对本发明来说并不关键，除非本文其他地方相反地指出。
[0135]
如本文所定义和使用的术语“有机自由基”含有一个或多个碳原子。有机自由基可以具有例如1-26个碳原子、1-18个碳原子、1-12个碳原子、1-8个碳原子、1-6个碳原子或1-4个碳原子。在进一步的方面中，有机自由基可以具有2-26个碳原子、2-18个碳原子、2-12个碳原子、2-8个碳原子、2-6个碳原子或2-4个碳原子。有机自由基通常具有与有机自由基的至少一些碳原子结合的氢。不包括无机原子的有机自由基的一个示例是5,6,7,8-四氢-2-萘基自由基。在一些实施例中，有机自由基可以含有与其结合或其中结合的1-10个无机杂原子，包含卤素、氧、硫、氮、磷等。有机自由基的示例包含但不限于烷基、取代的烷基、环烷
基、取代的环烷基、单取代的氨基、二取代的氨基、酰氧基、氰基、羧基、烷氧羰基、烷基羧酰胺、取代的烷基羧酰胺、二烷基羧酰胺、取代的二烷基羧酰胺、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、硫代烷基、硫代卤代烷基、烷氧基、取代的烷氧基、卤代烷基、卤代烷氧基、芳基、取代的芳基、杂芳基、杂环或取代的杂环自由基，其中术语在本文其他地方定义。包含杂原子的有机自由基的一些非限制性示例包含烷氧基自由基、三氟甲氧基自由基、乙酰氧基自由基、二甲基氨基自由基等。
[0136]
如本文所定义和使用的术语“无机自由基”不含碳原子，并且因此仅包括除碳以外的原子。无机自由基包括选自氢、氮、氧、硅、磷、硫、硒和卤素诸如氟、氯、溴和碘的原子的键合组合，它们可以单独存在或以其化学稳定的组合键合在一起。无机自由基具有10个或更少，或优选地一至六个或一至四个如以上列出的键合在一起的无机原子。无机自由基的示例包含但不限于氨基、羟基、卤素、硝基、硫醇、硫酸根、磷酸根等公知的无机自由基。无机自由基中没有键合元素周期表的金属元素(诸如碱金属、碱土金属、过渡金属、镧系金属或锕系金属)，尽管这些金属离子有时可以作为用于阴离子无机自由基诸如硫酸根、磷酸根或类似阴离子无机自由基的药学上可接受的阳离子。无机自由基不包括类金属元素，诸如硼、铝、镓、锗、砷、锡、铅或碲，或稀有气体元素，除非本文别处另有具体说明。
[0137]
本文所述的化合物可以含有一个或多个双键，并且因此可能产生顺式/反式(e/z)异构体以及其他的构象异构体。除非有相反说明，否则本发明包含所有这样的可能的异构体以及这样的异构体的混合物。
[0138]
除非有相反说明，否则具有仅用实线而非楔形或虚线表示的化学键的式考虑了每种可能的异构体，例如每种对映异构体和非对映异构体，以及异构体的混合物，诸如外消旋或非外消旋混合物。本文所述的化合物可以含有一个或多个不对称中心，并且因此可能产生非对映异构体和光学异构体。除非有相反说明，否则本发明包含所有这样的可能的非对映异构体以及它们的外消旋混合物、它们的基本上纯的拆分的对映异构体、所有可能的几何异构体及其药学上可接受的盐。还包含立体异构体以及分离的具体立体异构体的混合物。在用于制备这样的化合物的合成程序过程中，或者在使用本领域技术人员已知的外消旋化或差向异构化程序中，这样的程序的产物可以是立体异构体的混合物。
[0139]
许多有机化合物以光学活性形式存在，具有旋转平面偏振光的平面的能力。在描述光学活性化合物时，前缀d和l或r和s用于表示分子关于其手性中心的绝对构型。前缀d和l或( )和(-)用于表示化合物对平面偏振光的旋转符号，其中(-)表示化合物为左旋。前缀为( )或d的化合物为右旋。对于给定的化学结构，这些被称为立体异构体的化合物是相同的，除了它们是彼此不可叠加的镜像。具体的立体异构体也可以被称为对映异构体，并且这种异构体的混合物通常被称为对映异构体混合物。对映异构体的50:50混合物被称为外消旋混合物。本文所述的许多化合物可以具有一个或多个手性中心，并且因此可以以不同的对映异构体形式存在。如果需要，手性碳可以用星号(*)表示。当与手性碳的键在所公开的式子中被描绘为直线时，应理解手性碳的(r)和(s)构型两者以及因此两种对映异构体及其混合物均包含在式子中。如本领域中所使用的，当期望指定关于手性碳的绝对构型时，与手性碳的键之一可以被描绘为楔形(与平面上方的原子的键)，而另一个可以被描绘为短的平行线(与平面下方的原子的键)的系列或楔形。cahn-ingold-prelog系统可以用于为手性碳分配(r)或(s)构型。
[0140]
本文描述的化合物包括其天然同位素丰度和非天然丰度的原子。所公开的化合物可以是与所述相同的同位素-标记的或同位素-取代的化合物，但事实上一个或多个原子被原子质量或质量数不同于在自然界中通常发现的原子质量或质量数的原子替代。可并入本发明化合物的同位素的示例分别包括氢、碳、氮、氧、磷、氟和氯的同位素，例如2h、3h、
13
c、
14
c、
15
n、
18
o、
17
o、
35
s、
18
f和
36
cl。化合物进一步包括其前药，并且所述化合物或所述前药的含有上述同位素和/或其他原子的其他同位素的药学上可接受的盐在本发明的范围内。本发明的某些同位素标记的化合物，例如掺入放射性同位素诸如3h和
14
c的化合物，可用于药物和/或底物组织分布测定。氚化的同位素(即3h)和碳-14同位素(即
14
c)是特别优选的，因为它们易于制备和检测。此外，用较重的同位素诸如氘(即2h)取代可以提供某些治疗优势，这些优势源于更高的代谢稳定性，例如增加的体内半衰期或降低的剂量要求，并且因此在某些情况下可能是优选的。本发明的同位素标记的化合物及其前药通常可以通过进行下述程序来制备，通过用容易获得的同位素标记的试剂代替非同位素标记的试剂。
[0141]
本发明中所述的化合物可以作为溶剂化物存在。在一些情况下，用于制备溶剂化物的溶剂是水溶液，并且于是溶剂化物通常被称为水合物。化合物可以作为水合物存在，例如，水合物可以通过从溶剂中或从水溶液中结晶获得。在这方面，一个、两个、三个或任意数量的溶剂化物或水分子可以与根据本发明的化合物结合以形成溶剂化物和水合物。除非有相反说明，否则本发明包含所有这样的可能的溶剂化物。
[0142]
术语“共晶体”是指两个或更多个分子的物理缔合这是由于它们通过非共价相互作用而具有稳定性。该分子复合物的一种或多种组分在晶格中提供稳定的骨架。在某些情况下，客体分子作为无水物或溶剂化物掺入晶格中，参见例如“药物相组成的晶体工程。药物共晶体是否代表改进药物的新途径？(crystal engineering of the composition of pharmaceutical phases.do pharmaceutical co-crystals represent a new path to improved medicines？)”almarasson,o.等人，英国皇家化学学会(the royal society of chemistry),1889-1896,2004。共晶体的示例包含对甲苯磺酸和苯磺酸。
[0143]
还应理解，本文所述的某些化合物可以作为互变异构体的平衡存在。例如，具有α-氢的酮可以以酮形式和烯醇形式的平衡存在。
[0144][0145]
同样，具有n-氢的酰胺可以以酰胺形式和亚胺酸形式的平衡存在。作为另一个示例，吡唑可以两种互变异构形式存在，n
1-未被取代的3-a3和n
1-未被取代的5-a3，如下所示。
[0146][0147]
除非有相反说明，否则本发明包含所有这样的可能的互变异构体。
[0148]
已知化学物质形成固体它们以不同的有序状态存在，其被称为多晶型或修饰。多晶型物质的不同修饰在其物理性质方面可能有很大不同。根据本发明的化合物可以以不同
的多晶型物形式存在，其中特定修饰可能是亚稳定的。除非有相反说明，否则本发明包含所有这样的可能的多晶型物形式。
[0149]
在一些方面中，化合物的结构可以由下式表示：
[0150][0151]
其被理解为等同于下式：
[0152][0153]
其中n通常是整数。即，rn被理解为代表五个独立的取代基r
n(a)
、r
n(b)
、r
n(c)
、r
n(d)
、r
n(e)
。“独立的取代基”是指每个r取代基可以独立地定义。例如，如果在一种情况下r
n(a)
是卤素，则在该情况下r
n(b)
不必须是卤素。
[0154]
本文公开的某些材料、化合物、组合物和组分可以商购获得或使用本领域技术人员通常已知的技术容易地合成。例如，用于制备所公开的化合物和组合物的起始材料和试剂可从商业供应商获得，诸如奥德里奇化学公司(aldrich chemical co.,)(威斯康星密尔沃基)、acros organics(新泽西莫里斯平原)、飞世尔科技(fisher scientific)(宾夕法尼亚匹兹堡)或西格玛(sigma)(密苏里圣路易斯)，或者通过本领域技术人员已知的方法按照参考文献诸如费塞尔和费塞尔的有机合成试剂(fieser and fieser’s reagents for organic synthesis)，第1卷-第17卷(john wiley and sons,1991)；罗德氏碳化合物化学(rodd’s chemistry of carbon compounds)，第1卷-第5卷及补充(elsevier science publishers,1989)；有机反应(organic reactions)，第1卷-第40卷(john wiley and sons,1991)；玛驰的高级有机化学(march’s advanced organic chemistry)，(john wiley and sons，第4版)；和拉罗克的综合有机转换(larock’s comprehensive organic transformations)(vch publishers inc.,1989)中所述的程序制备。
[0155]
除非另有明确说明，否则决不意味着本文阐述的任何方法被解释为要求其步骤以特定的顺序执行。因此，在方法权利要求实际上没有叙述其步骤所遵循的顺序或者在权利要求或描述中没有以其他方式具体地陈述这些步骤将被限制为具体顺序的情况下，决不意图在任何方面推断顺序。这适用于解释的任何可能的非明示基础，包含关于步骤或操作流程的布置的逻辑问题、源自语法组织或标点的明确含义或在说明书中描述的实施例的数量或类型。
[0156]
公开了用于制备本发明的组合物的组分以及在本文公开的方法中使用的组合物本身。本文公开了这些和其他材料，并且应当理解，当公开这些材料的组合、子集、相互作用、分组等时，尽管不能明确地公开这些化合物的每种单独的和集体的组合和排列的具体参考，但在本文中具体地考虑和描述了每一种。例如，如果公开和讨论了特定的化合物，并且讨论了可以对包含所述化合物的许多分子进行的许多修饰，则具体考虑的是所述化合物的每一种组合和排列以及可能的修饰，除非具体地指出相反的情况。因此，如果公开了一类分子a、b和c，以及一类分子d、e和f和组合分子的示例，则公开了a-d，则即使未单独地列举
每一个，但单独地和共同地考虑了每一个的含义组合，则认为公开了a-e、a-f、b-d、b-e、b-f、c-d、c-e和c-f。同样，还公开了这些的任何子集或组合。因此，例如，a-e、b-f和c-e的子组将被认为被公开。该概念适用于本技术的所有方面，包含但不限于在制备和使用本发明的组合物的方法中的步骤。因此，如果存在可以执行的各种额外步骤，那么应理解，这些额外步骤中的每一个可以与本发明的方法的任何具体实施例或实施例的组合一起执行。
[0157]
应当理解，本文公开的组合物具有某些功能。本文公开了用于执行所公开的功能的某些结构要求，并且应当理解，存在可以执行与所公开的结构相关的相同功能的各种结构，并且这些结构通常将实现相同的结果。
[0158]
b.化合物
[0159]
一方面，公开了可以通过公开的方法制备的化合物(例如，通过将碳-氢、碳-氧、碳-硫或碳-氮键转化为碳-碳、碳-卤素或同位素标记的碳-氮键制备的化合物和通过将碳-卤素键转化为同位素标记的碳-卤素键制备的化合物)。预期每种所公开的衍生物可以任选地进一步被取代。还预期任何一种或多种衍生物可以任选地从本发明中省略。应当理解，所公开的化合物可以通过所公开的方法提供。
[0160]
1.结构
[0161]
在一个方面中，公开了具有由下式表示的结构的化合物：
[0162]
ar
1-z，
[0163]
其中z选自卤素、-cn、-nh2、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基，条件是当z为-nh2、c1-c4烷基氨基或(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基时，z含有放射性同位素；其中ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团；并且其中ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0164][0165]
在一个方面中，公开了具有由下式表示的结构的化合物：
[0166]
ar
1-z，
[0167]
其中z选自卤素、-cn、-nh2、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基，并且其中z含有放射性同位素；其中ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时
独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团；并且其中ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0168][0169]
在一个方面中，公开了具有由下式表示的结构的化合物：
[0170]
ar
1-z，
[0171]
其中z选自卤素、-cn、-nh2、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基，并且其中z含有放射性同位素；其中ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团；其中r
16
在存在时是羟基保护基团；并且其中ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0172][0173]
在一个方面中，公开了具有由下式表示的结构的化合物：
[0174]
ar
1-z，
[0175]
其中z是卤素，并且其中z含有放射性同位素；其中ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团；其中r
16
在存在时是羟基保护基团；并且其中ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二
烷基氨基；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0176][0177]
在一个方面中，公开了具有由下式表示的结构的化合物：
[0178]
ar
1-x，
[0179]
其中x是卤素并且其中x含有放射性同位素；其中ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团；并且其中ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0180][0181]
在进一步的方面中，该化合物具有由下式表示的结构：
[0182][0183]
其中r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的每一个独立地选自氢、卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
，或者其中r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的5-至6-元环或杂环：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。
[0184]
在进一步的方面中，化合物具有由选自以下的式表示的结构：
[0185][0186]
在进一步的方面中，该化合物具有由下式表示的结构：
[0187][0188]
在进一步的方面中，该化合物具有由下式表示的结构：
[0189][0190]
其中z选自-cn和卤素。
[0191]
在进一步的方面中，该化合物具有由下式表示的结构：
[0192]
在进一步的方面中，该化合物具有由下式表示的结构：
[0193]
其中z是卤素。
[0194]
在进一步的方面中，化合物具有由选自以下的式表示的结构：
[0195]
[0196]
在进一步的方面中，该化合物具有由下式表示的结构：
[0197]
在进一步的方面中，该化合物具有由下式表示的结构：
[0198][0199]
其中z选自-nh2、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。
[0200]
在进一步的方面中，化合物具有由选自以下的式表示的结构：
[0201][0202]
其中r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的每一个在存在时独立地选自氢、卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
，或者其中r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的5-至6-元环或杂环：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。
[0203]
在进一步的方面中，化合物具有由选自以下的式表示的结构：
[0204][0205]
在进一步的方面中，该化合物具有由下式表示的结构：
[0206][0207]
在进一步的方面中，该化合物具有由下式表示的结构：
[0208][0209]
其中z选自-cn和卤素。
[0210]
在进一步的方面中，该化合物具有由下式表示的结构：
[0211]
[0212]
在进一步的方面中，化合物具有由下式表示的结构：
[0213][0214]
其中z是卤素。
[0215]
在进一步的方面中，化合物具有由选自以下的式表示的结构：
[0216][0217][0218]
在进一步的方面中，该化合物具有由下式表示的结构：
[0219][0220]
在进一步的方面中，该化合物具有由下式表示的结构：
[0221][0222]
其中z选自-nh2、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。
[0223]
在进一步的方面中，该化合物具有选自以下的结构：
[0224][0225]
在又进一步的方面中，氟是
18
f。
[0226]
在进一步的方面中，该化合物具有选自以下的结构：
[0227][0228][0229]
在又进一步的方面中，氰化物是
11
cn。
[0230]
在进一步的方面中，该化合物选自：
[0231][0232][0233]
在进一步的方面中，z是卤素并且其中亲核试剂是卤化物。在又进一步的方面中，z是
18
f并且其中亲核试剂是
18
f-tbaf。
[0234]
a.z基团
[0235]
在一个方面中，z选自卤素、-cn、-nh2、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基，条件是当z是-nh2、c1-c4烷基氨基或(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基时，z含有放射性同位素。
[0236]
在一个方面中，z选自卤素、-cn、-nh2、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基，并且其中z含有放射性同位素。
[0237]
在进一步的方面中，z含有放射性同位素，例如可用于成像和治疗的放射性同位素。放射性同位素的示例包括但不限于
18
f、
11
c、
34
cl、
76
br、
123
i、
124
i、
131
i、
125
i和
211
at，尽管还设想了可用于成像和治疗的其他放射性同位素。在又进一步的方面中，放射性同位素选自
18
f、
11
c、
34
cl、
76
br、
123
i、
124
i、
131
i、
125
i和
211
at。在再进一步的方面中，放射性同位素选自
18
f和
11
c。在再进一步的方面中，放射性同位素是
18
f。在更进一步的方面中，放射性同位素是
11
c。
[0238]
在进一步的方面中，z选自卤素和-cn。在又进一步的方面中，z选自氟、氯、碘、砹和-cn。在再进一步的方面中，z选自氟、氯、砹和-cn。在更进一步的方面中，z选自氟、氯和-cn。在又进一步的方面中，z选自氟和-cn。
[0239]
在再进一步的方面中，z选自氟、氯、-cn、-nh2、-nhch3、-nhch2ch3、-nhch2ch2ch3、-nhch(ch3)2、-n(ch3)2、-n(ch3)(ch2ch3)、-n(ch3)(ch2ch2ch3)、-n(ch3)(ch(ch3)2)、-n(ch2ch3)2、-n(ch2ch3)(ch2ch2ch3)、-n(ch2ch3)(ch(ch3)2)、-n(ch2ch2ch3)2、-n(ch2ch2ch3)(ch(ch3)2)和-n(ch(ch3)2)2。在更进一步的方面中，z选自氟、氯、-cn、-nh2、-oh、-nhch3、-nhch2ch3、-n(ch3)2和-n(ch3)(ch2ch3)。在又进一步的方面中，z选自氟、氯、-cn、-nh2、-nhch3和-n(ch3)2。
[0240]
在进一步的方面中，z选自c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在再进一步的方面中，z选自-nhch3、-nhch2ch3、-nhch2ch2ch3、-nhch(ch3)2、-n(ch3)2、-n(ch3)(ch2ch3)、-n(ch3)(ch2ch2ch3)、-n(ch3)(ch(ch3)2)、-n(ch2ch3)2、-n(ch2ch3)(ch2ch2ch3)、-n(ch2ch3)(ch(ch3)2)、-n(ch2ch2ch3)2、-n(ch2ch2ch3)(ch(ch3)2)和-n(ch(ch3)2)2。在更进一步的方面中，z选自-nhch3、-nhch2ch3、-n(ch3)2和-n(ch3)(ch2ch3)。在又进一步的方面中，z选自-nhch3和-n(ch3)2。
[0241]
在进一步的方面中，z选自-nh2、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，z选自-nh2、-nhch3、-nhch2ch3、-nhch2ch2ch3、-nhch(ch3)2、-n(ch3)2、-n(ch3)(ch2ch3)、-n(ch3)(ch2ch2ch3)、-n(ch3)(ch(ch3)2)、-n(ch2ch3)2、-n(ch2ch3)(ch2ch2ch3)、-n(ch2ch3)(ch(ch3)2)、-n(ch2ch2ch3)2、-n(ch2ch2ch3)(ch(ch3)2)和-n(ch(ch3)2)2。在更进一步的方面中，z选自-nh2、-nhch3、-nhch2ch3、-n(ch3)2和-n(ch3)(ch2ch3)。在又进一步的方面中，z选自-nh2、-nhch3和-n(ch3)2。
[0242]
在进一步的方面中，z选自卤素、-cn和-nh2。在又进一步的方面中，z选自氟、氯、-cn和-nh2。
[0243]
在进一步的方面中，z选自-cn和-nh2。在更进一步的方面中，z是-cn。在再进一步的方面中，z是-nh2。
[0244]
在进一步的方面中，z是卤素。在又进一步的方面中，z选自氟、氯、碘和砹。在再进一步的方面中，z选自氟、氯和砹。在更进一步的方面中，z选自氟和氯。在再进一步的方面中，z是氯。在更进一步的方面中，z是氟。在又进一步的方面中，z是砹。
[0245]
b.r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
基团
[0246]
在一个方面中，r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基。在进一步的方面中，r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢、甲基、乙基、正丙基和异丙基。在又进一步的方面中，r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢、甲基和乙基。在再进一步的方面中，r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每
一个在存在时独立地选自氢和乙基。在更进一步的方面中，r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和甲基。在又进一步的方面中，r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时是氢。
[0247]
在进一步的方面中，r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自c1-c4烷基。在又进一步的方面中，r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自甲基、乙基、正丙基和异丙基。在再进一步的方面中，r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自甲基和乙基。在更进一步的方面中，r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时是乙基。在又进一步的方面中，r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时是甲基。
[0248]
在进一步的方面中，r
11a
是氢和r
11b
是c1-c4烷基。在又进一步的方面中，r
11a
是氢和r
11b
选自甲基、乙基、正丙基和异丙基。在再进一步的方面中，r
11a
是氢和r
11b
选自甲基和乙基。在更进一步的方面中，r
11a
是氢和r
11b
是乙基。在又进一步的方面中，r
11a
是氢并且r
11b
是甲基。
[0249]
c.r
14a
和r
14b
基团
[0250]
在一个方面中，r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团。胺保护基团的示例包括但不限于苄氧羰基、对甲氧基苄基羰基、叔丁氧基羰基、9-芴基甲基氧基羰基、乙酰基、苯甲酰基、苄基、氨基甲酸酯、对甲氧基苄基、3,4-二甲氧基苄基、对甲氧基苯基、甲苯磺酰基和4-硝基苯磺酰基。因此，在进一步的方面中，r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、苄氧羰基、对甲氧基苄基羰基、叔丁氧基羰基、9-芴基甲基氧基羰基、乙酰基、苯甲酰基、苄基、氨基甲酸酯、对甲氧基苄基、3,4-二甲氧基苄基、对甲氧基苯基、甲苯磺酰基和4-硝基苯磺酰基。在又进一步的方面中，r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、甲基、乙基和叔丁氧基羰基。在再进一步的方面中，r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢和叔丁氧基羰基。
[0251]
在进一步的方面中，r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基。在又进一步的方面中，r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、甲基、乙基、正丙基和异丙基。在再进一步的方面中，r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、甲基和乙基。在更进一步的方面中，r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢和乙基。在又进一步的方面中，r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢和甲基。在再进一步的方面中，r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时是氢。
[0252]
在进一步的方面中，r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自c1-c4烷基。在又进一步的方面中，r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自甲基、乙基、正丙基和异丙基。在再进一步的方面中，r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自甲基和乙基。在更进一步的方面中，r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时是乙基。在又进一步的方面中，r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时是甲基。
[0253]
在进一步的方面中，r
14a
是氢和r
14b
是c1-c4烷基。在又进一步的方面中，r
14a
是氢和r
14b
选自甲基、乙基、正丙基和异丙基。在再进一步的方面中，r
14a
是氢和r
14b
选自甲基和乙基。在更进一步的方面中，r
14a
是氢和r
14b
是乙基。在又进一步的方面中，r
14a
是氢和r
14b
是甲基。
[0254]
d.r
16
基团
[0255]
在一个方面中，r
16
在存在时是羟基保护基团。羟基保护基团的示例包括但不限于乙酰基、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲基醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲基醚、甲氧基三苯甲基、对甲氧基苄基醚、甲基硫基甲基醚、新戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃、三苯甲基、甲硅烷基醚、甲基醚和三氟甲磺酸酯。因此，在各种方面中，r
16
在存在时是三氟甲磺酸酯。
[0256]
e.r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
基团
[0257]
在一个方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的每一个在存在时独立地选自氢、卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
，或者其中r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的5-至6-元环或杂环：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。
[0258]
在进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的每一个在存在时独立地选自氢、卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的每一个在存在时独立地选自氢、卤素、-cn、-no2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在再进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的每一个在存在时独立地选自氢、卤素、-cn、-no2、甲基、乙基、正丙基、异丙基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在更进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的每一个在存在时独立地选自氢、卤素、-cn、-no2、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基,-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的每一个在存在时独立地选自氢、卤素、-cn、-no2、甲基、甲氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在再进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的每一个在存在时是氢。
[0259]
在进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的5-至6-元环或杂环：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的5-至6-元环或杂环：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在再进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且被0或1个选自以下的基团取代的5-至6-元环或杂环：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在更进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且被选自以下的基团单取代的5-至6-元环或杂环：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又
ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在更进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成被选自以下的基团单取代的6-元环：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成6-元未被取代环。
[0263]
在进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的5-至6-元杂环：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的5-至6-元杂环：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在再进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且被0或1个选自以下的基团取代的5-至6-元杂环：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在更进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且被选自以下的基团单取代的5-至6-元杂环：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且未被取代的5-至6-元杂环。
[0264]
在进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的5-元杂环：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的5-元杂环：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在再进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且被0或1个选自以下的基团取代的5-元杂环：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在更进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且被选自以下的基团单取代的5-元杂环：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且未被取代的5-元杂环。
[0265]
在进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团
取代的6-元杂环：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的6-元杂环：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在再进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且被0或1个选自以下的基团取代的6-元杂环：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在更进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且被选自以下的单基团取代的6-元杂环：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且未被取代的6-元杂环。
[0266]
f.ar1基团
[0267]
在一个方面中，ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0268][0269]
芳基和杂芳基的示例包括但不限于苯基、萘基、呋喃基、吡啶基、吡嗪基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、噁唑基、噻吩基、苯并咪唑基、嘌呤基、吲哚基、喹啉基、异喹啉基、酞嗪基和喹唑啉基。芳基和杂芳基的其他示例在本文别处公开。在进一步的方面中，ar1选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0270][0271]
在一个方面中，ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在进一步的方面中，ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取
代：卤素、-cn、-no2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、-o-(c1-c4烷基)-co
2-(c1-c4烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、甲基、乙基、正丙基、异丙基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、-och2co2ch3、-och2ch2co2ch2ch3、-och2co2ch(ch3)2、-och2co2ch2ch2ch3、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在再进一步的方面中，ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、-och2co2ch3、-och2ch2co2ch2ch3、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在更进一步的方面中，ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、甲基、甲氧基、-och2co2ch3、-och2ch2co2ch2ch3、-och2co2ch(ch3)2、-och2co2ch2ch2ch3、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。
[0272]
在进一步的方面中，ar1选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在进一步的方面中，ar1选自芳基和杂芳基，并且被0、1或2个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，ar1选自芳基和杂芳基，并且被0或1个选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在再进一步的方面中，ar1选自芳基和杂芳基，并且被选自以下的基团单取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在更进一步的方面中，ar1选自芳基和杂芳基并且未被取代。
[0273]
在各种方面中，ar1选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在进一步的方面中，ar1选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、-o-(c1-c4烷基)-co
2-(c1-c4烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，ar1选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、甲基、乙基、正丙基、异丙基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、-och2co2ch3、-och2ch2co2ch2ch3、-och2co2ch(ch3)2、-och2co2ch2ch2ch3、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在再进一步的方面中，ar1选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、-och2co2ch3、-och2ch2co2ch2ch3、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在更进一步的方面中，ar1选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：
卤素、-cn、-no2、甲基、甲氧基、-och2co2ch3、-och2ch2co2ch2ch3、-och2co2ch(ch3)2、-och2co2ch2ch2ch3、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。
[0274]
在进一步的方面中，ar1是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的芳基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，ar1是被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的芳基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在再进一步的方面中，ar1是被0或1个选自以下的基团取代的芳基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在更进一步的方面中，ar1是被选自以下的单基团取代的芳基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，ar1是未被取代的芳基。
[0275]
在进一步的方面中，ar1是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的芳基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，ar1是被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的芳基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在再进一步的方面中，ar1是被0或1个选自以下的基团取代的芳基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在更进一步的方面中，ar1是被选自以下的基团单取代的芳基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。
[0276]
在进一步的方面中，ar1是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，ar1是被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在再进一步的方面中，ar1是被0或1个选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在更进一步的方面中，ar1是被选自以下的基团单取代的苯基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，ar1未被取代的苯基。
[0277]
在进一步的方面中，ar1是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c
(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，ar1是被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在再进一步的方面中，ar1是被0或1个选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在更进一步的方面中，ar1是被选自以下的基团单取代的苯基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。
[0278]
在进一步的方面中，ar1是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的萘基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，ar1是被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的萘基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在再进一步的方面中，ar1是被0或1个选自以下的基团取代的萘基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在更进一步的方面中，ar1是被选自以下的基团单取代的萘基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，ar1是未被取代的萘基。
[0279]
在进一步的方面中，ar1是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的杂芳基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，ar1是被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的杂芳基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在再进一步的方面中，ar1是被0或1个选自以下的基团取代的杂芳基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在更进一步的方面中，ar1是被选自以下的基团单取代的杂芳基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，ar1是未被取代的杂芳基。
[0280]
在进一步的方面中，ar1是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的吡啶基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，ar1是被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的吡啶基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在再进一步的方面中，ar1是被0或1个选自以下的基团取代的吡啶基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在更进一步的方面中，ar1是被选自以下的基团单取代的吡啶基：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，ar1是未取代的吡啶基。
[0281]
在进一步的方面中，ar1选自5-元芳基、6-元芳基、5-元杂芳基和6-元杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在进一步的方面中，ar1选自5-元芳基、6-元芳基、5-元杂芳基和6-元杂芳基，并且被0、1或2个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在又进一步的方面中，ar1选自5-元芳基、6-元芳基、5-元杂芳基和6-元杂芳基，并且被0或1个选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在再进一步的方面中，ar1选自5-元芳基、6-元芳基、5-元杂芳基和6-元杂芳基，并且被选自以下的基团单取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。在更进一步的方面中，ar1选自5-元芳基、6-元芳基、5-元杂芳基和6-元杂芳基，并且未被取代。
[0282]
在进一步的方面中，ar1是由下式表示的结构：
[0283][0284]
g.ar2基团
[0285]
在一个方面中，ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在进一步的方面中，ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1或2个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在再进一步的方面中，ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0或1个选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在更进一步的方面中，ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被选自以下的基团单取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，ar2在存在时选自芳基和杂芳基并且未被取代。
[0286]
在一个方面中，ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在进一步的方面中，ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1或2个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0或1个选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在再进一步的方面中，ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被选自以下的基团单取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。
[0287]
在进一步的方面中，ar2在存在时是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的芳基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，ar2在存在时是被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的芳基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在再进一步的方面中，ar2在存在时是被0或1个选自以下的基团取代的芳基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在更进一步的方面中，ar2在存在时是被选自以下的基团单取代的芳基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，ar2在存在时是未被取代的芳基。
[0288]
在进一步的方面中，ar2在存在时是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，ar2在存在时是被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在再进一步的方面中，ar2在存在时是被0或1个选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在更进一步的方面中，ar2在存在时是被选自以
c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在更进一步的方面中，ar2在存在时选自5-元芳基、6-元芳基、5-元杂芳基和6-元杂芳基，并且被0或1个选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在更进一步的方面中，ar2在存在时选自5-元芳基、6-元芳基、5-元杂芳基和6-元杂芳基，并且被选自以下的基团单取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，ar2在存在时选自5-元芳基、6-元芳基、5-元杂芳基和6-元杂芳基，并且未被取代。
[0292]
2.示例性结构
[0293]
在一个方面中，化合物可以以下形式存在：
[0294][0295]
在一个方面中，化合物可以以下形式存在：
[0296][0297]
在一个方面中，化合物可以以下形式存在：
[0298][0299]
在一个方面中，化合物可以以下形式存在：
[0300]
[0301]
在一个方面中，化合物可以以下形式存在：
[0302][0303]
在一个方面中，化合物可以以下形式存在：
[0304][0305]
在一个方面中，化合物可以以下形式存在：
[0306][0307]
在一个方面中，化合物可以以下形式存在：
[0308]
[0309][0310]
3.预测示例
[0311]
下面的化合物示例是预测性的，并且可以使用本文上述合成方法和本领域技术人员将已知的其他需要的一般化方法来制备。因此，在一个方面中，化合物可以是：
[0312]
、
[0313]
和。
[0314]
在一个方面中，化合物可以是：
[0315]
、
[0316]
、
[0317]
、
[0318]
、、
[0319]
、
[0320]
、、
[0321][0322]
在一个方面中，化合物可以是：
[0323][0324][0325]
在一个方面中，化合物可以是：
[0326][0327]
在一个方面中，化合物可以是：
[0328][0329]
在一个方面中，化合物可以是：
[0330][0331][0332]
c.芳烃化合物
[0333]
在一个方面中，公开了可用于公开方法的芳烃。预期每种所公开的衍生物可以任选地进一步被取代。还预期任何一种或多种衍生物可以任选地从本发明中省略。应当理解，所公开的化合物可以通过所公开的方法提供。
[0334]
1.结构
[0335]
在一个方面中，公开了具有由下式表示的结构的芳烃：
[0336]
ar
1-e，
[0337]
其中ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团；并且其中ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0338]
以及
[0339]
其中e是选自以下的供电子基团：-or
20
、-so3r
20
、-sr
20
、-nr
21ar21b
、-oc(＝o)r
20
、-oc(＝o)or
20
、-oc(＝o)sr
20
和-oc(＝o)nhr
20
；其中r
20
、r
21a
和r
21b
在存在时独立地选自氢、c1-c8烷基、c1-c8烯基和ar3；并且其中ar3在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。
[0340]
在一个方面中，公开了具有由下式表示的结构的芳烃：
[0341]
ar
1-e，
[0342]
其中ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团；并且其中ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0343]
以及
[0344]
其中e是氢或选自以下的供电子基团：-or
20
、-so3r
20
、-sr
20
、-nr
21ar21b
、-oc(＝o)r
20
、-oc(＝o)or
20
、-oc(＝o)sr
20
和-oc(＝o)nhr
20
；其中r
20
、r
21a
和r
21b
在存在时独立地选自氢、c1-c8烷基、c1-c8烯基和ar3；并且其中ar3在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3
个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。
[0345]
在一个方面中，公开了具有由下式表示的结构的芳烃：
[0346]
ar
1-e，
[0347]
其中ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团；其中r
16
在存在时是羟基保护基团；并且其中ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0348][0349]
其中e是氢或选自以下的供电子基团：-or
20
、-so3r
20
、-sr
20
、-nr
21ar21b
、-oc(＝o)r
20
、-oc(＝o)or
20
、-oc(＝o)sr
20
、-oc(＝o)nhr
20
；其中r
20
、r
21a
和r
21b
在存在时独立地选自氢、c1-c8烷基、c1-c8烯基和ar3；并且其中ar3在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。
[0350]
还公开了具有由下式表示的结构的芳烃：
[0351]
ar
1-h，
[0352]
其中ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团；其中r
16
在存在时是羟基保护基团；并且其中ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0353][0354]
在一个方面中，公开了具有由下式表示的结构的芳烃：
[0355]
ar
1-x'，
[0356]
其中x'是卤素并且其中x'不含放射性同位素；并且其中ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团；并且其中ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0357][0358]
在进一步的方面中，所述芳烃具有由下式表示的结构：
[0359][0360]
其中r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的每一个独立地选自氢、卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
，或者其中r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的5-至6-元环或杂环：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。
[0361]
在进一步的方面中，所述芳烃具有由选自以下的式表示的结构：
[0362][0363]
在进一步的方面中，所述芳烃具有由下式表示的结构：
[0364][0365]
在进一步的方面中，所述芳烃具有由选自以下的式表示的结构：
[0366][0367]
其中r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的每一个在存在时独立地选自氢、卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
，或者其中r
30a
、r
30b
、r
30c
、r
30d
和r
30e
中的相邻的任意两个任选地共价键合并且与中间原子一起构成具有0、1或2个杂原子并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的5-至6-元环或杂环：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
。
[0368]
在进一步的方面中，所述芳烃具有由选自以下的式表示的结构：
[0369][0370]
在进一步的方面中，所述芳烃具有由选自以下的式表示的结构：
[0371][0372]
在进一步的方面中，所述芳烃具有由下式表示的结构：
[0373][0374]
在进一步的方面中，所述芳烃具有由下式表示的结构：
[0375][0376]
在进一步的方面中，所述芳烃具有由下式表示的结构：
nhch2ch2ch3、-nhch(ch3)2、-n(ch3)2、-n(ch3)(ch2ch3)、-n(ch3)(ch2ch2ch3)、-n(ch3)(ch(ch3)2)、-n(ch2ch3)2、-n(ch2ch3)(ch2ch2ch3)、-n(ch2ch3)(ch(ch3)2)、-n(ch2ch2ch3)2、-n(ch2ch2ch3)(ch(ch3)2)、-n(ch(ch3)2)2、-oc(＝o)r6和-nhc(＝o)r7。在更进一步的方面中，供电子基团选自-oh、-sh、-nh2、甲基、乙基、-och3、-och2ch3、-sch3、-sch2ch3、-nhch3、-nhch2ch3、-n(ch3)2、-n(ch3)(ch2ch3)、-n(ch2ch3)2、-oc(＝o)r6和-nhc(＝o)r7。在又进一步的方面中，供电子基团选自-oh、-sh、-nh2、甲基、-och3、-sch3、-nhch3、-n(ch3)2、-oc(＝o)r6和-nhc(＝o)r7。
[0387]
在进一步的方面中，供电子基团是c1-c8甲硅烷氧基。在又进一步的方面中，供电子基团选自三甲基甲硅烷氧基、三异丙基甲硅烷氧基和叔丁基二甲基甲硅烷氧基。在再进一步的方面中，供电子基团选自三甲基甲硅烷氧基和三异丙基甲硅烷氧基。在更进一步的方面中，供电子基团是叔丁基二甲基甲硅烷氧基。在又进一步的方面中，供电子基团是三异丙基甲硅烷氧基。在又进一步的方面中，供电子基团是三甲基甲硅烷氧基。
[0388]
在进一步的方面中，供电子基团选自-oh、-sh、-nh2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、c1-c8硫烷氧基、c1-c8烷基氨基和(c1-c8)(c1-c8)二烷基氨基。在又进一步的方面中，供电子基团选自-oh、-sh、-nh2、c1-c8烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在再进一步的方面中，供电子基团选自-oh、-sh、-nh2、甲基、乙基、正丙基、异丙基、-och3、-och2ch3、-och2ch2ch3、-och(ch3)2、-sch3、-sch2ch3、-sch2ch2ch3、-sch(ch3)2、-nhch3、-nhch2ch3、-nhch2ch2ch3、-nhch(ch3)2、-n(ch3)2、-n(ch3)(ch2ch3)、-n(ch3)(ch2ch2ch3)、-n(ch3)(ch(ch3)2)、-n(ch2ch3)2、-n(ch2ch3)(ch2ch2ch3)、-n(ch2ch3)(ch(ch3)2)、-n(ch2ch2ch3)2、-n(ch2ch2ch3)(ch(ch3)2)和-n(ch(ch3)2)2。在更进一步的方面中，供电子基团选自-oh、-sh、-nh2、甲基、乙基、-och3、-och2ch3、-sch3、-sch2ch3、-nhch3、-nhch2ch3、-n(ch3)2、-n(ch3)(ch2ch3)和-n(ch2ch3)2。在又进一步的方面中，供电子基团选自-oh、-sh、-nh2、甲基、-och3、-sch3、-nhch3和-n(ch3)2。
[0389]
在进一步的方面中，供电子基团选自-oh、-sh、-nh2、-oc(＝o)r6、-nhc(＝o)r7、-oar2和ar2。在又进一步的方面中，供电子基团选自-oc(＝o)r6、-nhc(＝o)r7、-oar2和ar2。在再进一步的方面中，供电子基团是-oar2。
[0390]
在进一步的方面中，供电子基团选自-oh、-sh、-nh2、-oc(＝o)r6、-nhc(＝o)r7和ar2。在又进一步的方面中，供电子基团选自-oc(＝o)r6、-nhc(＝o)r7和ar2。在再进一步的方面中，供电子基团选自-oc(＝o)r6和-nhc(＝o)r7。在更进一步的方面中，供电子基团是-oc(＝o)r6。在又进一步的方面中，供电子基团是-nhc(＝o)r7。在又进一步的方面中，供电子基团是ar2。
[0391]
在进一步的方面中，供电子基团选自c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、c1-c8硫烷氧基、c1-c8烷基氨基和(c1-c8)(c1-c8)二烷基氨基。在又进一步的方面中，供电子基团选自c1-c8烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在再进一步的方面中，供电子基团选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、-och3、-och2ch3、-och2ch2ch3、-och(ch3)2、-sch3、-sch2ch3、-sch2ch2ch3、-sch(ch3)2、-nhch3、-nhch2ch3、-nhch2ch2ch3、-nhch(ch3)2、-n(ch3)2、-n(ch3)(ch2ch3)、-n(ch3)(ch2ch2ch3)、-n(ch3)(ch(ch3)2)、-n(ch2ch3)2、-n(ch2ch3)(ch2ch2ch3)、-n(ch2ch3)(ch(ch3)2)、-n(ch2ch2ch3)2、-n(ch2ch2ch3)(ch(ch3)2)和-n(ch(ch3)2)2。在更进一步的方面中，供电子基团选自甲基、乙
基、-och3、-och2ch3、-sch3、-sch2ch3、-nhch3、-nhch2ch3、-n(ch3)2、-n(ch3)(ch2ch3)和-n(ch2ch3)2。在又进一步的方面中，供电子基团选自甲基、-och3、-sch3、-nhch3和-n(ch3)2。
[0392]
在进一步的方面中，供电子基团选自-oh、-sh和-nh2。在又进一步的方面中，供电子基团选自-oh和-sh。在再进一步的方面中，供电子基团选自-oh和-nh2。在更进一步的方面中，供电子基团选自-sh和-nh2。在又进一步的方面中，供电子基团是-oh。在再进一步的方面中，供电子基团是-sh。在更进一步的方面中，供电子基团是nh2。
[0393]
在进一步的方面中，供电子基团是-or
20
。
[0394]
在进一步的方面中，供电子基团是-och3。
[0395]
在进一步的方面中，e是氢。
[0396]
b.r
20
、r
21a
和r
21b
基团
[0397]
在一个方面中，r
20
、r
21a
和r
21b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c8烷基、c1-c8烯基和ar3。在进一步的方面中，r
20
、r
21a
和r
21b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基、c1-c4烯基和ar3。在又进一步的方面中，r
20
、r
21a
和r
21b
中的每一个在存在时是氢。
[0398]
在进一步的方面中，r
20
、r
21a
和r
21b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c8烷基和c1-c8烯基。在又进一步的方面中，r
20
、r
21a
和r
21b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和c1-c4烯基。在再进一步的方面中，r
20
、r
21a
和r
21b
中的每一个在存在时独立地选自氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、乙烯基、正丙烯基和异丙烯基。在更进一步的方面中，r
20
、r
21a
和r
21b
中的每一个在存在时独立地选自氢、甲基、乙基和乙烯基。在又进一步的方面中，r
20
、r
21a
和r
21b
中的每一个在存在时独立地选自氢和甲基。
[0399]
在进一步的方面中，r
20
、r
21a
和r
21b
中的每一个在存在时独立地选自c1-c8烷基和c1-c8烯基。在又进一步的方面中，r
20
、r
21a
和r
21b
中的每一个在存在时独立地选自c1-c4烷基和c1-c4烯基。在再进一步的方面中，r
20
、r
21a
和r
21b
中的每一个在存在时独立地选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、乙烯基、正丙烯基和异丙烯基。在更进一步的方面中，r
20
、r
21a
和r
21b
中的每一个在存在时独立地选自甲基、乙基和乙烯基。在又进一步的方面中，r
20
、r
21a
和r
21b
中的每一个在存在时是甲基。
[0400]
在进一步的方面中，r
20
、r
21a
和r
21b
中的每一个在存在时独立地选自氢和ar3。在又进一步的方面中，r
20
、r
21a
和r
21b
中的每一个在存在时是r3。
[0401]
c.ar3基团
[0402]
在一个方面中，ar3在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在进一步的方面中，ar3在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1或2个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在再进一步的方面中，ar3在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0或1个选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在更进一步的方面中，ar3在存在时选自芳基和杂芳基，并且被选自以下的基
团单取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，ar3在存在时选自芳基和杂芳基并且未被取代。
[0403]
在进一步的方面中，ar3在存在时是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的芳基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，ar3在存在时是被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的芳基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在再进一步的方面中，ar3在存在时是被0或1个选自以下的基团取代的芳基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在更进一步的方面中，ar3在存在时是被选自以下的基团单取代的芳基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，ar3在存在时是未被取代的芳基。
[0404]
在进一步的方面中，ar3在存在时是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，ar3在存在时是被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在再进一步的方面中，ar3在存在时是被0或1个选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在更进一步的方面中，ar3在存在时是被选自以下的单基团取代的苯基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，ar3在存在时是未被取代的苯基。
[0405]
在进一步的方面中，ar3在存在时是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的萘基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，ar3在存在时是被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的萘基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在再进一步的方面中，ar3在存在时是被
0或1个选自以下的基团取代的萘基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在更进一步的方面中，ar3在存在时是被选自以下的基团单取代的萘基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，ar3在存在时是未被取代的萘基。
[0406]
在进一步的方面中，ar3在存在时是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的吡啶基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，ar3在存在时是被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的吡啶基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在再进一步的方面中，ar3在存在时是被0或1个选自以下的基团取代的吡啶基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在更进一步的方面中，ar3在存在时是被选自以下的基团单取代的吡啶基：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，ar3在存在时是未被取代的吡啶基。
[0407]
在进一步的方面中，ar3在存在时选自5-元芳基、6-元芳基、5-元杂芳基和6-元杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在进一步的方面中，ar3在存在时选自5-元芳基、6-元芳基、5-元杂芳基和6-元杂芳基，并且被0、1或2个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在再进一步的方面中，ar3在存在时选自5-元芳基、6-元芳基、5-元杂芳基和6-元杂芳基，并且被0或1个选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在更进一步的方面中，ar3在存在时选自5-元芳基、6-元芳基、5-元杂芳基和6-元杂芳基，并且被选自以下的基团单取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，ar3在存在时选自5-元芳基、6-元芳基、5-元杂芳基和6-元杂芳基，并且未被取代。
[0408]
2.示例性芳烃结构
[0409]
在一个方面中，芳烃可以以下形式存在：
[0410][0411]
在一个方面中，芳烃可以以下形式存在：
[0412][0413]
在一个方面中，芳烃可以以下形式存在：
[0414]
[0415][0416]
在一个方面中，芳烃可以以下形式存在：
[0417][0418]
在一个方面中，化合物可以以下形式存在：
[0419][0420]
在一个方面中，化合物可以以下形式存在：
[0421][0422]
在一个方面中，化合物可以以下形式存在：
[0423][0424]
在一个方面中，芳烃可以以下形式存在：
[0425][0426]
d.吖啶鎓光催化剂
[0427]
在一个方面中，公开了可用于公开方法的吖啶鎓光催化剂。预期每种所公开的衍生物可以任选地进一步被取代。还预期任何一种或多种衍生物可以任选地从本发明中省略。应当理解，所公开的化合物可以通过所公开的方法提供。
[0428]
1.结构
[0429]
在一个方面中，公开了具有由下式表示的结构的吖啶鎓光催化剂：
[0430][0431]
其中q选自o和nr9；其中r9选自c1-c4烷基、芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；其中x选自bf4、tfo、pf6和clo4；其中r7选自c1-c4烷基和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素和c1-c4烷基；并且其中r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢、卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、c1-c4二烷基氨基和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。
[0432]
在一个方面中，公开了具有由下式表示的结构的吖啶鎓光催化剂：
[0433][0434]
其中x选自bf4、tfo、pf6和clo4；其中r7选自c1-c4烷基和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素和c1-c4烷基；其中r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢、卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、c1-c4二
烷基氨基和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；并且其中r9选自c1-c4烷基、芳基和杂芳基并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。
[0435]
在一个方面中，公开了具有以下结构的吖啶鎓光催化剂：
[0436][0437]
在进一步的方面中，吖啶鎓光催化剂具有选自以下的结构：
[0438][0439][0440]
在进一步的方面中，吖啶鎓光催化剂具有以下结构：
[0441][0442]
在进一步的方面中，吖啶鎓光催化剂具有以下结构：
[0443][0444]
在各种方面中，吖啶鎓光催化剂以约0.1mol％至约10mol％、约0.1mol％至约8mol％、约0.1mol％至约6mol％、约0.1mol％至约5mol％、约0.1mol％至约4mol％、约0.1mol％至约2mol％、约2mol％至约10mol％、约4mol％至约10mol％、约5mol％至约10mol％、约6mol％至约10mol％、约8mol％至约10mol％、约2mol％至约8mol％或约4mol％至约6mol％的量存在。
[0445]
在各种方面中，吖啶鎓光催化剂以约0.1mol％、约2mol％、约4mol％、约5mol％、约6mol％、约8mol％或约10mol％的量存在。在进一步的方面中，在各种方面中，吖啶鎓光催化剂以约5mol％的量存在。
[0446]
a.q基团
[0447]
在一个方面中，q选自o和nr9。在进一步的方面中，q是o。在又进一步的方面中，q是nr9。
[0448]
b.x基团
[0449]
在一个方面中，x选自bf4、tfo、pf6和clo4。在进一步的方面中，x选自bf4、tfo和pf6。在又进一步的方面中，x选自bf4和pf6。在再进一步的方面中，x是clo4。在更进一步的方面中，x是tfo。在又进一步的方面中，x是bf4。在再进一步的方面中，x是pf6。
[0450]
c.r7基团
[0451]
在一个方面中，r7选自c1-c4烷基和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素和c1-c4烷基。
[0452]
在进一步的方面中，r7是c1-c4烷基。在又进一步的方面中，r7选自甲基、乙基、正丙基和异丙基。在再进一步的方面中，r7选自甲基和乙基。在更进一步的方面中，r7是乙基。在又进一步的方面中，r7是甲基。
[0453]
在进一步的方面中，r7是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素和c1-c4烷基。在又进一步的方面中，r7是被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素和c1-c4烷基。在再进一步的方面中，r7是被0或1个选自以下的基团取代的苯基：卤素和c1-c4烷基。在更进一步的方面中，r7是被选自以下的基团单取代的苯基：卤素和c1-c4烷基。在又进一步的方面中，r7未被取代的苯基。
[0454]
在进一步的方面中，r7是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：氟、氯、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基和叔丁基。在又进一步的方面中，r7是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：氟、氯、甲基、乙基、正丙基和异丙基。在再进一步的方面中，r7是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：氟、氯、甲基和乙基。在更进一步的方面中，r7是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：氟、氯和甲基。
[0455]
在进一步的方面中，r7是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基和叔丁基。在又进一步的方面中，r7是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：甲基、乙基、正丙基和异丙基。在再进一步的方面中，r7是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：甲基和乙基。在更进一步的方面中，r7是被0、1、2或3个甲基取代的苯基。
[0456]
d.r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'基团
[0457]
在一个方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢、卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、c1-c4二烷基氨基和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。
[0458]
在进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢、卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢、卤素、-cf3、-nh2、甲基、乙基、正丙基、异丙基、-och3、-och2ch3、-och2ch2ch3、-och(ch3)2、-nhch3、-nhch2ch3、-nhch2ch2ch3、-nhch(ch3)2、-n(ch3)2、-n(ch3)(ch2ch3)、-n(ch3)(ch2ch2ch3)、-n(ch3)(ch(ch3)2)、-n(ch2ch3)2、-n(ch2ch3)(ch2ch2ch3)、-n(ch2ch3)(ch(ch3)2)、-n(ch2ch2ch3)2、-n(ch2ch2ch3)(ch(ch3)2)和-n(ch(ch3)2)2。在再进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢、卤素、-cf3、-nh2、甲基、乙基、-och3、-och2ch3、-och(ch3)2、-nhch3、-n(ch3)2、-n(ch3)(ch2ch3)和-n(ch2ch3)2。在更进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢、卤素、-cf3、-nh2、甲基、-och3、-och(ch3)2、-nhch3和-n(ch3)2。
[0459]
在进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基和c1-c4二烷基氨基。在又进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、-och3、-och2ch3、-och2ch2ch3、-och(ch3)2、-nhch3、-nhch2ch3、-nhch2ch2ch3、-nhch(ch3)2、-n(ch3)2、-n(ch3)(ch2ch3)、-n(ch3)(ch2ch2ch3)、-n(ch3)(ch(ch3)2)、-n(ch2ch3)2、-n(ch2ch3)(ch2ch2ch3)、-n(ch2ch3)(ch(ch3)2)、-n(ch2ch2ch3)2、-n(ch2ch2ch3)(ch(ch3)2)和-n(ch(ch3)2)2。在再进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢、甲基、乙基、-och3、-och2ch3、-och(ch3)2、-nhch3、-n(ch3)2、-n(ch3)(ch2ch3)和-n(ch2ch3)2。在更进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢、甲基、-och3、-och(ch3)2、-nhch3和-n(ch3)2。
[0460]
在进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢和c1-c4烷基。在又进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢、甲基、乙基、正丙基和异丙基。在再进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢、甲基和乙基。在更进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢和甲基。
[0461]
在进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢和卤素。在又进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢、氟和氯。在再进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立
地选自氢和氟。在更进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢和氯。
[0462]
在进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢和被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在再进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢和被0或1个选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在更进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢和被选自以下的基团单取代的苯基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢和未被取代的苯基。
[0463]
在进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cf3、-nh2、甲基、乙基、正丙基、异丙基、-och3、-och2ch3、-och2ch2ch3、-och(ch3)2、-nhch3、-nhch2ch3、-nhch2ch2ch3、-nhch(ch3)2、-n(ch3)2、-n(ch3)(ch2ch3)、-n(ch3)(ch2ch2ch3)、-n(ch3)(ch(ch3)2)、-n(ch2ch3)2、-n(ch2ch3)(ch2ch2ch3)、-n(ch2ch3)(ch(ch3)2)、-n(ch2ch2ch3)2、-n(ch2ch2ch3)(ch(ch3)2)和-n(ch(ch3)2)2。在又进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：氟、氯、-cf3、-nh2、甲基、乙基、-och3、-och2ch3、-nhch3、-nhch2ch3、-n(ch3)2、-n(ch3)(ch2ch3)和-n(ch2ch3)2。在再进一步的方面中，r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：氟、氯、-cf3、-nh2、甲基、-och3、-nhch3和-n(ch3)2。
[0464]
e.r9基团
[0465]
在一个方面中，r9选自c1-c4烷基、芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在进一步的方面中，r9选自c1-c4烷基、芳基和杂芳基，并且被0、1或2个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，r9选自c1-c4烷基、芳基和杂芳基，并且被0或1个选自以下的基团取代：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在再进一步的方面中，r9选自c1-c4烷基、芳基和杂芳基，并且被选自以下的基团单取代：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在更进一步的方面中，r9选自c1-c4烷基、芳基和杂芳基，并且未被取代。
[0466]
在进一步的方面中，r9选自c1-c4烷基和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。
[0467]
在进一步的方面中，r9是c1-c4烷基。在又进一步的方面中，r9选自甲基、乙基、正丙基和异丙基。在再进一步的方面中，r9选自甲基和乙基。在更进一步的方面中，r9是乙基。在又进一步的方面中，r9是甲基。
[0468]
在进一步的方面中，r9选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，r9选自芳基和杂芳基，并且被0、1或2个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在再进一步的方面中，r9选自芳基和杂芳基，并且被0或1个选自以下的基团取代：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在更进一步的方面中，r9选自芳基和杂芳基，并且被选自以下的基团单取代：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，r9选自芳基和杂芳基，并且未被取代。
[0469]
在进一步的方面中，r9是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的芳基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，r9是被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的芳基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在再进一步的方面中，r9是被0或1个选自以下的基团取代的芳基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在更进一步的方面中，r9是被选自以下的基团单取代的芳基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，r9是未被取代的芳基。
[0470]
在进一步的方面中，r9是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，r9是被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在再进一步的方面中，r9是被0或1个选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在更进一步的方面中，r9是被选自以下的基团单取代的苯基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，r9是未被取代的苯基。
[0471]
在进一步的方面中，r9是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：氟、氯、-cf3、-nh2、甲基、乙基、正丙基、异丙基、-och3、-och2ch3、-och2ch2ch3、-och(ch3)2、-nhch3、-nhch2ch3、-nhch2ch2ch3、-nhch(ch3)2、-n(ch3)2、-n(ch3)(ch2ch3)、-n(ch3)(ch2ch2ch3)、-n(ch3)(ch(ch3)2)、-n(ch2ch3)2、-n(ch2ch3)(ch2ch2ch3)、-n(ch2ch3)(ch(ch3)2)、-n(ch2ch2ch3)2、-n(ch2ch2ch3)(ch(ch3)2)和-n(ch(ch3)2)2。在又进一步的方面中，r9是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：氟、氯、-cf3、-nh2、甲基、乙基、-och3、-och2ch3、-och(ch3)2、-nhch3、-nhch2ch3、-n(ch3)2、-n(ch3)(ch2ch3)和-n(ch2ch3)2。在再进一步的方面中，r9是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：氟、氯、甲基、-cf3、-nh2、-och3、-nhch3和-n(ch3)2。
[0472]
在进一步的方面中，r9是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的杂芳基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又
进一步的方面中，r9是被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的杂芳基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在再进一步的方面中，r9是被0或1个选自以下的基团取代的杂芳基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在更进一步的方面中，r9是被选自以下的基团单取代的杂芳基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，r9是未被取代的杂芳基。
[0473]
在进一步的方面中，r9是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的5-元杂芳基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，r9是被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的5-元杂芳基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在再进一步的方面中，r9是被0或1个选自以下的基团取代的5-元杂芳基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在更进一步的方面中，r9是被选自以下的基团单取代的5-元杂芳基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，r9是未被取代的5-元杂芳基。
[0474]
在进一步的方面中，r9是被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的6-元杂芳基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，r9是被0、1或2个独立地选自以下的基团取代的6-元杂芳基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在再进一步的方面中，r9是被0或1个选自以下的基团取代的6-元杂芳基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在更进一步的方面中，r9是被选自以下的基团单取代的6-元杂芳基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。在又进一步的方面中，r9是未被取代的6-元杂芳基。
[0475]
2.示例性光催化剂结构
[0476]
在一个方面中，吖啶鎓光催化剂可以以下形式存在：
[0477][0478]
在一个方面中，吖啶鎓光催化剂可以以下形式存在：
[0479][0480]
在一个方面中，吖啶鎓光催化剂可以以下形式存在：
[0481][0482]
在一个方面中，吖啶鎓光催化剂可以以下形式存在：
[0483]
选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar15b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
30
和r
32
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
31a
和r
31b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团；并且其中ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0491][0492]
所述方法包括使具有由下式表示的结构的芳烃：
[0493]
ar
1-e，
[0494]
其中e是选自以下的供电子基团：-or
20
、-so3r
20
、-sr
20
、-nr
21ar21b
、-oc(＝o)r
20
、-oc(＝o)or
20
、-oc(＝o)sr
20
和-oc(＝o)nhr
20
；其中r
20
、r
21a
和r
21b
在存在时独立地选自氢、c1-c8烷基、c1-c8烯基和ar3；并且其中ar3在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基，
[0495]
在催化有效量的吖啶鎓光催化剂存在下和在厌氧条件下与选自卤化物、氰化物和胺的亲核试剂反应的步骤，从而形成所述化合物。在进一步的方面中，该化合物通过用z基团置换e基团制备。因此，在各种方面中，芳烃中指定为“e”的基团不再存在于所得化合物中。
[0496]
在一个方面中，公开了制备具有由下式表示的结构的化合物的方法：
[0497]
ar
1-z，
[0498]
其中z选自卤素、-cn、-nh2、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基，并且其中z含有放射性同位素；其中ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团；并且其中ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0499][0500]
所述方法包括使具有由下式表示的结构的芳烃：
[0501]
ar
1-e，
[0502]
其中e是氢或选自以下的供电子基团：-or
20
、-so3r
20
、-sr
20
、-nr
21ar21b
、-oc(＝o)r
20
、-oc(＝o)or
20
、-oc(＝o)sr
20
和-oc(＝o)nhr
20
；其中r
20
、r
21a
和r
21b
在存在时独立地选自氢、c1-c8烷基、c1-c8烯基和ar3；并且其中ar3在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基，在催化有效量的吖啶鎓光催化剂存在下与选自卤化物、氰化物和胺的亲核试剂反应的步骤，从而形成所述化合物。在进一步的方面中，该化合物通过用z基团置换e基团制备。因此，在各种方面中，芳烃中指定为“e”的基团不再存在于所得化合物中。
[0503]
在一个方面中，公开了制备具有由下式表示的结构的化合物的方法：
[0504]
ar
1-z，
[0505]
其中z选自卤素、-cn、-nh2、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基，并且其中z含有放射性同位素；其中ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团；其中r
16
在存在时是羟基保护基团；并且其中ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0506][0507]
所述方法包括使具有由下式表示的结构的芳烃：
[0508]
ar
1-e，
[0509]
其中e是氢或选自以下的供电子基团：-or
20
、-so3r
20
、-sr
20
、-nr
21ar21b
、-oc(＝o)r
20
、-oc(＝o)or
20
、-oc(＝o)sr
20
、-oc(＝o)nhr
20
；其中r
20
、r
21a
和r
21b
在存在时独立地选自氢、c1-c8烷基、c1-c8烯基和ar3；并且其中ar3在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3
个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、-cho、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基，
[0510]
在催化有效量的吖啶鎓光催化剂存在下与选自卤化物、氰化物和胺的亲核试剂反应的步骤，从而形成所述化合物。
[0511]
在一个方面中，公开了制备具有由下式表示的结构的化合物的方法：
[0512]
ar
1-z，
[0513]
其中z是卤素，并且其中z含有放射性同位素；其中ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团；其中r
16
在存在时是羟基保护基团；并且其中ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0514][0515]
所述方法包括使具有由下式表示的结构的芳烃：
[0516]
ar
1-h，
[0517]
在具有约425nm波长的led，tbpa和催化有效量的具有以下结构的吖啶鎓光催化剂的存在下与卤化物反应的步骤：
[0518][0519]
从而形成所述化合物。
[0520]
在一个方面中，公开了制备具有由下式表示的结构的化合物的方法：
[0521]
ar
1-x，
[0522]
其中x是卤素并且其中x含有放射性同位素；其中ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团；并且其中ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0523][0524]
所述方法包括使具有由下式表示的结构的芳烃：
[0525]
ar
1-x'，
[0526]
其中x'是卤素并且其中x'不含放射性同位素，
[0527]
在催化有效量的吖啶鎓光催化剂存在下与选自卤化物、氰化物和胺的亲核试剂反应的步骤，从而形成所述化合物。在进一步的方面中，该化合物通过用x基团置换x'基团制备。因此，在各种方面中，芳烃中指定为“x'”的基团不再存在于所得化合物中。
[0528]
在一个方面中，公开了制备具有由下式表示的结构的化合物的方法：
[0529]
z-ar
1-e，
[0530]
其中z选自卤素、-cn、-nh2、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基，并且其中z含有放射性同位素；其中ar1选自芳基和杂芳基，并且被0-6个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团；并且其中ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0531][0532]
所述方法包括使具有由下式表示的结构的芳烃：
[0533]
ar
1-e，
[0534]
其中e是氢或选自以下的供电子基团：-or
20
、-so3r
20
、-sr
20
、-nr
21ar21b
、-oc(＝o)r
20
、-oc(＝o)or
20
、-oc(＝o)sr
20
和-oc(＝o)nhr
20
；其中r
20
、r
21a
和r
21b
在存在时独立地选自氢、c1-c8烷基、c1-c8烯基和ar3；并且其中ar3在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、
c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基，在催化有效量的吖啶鎓光催化剂存在下与选自卤化物、氰化物和胺的亲核试剂反应的步骤，从而形成所述化合物。在进一步的方面中，反应在厌氧条件下进行。在又进一步的方面中，反应在有氧条件下进行。
[0535]
在进一步的方面中，e在z的对位。在又进一步的方面中，e在z的邻位。在再进一步的方面中，e不在z的间位。
[0536]
在进一步的方面中，催化有效量为约0.01mol％至约15mol％。在又进一步的方面中，催化有效量为约0.01mol％至约12mol％。在再进一步的方面中，催化有效量为约0.01mol％至约10mol％。在更进一步的方面中，催化有效量为约0.01mol％至约7mol％。在又进一步的方面中，催化有效量为约0.01mol％至约5mol％。在再进一步的方面中，催化有效量为约0.01mol％至约2mol％。在更进一步的方面中，催化有效量为约0.01mol％至约1mol％。在又进一步的方面中，催化有效量为约0.01mol％至约0.1mol％。
[0537]
在进一步的方面中，催化有效量为约0.1mol％至约10mol％。在又进一步的方面中，催化有效量为约0.1mol％至约7mol％。在又进一步的方面中，催化有效量为约0.1mol％至约5mol％。在再进一步的方面中，催化有效量为约0.1mol％至约2mol％。在更进一步的方面中，催化有效量为约0.1mol％至约1mol％。在又进一步的方面中，催化有效量为5mol％。
[0538]
在进一步的方面中，催化有效量为约0.1mol％至约15mol％。在又进一步的方面中，催化有效量为约1mol％至约15mol％。在再进一步的方面中，催化有效量为约2mol％至约15mol％。在更进一步的方面中，催化有效量为约5mol％至约15mol％。在又进一步的方面中，催化有效量为约7mol％至约15mol％。在再进一步的方面中，催化有效量为约10mol％至约15mol％。在更进一步的方面中，催化有效量为约12mol％至约15mol％。
[0539]
在进一步的方面中，吖啶鎓光催化剂具有由下式表示的结构：
[0540][0541]
其中q选自o和nr9；其中r9选自c1-c4烷基和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；其中x选自bf4、tfo、pf6和clo4；其中r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢、卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、c1-c4二烷基氨基和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；并且其中r
10
选自c1-c4烷基和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素和c1-c4烷基。
[0542]
在进一步的方面中，吖啶鎓光催化剂具有由下式表示的结构：
[0543][0544]
其中x选自bf4、tfo、pf6和clo4；其中r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢、卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、c1-c4二烷基氨基和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；其中r9选自c1-c4烷基和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；并且其中r
10
选自c1-c4烷基和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素和c1-c4烷基。
[0545]
在进一步的方面中，吖啶鎓光催化剂具有选自以下的结构：
[0546][0547]
在进一步的方面中，吖啶鎓光催化剂具有以下结构：
[0548][0549]
如本文所使用的，术语“亲核试剂”是指能够通过提供电子与其反应伴侣形成化学键的分子、原子或离子。示例性亲核试剂是本领域技术人员熟知的并且包括但不限于水、
氨、卤化物、氰化物、醇、硫醇、胺、肼、氨基甲酸酯、羧酸和烯烃。在进一步的方面中，亲核试剂选自卤化物、氰化物和胺。
[0550]
在进一步的方面中，亲核试剂是同位素标记的。在又进一步的方面中，亲核试剂不是同位素标记的。
[0551]
在进一步的方面中，亲核试剂是卤化物。示例性卤化物是本领域技术人员熟知的，并且包括但不限于氟化铵、氟化铯、氯化锂、三乙胺盐酸盐和三乙胺氢氟酸盐。在进一步的方面中，亲核试剂是卤化物。在又进一步的方面中，亲核试剂是氟化物。示例性的氟化物包括但不限于氟化铵、氟化铯、三乙胺氢氟酸盐和四丁基氟化铵。
[0552]
在进一步的方面中，亲核试剂是胺。示例性胺包括但不限于碳酸氢铵。
[0553]
在进一步的方面中，亲核试剂是氰化物。示例性的氰化物包括但不限于四丁基氰化铵、氰化钠、氰化钾和丙酮氰醇。
[0554]
在进一步的方面中，反应在厌氧条件下进行。因此，在各种方面中，反应在不存在氧化剂或氧化试剂的情况下进行。如本文所使用的，术语“氧化剂”和“氧化试剂”是指能够从另一物种接受或取得电子的任何物种。示例性氧化剂是本领域技术人员熟知的并且包括但不限于分子氧、2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基氧自由基(tempo)、臭氧和过氧化氢。在进一步的方面中，氧化剂是分子氧。在又进一步的方面中，氧化剂是tempo。
[0555]
在进一步的方面中，反应在惰性气氛下进行。因此，在各种方面中，反应在惰性气体(例如，氩气、氮气)的存在下进行。在各种进一步的方面中，反应在不存在氧或二氧化碳的情况下进行。
[0556]
在进一步的方面中，反应在可见光源的存在下进行。可见光源的示例包括但不限于激光、发光二极管(led)、非led灯、上变频粒子产生的光、磷光体材料和x射线产生的光。在进一步的方面中，光源为生物发光光源、化学发光光源或电致发光光源。
[0557]
在又进一步的方面中，可见光源的波长为约365nm至约480nm。在再进一步的方面中，可见光源的波长为约365nm至约450nm。在更进一步的方面中，可见光源的波长为约365nm至约420nm。在又进一步的方面中，可见光源的波长为约365nm至约400nm。在再进一步的方面中，可见光源的波长为约365nm至约380nm。在更进一步的方面中，可见光源的波长为约380nm至约480nm。在又进一步的方面中，可见光源的波长为约400nm至约480nm。在再进一步的方面中，可见光源的波长为约420nm至约480nm。在更进一步的方面中，可见光源的波长为约450nm至约480nm。在又进一步的方面中，可见光源的波长为约365nm、约380nm、约400nm、约420nm、约450nm或约480nm。
[0558]
在进一步的方面中，反应在可见光源的存在下进行。在又进一步的方面中，可见光源是发光二极管(led)。在再进一步的方面中，可见光源的波长为约365nm至约480nm。
[0559]
在进一步的方面中，可见光源的波长为约415nm、约420nm、约425nm、约430nm、约435nm、约440nm、约445nm或约450nm。在各种进一步的方面中，可见光源的波长为约425nm。
[0560]
在进一步的方面中，反应在氧化剂的存在下进行。氧化剂的示例包括但不限于过氧苯甲酸叔丁酯(tbpb)、过氧乙酸盐叔丁酯(tbpa)、过氧化苯甲酰(bpo)、叔丁基过氧化氢(tbhp)和氯铬酸吡啶鎓盐(pcc)。在各种进一步的方面中，氧化剂是tbpa。
[0561]
在进一步的方面中，反应在溶剂存在下进行。溶剂的示例包括但不限于叔丁醇、乙腈、二甲基亚砜、甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃、n,n-二甲基甲酸酯、1,4-二噁烷和甲醇。在各种
进一步的方面中，溶剂是叔丁醇。
[0562]
除了文献中已知的、在实验部分中举例说明的或本领域技术人员清楚的其他标准操作之外，本发明的化合物可以通过使用以下方案中所示的反应来制备。为清楚起见，显示了具有单个取代基的示例，其中在本文公开的定义下允许有多个取代基。
[0563]
用于产生本发明化合物的反应通过使用如下所述和举例说明的以下反应方案中所示的反应来制备。在某些具体示例中，所公开的化合物可以通过如下所述和举例说明的途径i和途径ii制备。提供以下示例以便可以更充分地理解本发明，该示例仅是说明性的，不应被解释为限制性的。
[0564]
1.途径i
[0565]
在一个方面中，公开的化合物可以如下所示制备。
[0566]
方案1a.
[0567][0568]
化合物以通用形式表示，其中lg是具有z取代基并具有如本文别处化合物描述中所述的取代基的离去基团。更具体示例在下面阐述。
[0569]
方案1b.
[0570][0571]
在一个方面中，类型1.3的化合物和类似化合物可以根据上述反应方案1b制备。因此，类型1.6的化合物可以通过适当的芳烃(例如，如上所示的1.4)的芳族c-o官能化反应来制备。适当的芳烃可商购获得或通过本领域技术人员已知的方法制备。芳族c-o官能化反应在适当的亲核试剂(例如如上所示的1.5，其可商购或通过本领域技术人员已知的方法制备)，适当的催化剂(例如，5mol％吖啶鎓光催化剂)的存在下，在厌氧条件下(例如，在氮气氛下)，在适当的温度(例如，23℃)下，在适当的溶剂体系(例如，乙腈：叔丁醇(4:1,0.1m))中进行适当的时间段(例如，30分钟)。或者，芳族c-o官能化反应在适当的亲核试剂(例如如上所示的1.5)，适当的催化剂(例如，5mol％吖啶鎓光催化剂)的存在下，在空气下，在适当的温度(例如0℃)下，在适当的溶剂体系(例如，乙腈：叔丁醇：1,2-二氯乙烷(4:1:3，800ul))中进行适当的时间段(例如，30分钟)。本领域技术人员可以理解，上述反应提供了一个通用方法的示例，其中结构与上述特定反应物相似的化合物(与类型1.4和1.5的化合物相似的化合物)可以在反应中被替代以提供类似于式1.6的化合物。
[0572]
2.路线ii
[0573]
在一个方面中，公开的化合物可以如下所示制备。
[0574]
方案2a.
[0575][0576]
化合物以通用形式表示，其中lg是具有z取代基并具有如本文别处化合物描述中所述的取代基的离去基团。更具体示例在下面阐述。
[0577]
方案2b.
[0578][0579]
在一个方面中，类型1.3的化合物和类似化合物可以根据上述反应方案2b来制备。因此，类型2.2a和2.2b的化合物可以通过适当的芳烃(例如，如上所示的2.1)的芳族c-h官能化反应来制备。适当的芳烃可商购获得或通过本领域技术人员已知的方法制备。芳族c-h官能化反应在适当的亲核试剂(例如，如上所示的1.5，其可商购获得或通过本领域技术人员已知的方法制备)，适当的催化剂(例如，5mol％吖啶鎓光催化剂)的存在下，在tempo的存在下，在有氧条件下(例如，在分子氧下)，在适当的温度(例如，23℃)下进行。本领域技术人员可以理解，上述反应提供了一个通用方法的示例，其中结构与上述特定反应物相似的化合物(与类型1.5和2.1的化合物相似的化合物)可以在反应中被替代以提供类似于式2.2a和2.2b的化合物。
[0580]
预期每个公开的方法可以进一步包括额外的步骤、操作和/或组分。还预期任何一个或多个步骤、操作和/或组分可以从本发明中任选地省略。应当理解，公开的方法可用于提供公开的化合物。还应理解，所公开方法的产物可用于所公开的使用方法中。
[0581]
f.催化剂体系
[0582]
在一个方面中，公开了包含吖啶鎓光催化剂和选自卤化物、氰化物和同位素标记的胺的亲核试剂的催化剂体系，其中该催化剂体系是厌氧的。
[0583]
在一个方面中，公开了包含吖啶鎓光催化剂、同位素标记的卤化物和氧化剂的催化剂体系。
[0584]
在进一步的方面中，吖啶鎓光催化剂具有由下式表示的结构：
[0585][0586]
其中q选自o和nr9；其中r9选自c1-c4烷基和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；其中x选自bf4、tfo、pf6和clo4；其中r7选自c1-c4烷基和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素和c1-c4烷基；并且其中r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢、卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、c1-c4二烷基氨基和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。
[0587]
在进一步的方面中，吖啶鎓光催化剂具有由下式表示的结构：
[0588][0589]
其中x选自bf4、tfo、pf6和clo4；其中r7选自c1-c4烷基和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素和c1-c4烷基；其中r
8a
、r
8b
、r
8c
、r
8d
、r
8a
'、r
8b
'、r
8c
'和r
8d
'中的每一个独立地选自氢、卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、c1-c4二烷基氨基和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基、(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；并且其中r9选自c1-c4烷基和被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代的苯基：卤素、-cf3、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基。
[0590]
在进一步的方面中，吖啶鎓光催化剂具有选自以下的结构：
[0591][0592]
在进一步的方面中，吖啶鎓光催化剂具有以下结构：
[0593][0594]
在进一步的方面中，吖啶鎓光催化剂具有以下结构：
[0595][0596]
在进一步的方面中，吖啶鎓光催化剂以催化有效量存在。因此，在各种方面中，催化有效量为约0.01mol％至约15mol％、约0.01mol％至约12mol％、约0.01mol％至约10mol％、约0.01mol％至约7mol％、约0.01mol％至约5mol％、约0.01mol％至约2mol％、约0.01mol％至约1mol％或约0.01mol％至约0.1mol％。在各种进一步的方面中，催化有效量为约0.1mol％至约10mol％、约0.1mol％至约7mol％、约0.1mol％至约5mol％、约0.1mol％至约2mol％或约0.1mol％至约1mol％。在又进一步的方面中，催化有效量为5mol％。
[0597]
在进一步的方面中，催化有效量为约0.1mol％至约15mol％。在又进一步的方面中，催化有效量为约1mol％至约15mol％。在再进一步的方面中，催化有效量为约2mol％至
约15mol％。在更进一步的方面中，催化有效量为约5mol％至约15mol％。在又进一步的方面中，催化有效量为约7mol％至约15mol％。在再进一步的方面中，催化有效量为约10mol％至约15mol％。在更进一步的方面中，催化有效量为约12mol％至约15mol％。
[0598]
如本文所使用的，术语“亲核试剂”是指能够通过提供电子与其反应伴侣形成化学键的分子、原子或离子。示例性亲核试剂是本领域技术人员熟知的，并且包括但不限于水、氨、卤化物、氰化物、醇、硫醇、胺、肼、氨基甲酸酯、羧酸和烯烃。在进一步的方面中，亲核试剂选自卤化物、氰化物和同位素标记的胺。
[0599]
在进一步的方面中，亲核试剂选自卤化物和氰化物并且是同位素标记的。在又进一步的方面中，亲核试剂选自卤化物和氰化物并且不是同位素标记的。
[0600]
在进一步的方面中，亲核试剂是卤化物。示例性卤化物是本领域技术人员熟知的，并且包括但不限于氟化铵、氟化铯、氯化锂、三乙胺盐酸盐和三乙胺氢氟酸盐。在进一步的方面中，亲核试剂是卤化物。在又进一步的方面中，亲核试剂是氟化物。示例性的氟化物示例包括但不限于氟化铵、氟化铯、三乙胺氢氟酸盐和四丁基氟化铵。
[0601]
在进一步的方面中，亲核试剂是同位素标记的胺。示例性同位素标记的胺包括但不限于同位素标记的碳酸氢铵。
[0602]
在进一步的方面中，亲核试剂是氰化物。示例性的氰化物包括但不限于四丁基氰化铵、氰化钠、氰化钾和丙酮氰醇。
[0603]
在进一步的方面中，催化剂体系是厌氧的。因此，在各种方面中，催化剂体系不存在氧化剂或氧化试剂。如本文所使用的，术语“氧化剂”和“氧化试剂”是指能够从另一物种接受或取得电子的任何物种。示例性氧化剂是本领域技术人员熟知的并且包括但不限于分子氧、2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基氧自由基(tempo)、臭氧和过氧化氢。在进一步的方面中，氧化剂是分子氧。在又进一步的方面中，氧化剂是tempo。
[0604]
在进一步的方面中，催化剂体系进一步包括可见光源。在又进一步的方面中，可见光源是发光二极管(led)。在再进一步的方面中，可见光源的波长为约365nm至约480nm。
[0605]
在进一步的方面中，可见光源的波长为约415nm、约420nm、约425nm、约430nm、约435nm、约440nm、约445nm或约450nm。在各种进一步的方面中，可见光源的波长为约425nm。
[0606]
在进一步的方面中，催化剂体系包括氧化剂。氧化剂的示例包括但不限于过氧苯甲酸叔丁酯(tbpb)、过氧乙酸盐叔丁酯(tbpa)、过氧化苯甲酰(bpo)、叔丁基过氧化氢(tbhp)和氯铬酸吡啶鎓盐(pcc)。在各种进一步的方面中，氧化剂是tbpa。
[0607]
在进一步的方面中，催化剂体系进一步包括溶剂。溶剂的示例包括但不限于叔丁醇、乙腈、二甲基亚砜、甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃、n,n-二甲基甲酸酯、1,4-二噁烷和甲醇。在各种进一步的方面中，溶剂是叔丁醇。
[0608]
在进一步的方面中，该体系进一步包括公开的化合物。在又进一步的方面中，该体系进一步包括具有由下式表示的结构的化合物：
[0609]
ar
1-e，
[0610]
其中ar1选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立
cn、-no2、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、-c(＝o)r
10
、-c(＝o)or
11
、-c(＝o)nr
12ar12b
、ar2、-oar2、-c(＝o)ar2、-or
16
和-ch2cr
13
(nr
14ar14b
)co2r
15
；其中r
10
、r
11
、r
12a
、r
12b
、r
13
和r
15
中的每一个在存在时独立地选自氢和c1-c4烷基；其中r
14a
和r
14b
中的每一个在存在时独立地选自氢、c1-c4烷基和胺保护基团；其中r
16
在存在时是羟基保护基团；并且其中ar2在存在时选自芳基和杂芳基，并且被0、1、2或3个独立地选自以下的基团取代：卤素、-cn、-no2、-oh、-sh、-nh2、c1-c4烷基、c1-c4卤代烷基、c1-c4氰基烷基、c1-c4烷氧基、-o-(c1-c8烷基)-co
2-(c1-c8烷基)、c1-c4羟基、c1-c4硫代烷氧基、c1-c4烷硫基、c1-c4氨基烷基、c1-c4烷基氨基和(c1-c4)(c1-c4)二烷基氨基；或者其中ar1是由下式表示的结构：
[0621]
以及
[0622]
其中e是氢。
[0623]
g.其他参考文件
[0624]
h.teare等人的[18f]selectfluor双(三氟甲磺酸酯)的放射合成与评价(radiosynthesis and evaluation of[18f]selectfluor bis(triflate))。《德国应用化学(angew.chem.int.ed.)》49,6821-6824。
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[0626]
c.n.neumann、j.m.hooker、t.ritter的
19
f-和
18
f-的协同亲核芳族取代(concerted nucleophilic aromatic substitution with 19
f-and 18
f-)。《自然(nature)》534,369-373(2016)。
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m.k.narayanam、g.ma,p.a.champagne、k.n.houk、j.m.murphy的由n-芳基悉尼酮的亲核放射性氟化合成[18f]氟芳烃(synthesis of[18f]fluoroarenes by nucleophilic radiofluorination of n-arylsydnones)。《德国应用化学(angew.chem.int.ed.)》56,13006-13010。
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–
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[0633]
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[0635]
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[0636]
h.示例
[0637]
提出以下示例，以便向本领域普通技术人员提供如何制备和评价本文所要求保护的化合物、组合物、制品、装置和/或方法的完整公开和描述，并且旨在纯粹是本发明的示例，而不是旨在限制发明人认为是他们的发明的范围。已经尽力确保关于数字(例如，数量、温度等)的准确性，但应考虑一些误差和偏差。除非另有说明，否则份数均为重量份，温度以℃计或者是环境温度，并且压力为大气压力或接近大气压力。
[0638]
本文提供了示例以说明本发明，并且不应理解为以任何方式限制本发明。本文提供了示例以说明本发明，并且不应被解释为以任何方式限制本发明。
[0639]
1.由酚衍生物引入放射性同位素
[0640]
正电子发射断层扫描(pet)是一种强大的成像技术，用于癌症预后、患者筛查和治疗监测以及药物发现和开发领域。尽管pet成像具有非凡的前景，但由于缺乏有效和简单的标记方法来修饰生物活性分子/药物，因此在许多情况下，pet试剂的可用性仍然有限。通常，放射性同位素如[
18
f]和[
11
c]经由化学反应引入，以修饰感兴趣的分子，从而创建用于pet成像目的的放射性标记探针分子。然而，很少有允许引入这两种重要的放射性同位素的可靠的化学转化。
[0641]
为了解决将[
18
f]引入感兴趣的分子，开发了酚衍生物向芳族氟化物的直接转化(参见图1)。通过使用单电子光氧化催化剂来催化亲核芳香取代(snar)。nicewicz实验室最近描述了用于在厌氧条件下将氮杂环和氨添加到苯甲醚衍生物的带有甲氧基的碳原子上的这种途径(tay和nicewicz(2017)《美国化学会志(j.am.chem.soc.)》139：16100-16104)。然而，这种先前描述的催化剂体系不允许甲氧基芳烃的snar氟化。在这里，描述了使用基于吖啶鎓的单电子光氧化催化剂直接氟化酚衍生物。
[0642]
具有离去基团如磺酸酯、碳酸酯、硫代碳酸酯和苯氧基的酚衍生物允许在惰性气氛(n2或ar)下以卓越的分离放射性化学产率(rcy)直接转化为相应的
18
f芳族化合物，卓越的孤立放射化学产率(图2a-2c)。使用催化剂2.3的clo
4-盐获得
18
f芳族化合物的最高比活
度。生物相关分子如酪氨酸和雌酮也可以良好的rcy容易地转化为
18
f衍生物。
[0643]
可以应用于该转化的其他潜在催化剂结构的列表见于图3。母体吖啶鎓盐(2.1)是一种有效的单电子光氧化剂(e
p/2
＝ 1.87v vs.sce)，因为局部激发单重(les)和电荷转移三重(ctt)激发态分别在 2.18和 1.88v vs.sce下均具有高氧化性(图3)(fukuzumi等人的(2004)《美国化学会志(j.am.chem.soc.)》126:1600-1601；fukuzumi等人的(2014)《化学研究记述(acc.chem.res.)》47:1455-1464；benniston等人的(2005)《美国化学会志(j.am.chem.soc.)》127:16054-16064；benniston等人的(2008)《物理：原子、分子和化学物理(phys.chem.chem.phys.)》10:5156-5156)。在使用这些专用结构工作的过程中，已经对这些氧化盐的衍生化进行了许多有用的观察。例如，吖啶鎓盐9位芳族基团的改变极大地影响了分子中激发态的特性，其或者可以存在于局部激发态或电荷转移态，或者可以是短寿命的单重或长寿命的三重态(romero和nicewicz(2014)《美国化学会志(j.am.chem.soc.)》136:17024-17035)。此外，吖啶鎓环本身最直接地影响催化剂的还原电位，其中吸电子基团的引入有助于还原的容易性。这种效果可以在图3中列出的吖啶鎓衍生物的e
1/2red
和*e
1/2red
中看到。最后，使吖啶鎓环的最亲电子位置(即位置3和6)绝缘对于催化剂稳定性至关重要。在3和6位引入叔丁基导致产生更稳健的催化剂(2.3)，其现在可以与有效亲核试剂共存于溶液中，从而大大提高了可能的转化范围。重要的是，包含这些“封闭基团”对催化剂的氧化还原性能没有实质性影响(参见2.3和2.4)。更具氧化性的呫吨鎓催化剂，例如母体9-均三苯甲基呫吨鎓盐(2.7)，其激发态还原电位高达 2.79v vs.sce，并且可用于更多缺电子底物的情况。
[0644]
除了[
18
f]氟化之外，关于引入氰化物的初步数据见于图4a和图4b。使用四丁基氰化铵或丙酮氰醇(如所描绘的)作为试剂，一系列甲氧基芳烃衍生物容易经历甲氧基到氰基的转化。通过使用[
11
c]氰化物或[
11
c]丙酮氰醇，该方法还可以进一步细化以生成[
11
c]氰化物加合物。这将显著偏离该领域的现有技术，其中[
11
c]氰化物已被用于从相应的芳基卤化物制备[
11
c]氰基芳族化合物(lee等人的(2015)《美国化学会志(j.am.chem.soc.)》137:648-651)。
[0645]
为这些转化提出的一般机制见于图5。蓝色光子激发吖啶鎓催化剂(mes-acr )导致形成强大的激发态光氧化剂(mes-acr *)。这种激发态然后氧化酚衍生物，导致形成活性阳离子自由基4.1。该中间体易受亲核试剂(nu)的加成导致产生meisenheimer类中间体4.2。在失去烷氧基并从还原形式的催化剂(mes-acr
·
)中获得电子后，获得最终的snar加合物(4.3)。
[0646]
2.直接芳烃c-h 18
f-氟化的发展
[0647]
启动了开发直接芳烃c-h 18
f-氟化的研究以解决以下挑战：(1)氟化不应该需要导向基团或特殊前体的复杂合成；相反，应该使用现有的药物分子，不加修饰或进行最小程度的修饰以进行标记反应；(2)
18
f-氟化物源应以f-而不是f 的形式随时提供，并且所得试剂应具有高比活度；(3)反应条件应温和，并且考虑到
18
f的半衰期短，反应速度应在1小时内进行；(4)反应体系可能不涉及金属催化剂，以简化日后翻译的质量控制过程。受有机光氧化还原催化最新进展的启发，纯c-h到c-f键的转化集中在使用可见光介导的氧化c-h氟化上。
[0648]
机理建议从光催化剂的激发态(mes-acr *)对芳烃的单电子氧化开始，之后芳烃阳离子自由基(1.1)可以被溶液中存在的胺或醇拦截，导致形成自由基1.2(图6)。以下氧化
的确切性质可能不太清楚，但是，据推测o2与环己二烯基反应导致生成烷基过氧自由基(1.3)。与o2与环己二烯基自由基(约108m-1
s-1
)的反应相比，消除类型1.3自由基以产生相应的芳族化合物是缓慢的(约103s-1
)，并且通常伴随着不需要的氢原子提取途径。硝酰基自由基(典型的示例，2,2,6,6-四甲基-1-哌啶1-氧基(tempo))经由氢原子提取与环己二烯基快速反应(》108s-1
)以产生相应的芳族化合物(1.4)。环己二烯基自由基的c-h键焓估计约为50kcal mol-1
，而tempo-h的o-h键焓估计为70kcal mol-1
。这增加了在提议转化中使用硝酰基自由基作为助催化剂的前景，因为用o2将tempo-h再氧化为tempo是容易达到的。
[0649]
最初的测试涉及先前用于氧化c-h胺化和氰化反应的改良光氧化还原体系(图7)。考虑到其较低的挥发性和在药物骨架中的普及，选择二苯基醚(0.05mmol)作为模型底物来探索光氟化。对于“冷”(即非放射性)氟化反应，选择csf和tbaf二者(1m，在thf中)作为
19
f-源，选择a作为光催化剂，使用20w 450nm led灯作为光源。研究了各种溶剂、相转移剂和温度。初步筛选后发现使用5％的光催化剂a，50％的tempo，dce/h2o作为溶剂，tbahso4作为相转移剂，氧气作为氧化剂，以及24小时450nm led光照射，在室温下，可以导致产生氟化二苯基醚，产率为17％，p-：o-比为13:1。
[0650]
有了这些令人鼓舞的结果，将标记条件扩展到无载体添加的
18
f-f-。不幸的是，在广泛的尝试后没有检测到放射性标记的产物。放射性标记和“冷”反应之间的主要区别在于浓度和反应比。在标记反应中，高比活度
18
f处于痕量(约1-10μm，与冷反应中
19
f的约100mm范围相比)。在“冷”标记反应中，
19
f-f-是二苯基醚的10倍，相比之下，在标记反应中二苯基醚与
18
f-f-相比大大过量。
[0651]
显然，有了“冷”反应的良好起点，必须重新优化c-h到c-18
f直接转化的标记条件。事实上，24小时光照射是另一个必须克服的障碍：由于
18
f的半衰期短(110分钟)，实际的标记反应可能需要在一小时内完成。如表1所示，评价了具有各种反离子的不同氟化物源。
[0652]
表1.
[0653][0654]and＝未测得
[0655]
从体系中去除tbahso4后，
18
f-csf导致产生痕量产物(《0.1％)。当使用无水
18
f-f-时，在2.5小时光照射后，
18
f-tbaf的产率可以增至0.57％，k[
18
f]-f-kryptofix的产率可以增至0.39％。值得注意的是，所有报告中都使用了分离产率，而不是放射性tlc和放射性hplc积分确定的产率：由于
18
f-f-与进样器、管线或柱的非特异性结合，30％的分离反应可能具有通过放射性tlc测定的超过40％的产率。未反应的
18
f并不总是显示一致的放射性hplc峰，这导致积分放射性hplc产率过高。分离产率对示踪剂合成的应用也更具指导意义(此外，与hplc上的产物非常接近的小杂质或副产物无法通过放射性tlc完全分离)。
[0656]
然后选择
18
f-[tbaf]作为氟源进行进一步探索，并且接下来的工作集中于通过增加光强度来缩短反应时间。首先用四个led灯条建造一个光隧道，并且用一条细的透明线进行反应。可选地，光源可以是激光、led灯、上变频粒子、x射线颗粒、化学荧光或生物发光。可使用的反应容器的其他示例包括但不限于小瓶、烧瓶、用于流动的细聚合物管线和薄玻璃/聚合物膜。尽管在2.5小时照射下产率仅增加到1.23％，但它确实表明强度在加速氟化反应中起着关键作用。然后使用与光纤耦合的蓝色二极管激光器代替使用led灯来促进反应。使用丙酮/冰冷浴，观察到在2.5小时照射后分离产率跳转至28.6％(表2，条目4)。
[0657]
参考表2，进一步优化了c-h到c-18
f的直接转化方案。如条目5-9中所示，对于这些新条件，氟化随着时间的推移逐渐进行，并且在0.5小时照射后，分离产率为2.67％。进一步将激光功率增加到3.5w，在0.5小时时产率增至三倍，达到8.23％(条目10)。然而，2小时时的产率略低于1w条件下的产率，这可能主要是由在高功率条件下催化剂耗尽所致。考虑到
18
f的半衰期短(约110分钟)，主要关注照射时间为0.5-1小时的条件。将催化剂负载加倍至10％不会显著改变标记产率(条目15-16)。有趣的是，在仅0.5小时的激光照射下，将氧气鼓泡，而不仅仅是固定接触到反应溶液中，将产率提高到25.84。将氧变为氮显著降低了产率(即降至2.79％)，表明氧可以极大地促进c-h键氟化。其他条件，例如不存在tempo和添加水，不会淬灭反应，但会显著降低其产率(表2)。
[0658]
表2.
[0659][0660]
[0661]
[0662][0663]
a.在没有气体说明的情况下，所有反应均以0.05mmol的1(0.1m)；5mmol％的催化剂和50mmol％的tempo进行。b.10mmol％的催化剂c.1eq tempo
[0664]
d.o2鼓泡
[0665]
在优化条件下筛选了一系列吖啶鎓有机光氧化还原催化剂(图8)。发现催化剂a在其他测试的有机吖啶鎓盐中仍然是最有效的催化剂。催化剂l和k ru(bpy)3(pf6)2没有产生可检测的放射性标记产物。然后使用a作为催化剂筛选反应溶剂体系。如表3所示，dmso、dmf和meoh均未产生任何可检测的产物。thf仅产生痕量的产物1。dce产生约9％的产物。令人惊讶的是，添加t-buoh(400μl)作为mecn(100μl)的共溶剂进一步将分离产率提高到37.1
±
12％(n＝4)。当使用纯t-buoh作为溶剂时，仅分离出2％的1。事实上，先前已发现t-buoh促进氟化反应。正如预期的那样，减少二苯基醚浓度或催化剂负载降低了分离产率(表3)。
[0666]
表3.
[0667][0668]
条目催化剂1aa的分离产率1ba的分离产率1a25.84％2.01％2c0.92％nd3d0.11％nd
4e5.44％0.60％5fndnd6gndnd7h12.70％0.64％8i7.39％痕量9jndnd10kndnd11lndnd
[0669]
此外，测定了所产生的化合物的比活度。因为使用催化剂a和clo
4-或bf
4-作为对应物可以获得相当的产率，所以侧重于clo
4-催化剂以避免将
19
f源不必要地引入反应体系。实际上，获得了具有1.37 ci/μmol比活度的
18
f-1。后来发现，通过使用激光照射反应条件，简单地将
18
f-tbaf改回
18
f-csf，使用tbuoh作为唯一溶剂也得到产率为21.2％的1和产率为0.8％的2。当在优化的激光反应条件下使用k[
18
f]f-kryptofix代替tbaf时，也分离出了26.2％的1和1.5％的2。
[0670]
已经证明光氧化还原催化可以在温和条件下在30分钟内直接使用
18
f-f-有效地将二苯基醚中的c-h键放射性氟化，然后将该反应扩展到各种富电子芳烃。双酚底物中的对位c-h键在30分钟内有效地氟化为c-[
18
f]f键，分离产率为44.2％。萘中的c-h键也可以在位置1处快速放射性氟化，分离产率为20.9％。均三甲苯在使用上述条件照射30分钟时仅产生中等产率。然而，稍微修改的光氧化还原条件(2 eq.tempo并用氮气流代替氧气流)成功地将隔离产率提高到50％，优化的光照射为30分钟。
[0671]
含烷氧基的芳族环是生物活性化合物中最常见的模体之一。在没有进一步优化的情况下，评价了快速、直接地将ar c-h键转化为c-[
18
f]f的催化剂体系(表4)。在30分钟照射下，1-溴-2-甲氧基获得了中等分离产率(9.2％，氟化甲氧基的p-c-h)。氟化位置与先前的计算研究非常吻合，表明meo基团的对位将是亲核反应的有利位点。类似地，在用cl和氰基替代br后，分离产率分别为15.1％和11.1％(30分钟照射)。进一步的研究表明，当甲氧基与吸电子官能团(诸如例如酰胺10、酮8、酯9和醛11基团)偶联时，c-h到c-f键的转化略微更有效(分离产率分别为13.8％、24.6％、23.5％和22.4％)。在甲氧基-和tfo-二取代底物中也实现了c-h氟化，光照射30分钟后分离产率为27.7％。值得注意的是，br和otf取代的底物可能无法耐受过渡金属介导的
18
f-氟化。也使用这种光氧化还原体系测试了对应于产品编号13和14的芳烃底物。实现了中等分离产率(即7.0％和4.1％的产率)，这主要是由于这些固体底物在tbuoh/mecn溶剂体系中的溶解性差。尽管如此，这些分离产率对于pet成像应用仍然是可以接受的。对应于产物编号15和16的三取代底物也以34.3％和13％的产率在仅0.5小时的照射下成功氟化，在不希望受理论束缚的情况下这在合成更复杂的示踪剂或结构单元中非常有用。
[0672]
表4.
[0673]
[0674][0675]
当吸电子基团占据甲氧基本的对位时，邻位c-h也直接被
18
f-氟化(表5)。对应于醛17、酮18、酯19和酰胺20的底物在30分钟光照射下得到了邻位标记的rcy，分离产率为5.7％、10.5％、8.3％和3.9％。具有meo基团间位取代基的1-(3-甲氧基苯基)乙酮也被成功标记，并提供了21和22的混合物，它们容易分离并且用
19
f-标准品确认，rcy产率为7.8
±
0.9％和14.8
±
0.6％。化合物编号22是主要产物。
[0676]
表5.
[0677]
[0678][0679]
总之，这些结果表明所公开的光氧化还原体系与生物活性分子中常见的各种官能团相容。p-和o-ar c-h键都被直接氟化。
[0680]
还在杂环化合物喹唑啉二酮中测试了光氧化还原c-h氟化体系，该化合物在氮原子的对位被氟化，30分钟后分离产率为17.9％(表6，编号23)。3,5-二甲氧基吡啶在吡啶环的2位被选择性标记，rcy为11.1％。在5位标记的取代喹啉为主要产物，产率为6.0％。1-甲基吲唑的直接氟化也取得了成功(14.4％的分离产率，30分钟照射)，并且主要氟化位点为3。显然，所公开的方法也具有直接氟化杂环化合物中c-h键的巨大潜力。
[0681]
表6.
[0682]
[0683][0684]
最后，在生物活性分子中评价了所公开的光氧化还原体系(表7)。非诺洛芬x和氟比洛芬x(非甾体类抗炎药，nsaids)的甲基酯主要在未取代的苯环上被标记，在30分钟辐照下的分离产率为39.6％和36.8％。氯贝丁酯是一种用于控制血液中高胆固醇和甘油三酯水平的降血脂药，其在烷氧基的邻位被标记，产率为3.7％。
[0685]
表7.
[0686][0687]
光方案也适用于更复杂的生物活性分子。受保护的dopa在30分钟照射后得到对位氟化产物，产率为8.7％(表7，编号32)。简单地将反应时间增至1小时使产率增加到高至21.2％。
[0688]
总之，公开了一种在温和条件下仅用30分钟光照射从ar c-h键快速形成ar c-f键的便利方法。该反应不需要金属催化剂，并且可以用气开式反应器进行。不希望受理论约
束，反应条件与广谱底物相容，并可用作
18
f标记化合物的通用方法，该
18
f标记化合物用作新型诊断剂或用于提供关于感兴趣靶标的体内命运/代谢物的关键信息。这里报告的方法建立了一种快速激活c-h键的新方法，并且可以进一步扩展到
11
c标记或其他难以实现的缓慢反应。
[0689]
3.由酚衍生物合成1-(氟-18
f)-4-甲氧基苯
[0690][0691]
4.合成4-(氟-18
f)-1,1'-联苯
[0692][0693]
5.从芳族卤化物衍生物中引入放射性同位素
[0694]
a.合成1-(氟-18
f)-4-甲氧基苯
[0695][0696]
b.合成2-(4-(氟-18
f)苯氧基)-2-甲基丙酸乙酯
[0697][0698]
c.由芳族卤化物合成1-(氟-18
f)-4-甲氧基苯
[0699][0700]
6.经由led照射光氧化还原催化进行的芳烃c-h的直接放射性氟化
[0701]
正电子发射断层扫描(pet)是一种重要的成像方式，其在包括疾病诊断、预后、治疗监测和药物开发在内的生物医学领域发挥关键作用(simon等人的(2008)《化学综述(chem.rev.)》108:1501-1516)。产生新型pet造影剂的一种常用方法是对已知对生物过程或感兴趣的靶标具有活性的药物进行放射性标记。由于氟-18(
18
f)是最广泛使用的pet同位素，因此已投入大量精力开发用于放射性氟化小分子药物的稳健方法(tredwell和gouverneur(2012)《德国应用化学英文版(angew.chem.int.ed.engl.)》51:11426-11437)。
[0702]
传统上，缺电子芳族烃可以通过亲核取代氟化(neumann等人的(2016)《自然(nature)》534:369-373)。最近，脱氧氟化(schimler等人的(2017)《美国化学会志(journal of the american chemical society)》139:1452-1455)、脱金属氟化、铜催化交叉偶联(truong等人的(2013)《美国化学会志(journal of the american chemical society)》135:9342-9345)和碘鎓中间体(mccammant等人的(2017)《有机通讯(org.lett.)》19:3939-3942)已被开发用于放射性氟化更大范围的芳烃。本文公开了允许使用容易获得的led光进行直接c-h放射性氟化的光氧化还原体系/装置的发现。
[0703]
为了用led代替激光，必须显著增加总光流入。受流动化学和微流体设计的启发，创建了微管反应器，其大大增加了暴露在光源下的表面积。不幸的是，在封闭的微管反应器中进行反应会使氧气鼓泡不切实际。然后进行常用氧化剂筛选以替代氧气，并且结果总结在下表8中。
[0704]
表8.
[0705][0706]
条目波长催化剂[o]产率1
[a]
450nmcat-20tbpb9.7％
[b]2[a]
450nmcat-20tbpa15.7％
[b]3[a]
450nmcat-20bpon.d.
[b]4[a]
450nmcat-20tbhp7.4％
[b]5[a]
450nmcat-20h2o22.4％
[b]6[a]
450nmcat-20phi(oac)20.5％
[b]7[a]
450nmcat-20kmno419.2％
[b]8[a]
450nmcat-20pccn.d.
[b]
9365nmcat-32tbpa7.7％
[c]
10385nmcat-32tbpa4.6％
[c]
11410nmcat-32tbpa12.6％
[c]
12425nmcat-32tbpa20.2％
[c]
13450nmcat-32tbpa17.4％
[c]
[0707]
[a]二苯基醚(0.005mmol)、催化剂(0.00025mmol)、[o]0.005mmol、tempo(0.0025mmol)。然后将反应混合物加载到毛细管中并密封，然后在led 450nm下在0℃下照射40分钟。
[0708]
[b]放射性化学产率(rcy)基于在硅胶60铝板上的放射性tlc分析计算，其中洗脱剂为乙酸乙酯/己烷(v/v＝1/20)。
[0709]
[c]2-甲氧基苯甲醛(0.1mmol)、催化剂(0.025mmol)、[o]0.05mmol。然后将反应混合物加载到毛细管中并密封，然后在led 450nm下在0℃下照射40分钟。分离rcy由放射性hplc计算。
[0710]
过氧苯甲酸叔丁酯(tbpb)、过氧乙酸盐叔丁酯(tbpa)、过氧化苯甲酰(bpo)、叔丁基过氧化氢(tbhp)、氯铬酸吡啶鎓盐(pcc)
[0711]
通过使用二苯基醚作为模型底物，并在led灯照射下孵育氧化剂[
18
f]tbaf，用放射性tlc快速分析反应混合物。当使用过氧化苯甲酰(bpo)或氯铬酸吡啶鎓盐(pcc)作为氧化剂时，未检测到目标产物，并且使用phi(oac)2或h2o2作为氧化剂时，仅检测到痕量产物。过氧乙酸盐叔丁酯(tbpa)是测试的氧化剂中第二好的氧化剂，rcy为15.7％。过氧苯甲酸叔丁酯(tbpb)和叔丁基过氧化氢(tbhp)与tbpa相比反应性较低，产率分别为9.7％和7.4％。不希望受理论约束，这表明叔丁基自由基可能在该反应中起重要作用。与作为氧化剂的高锰酸钾反应在该第一次氧化剂筛选中具有最高产率(19.23％)。然而，高锰酸钾在反应体系中的溶解度不好。这使得反应成为非均相混合物，并且因此导致样品装载困难，并导致产率不稳定。虽然比高锰酸钾略低，但tbpa更容易处理，因此选择其进行下一筛选。评价了作为反应体系主要介质的9种溶剂，包括tbuoh、乙腈、dmso、甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃、n,n-二甲基甲酸酯、1,4-二噁烷和甲醇。确定该反应在tbuoh中表现最好。参见下表9和10。基于这些结
果，在tbuoh中使用1当量的tbpa进行进一步评价。
[0712]
表9.
[0713][0714][0715]
[a]使用cat-20(0.00025mmol)，led450nm照射40分钟，二苯基醚(0.005mmol)，tempo(0.0025mmol)，tbpb(0.01mmol)，
18
f-tbaf/can(0.1～0.5mci)，0℃和主要溶剂(40ul)筛选溶剂。将少量反应混合物装入毛细管中并密封以进行反应。
[0716]
[b]由放射性tlc计算的rcy。
[0717]
表10.
[0718]
当量
[a]
rcy
[b]
0eq.9.76％0.1eq.17.92％0.5eq.21.3％1.0eq.22.87％2.0eq.13.97％5.0eq.n.d.
[0719]
[a]使用cat-20(0.00025mmol)，led450nm照射40分钟，二苯基醚(0.005mmol)，tempo(0.0025mmol)，
18
f-tbaf/can(0.1～0.5mci)，0℃筛选[o]当量。将少量反应混合物装入毛细管中并密封以进行反应。
[0720]
[b]由放射性tlc计算的rcy。
[0721]
接下来，评价48种有机光催化剂的库(图10)，并且结果如表11所示。一般地，吖啶鎓催化剂比呫吨鎓催化剂更有效。当在反应中应用呫吨鎓催化剂(cat-21至cat-31)或2,4,6-三苯基吡喃鎓催化剂(cat-13至cat-18)时，未检测到目标产物。cat-32在使用时取得了良好的结果，rcy为42.4％(表11)。当反应在室温或40℃下进行时，没有观察到太大差异。还评价了led光波长对反应的影响。
[0722]
表11.
[0723]
[0724][0725]
[a]催化剂的化学结构总结在图s1中。二苯基醚(0.005mmol)、cat(0.00025mmol)、tempo(0.0025mmol)、tbpa(0.005mmol)、
18
f-tbaf/acn(0.5～1.5mci)和tbuoh(40ul)。然后将反应混合物装入毛细管中并密封，然后在led 450nm下在0℃照射40分钟。
[0726]
[b]放射性化学产率(rcy)基于在硅胶60铝板上的放射性tlc分析计算，其中洗脱剂为乙酸乙酯/己烷(v/v＝1/20)。
[0727]
[c]在室温下进行反应时，rcy为36.43％，在40℃下进行反应时rcy为43.32％。
[0728]
机理建议从光催化剂的激发态(cat-32*)对芳烃的单电子氧化开始，之后芳烃阳离子自由基(1.1)可以被溶液中存在的胺或醇拦截，导致形成自由基1.2(图11)。以下氧化的确切性质不太清楚。不希望受理论束缚，推测氧化剂与环己二烯自由基反应生成烷基过氧自由基(1.3)。然后，分子内氢原子转移(hat)和挤出醇单元(r’oh)将提供氟化芳烃。硝酰基自由基(典型的示例，2,2,6,6-四甲基-1-哌啶1-氧基(tempo))经由氢原子提取与环己二烯自由基快速反应，以产生相应的芳香族化合物(1.4)(xian-ming pan(1993)《化学学会杂志珀金交易(j.chem.soc.perkin trans.)》2:9)。环己二烯自由基的c-h键焓估计为约50kcal mol-1
，而tempo-h的o-h键焓估计为70kcal mol-1
。这增加了在拟议的转化中使用硝酰基自由基作为助催化剂的前景，因为由氧化剂将tempo-h再氧化为tempo是容易达到的。
[0729]
在评价了这种放射性氟化的范围后，试图通过消除制备[
18
f]-tbaf中的共沸干燥步骤来进一步简化标记程序。靶标水中
18
f源的制备直接捕获在预活化的mini-qma上。使5ml无水乙腈通过miniqma以洗去qma上的大部分水。不希望受理论约束，发现通过向底物、催化剂和氧化剂溶液在tbuoh中的混合物中加入少量tbab溶液(25ul，1.5mg，于acn中)，容易洗脱出[
18
f]-tbaf。然后将反应混合物装入石英微管中并在室温下在led灯下照射。接下来，将活性收集到1.5ml微量离心管中，并通过放射性hplc进一步评价。该过程在图13中示出。最后，使用化合物23作为起始材料应用该方法，得到产物[
18
f]-22，分离rcy为22.8％。
[0730]
总之，已开发出一种led照射光氧化还原体系，其允许进行芳烃c-h的快速和直接的放射性氟化。这些温和的反应条件可用于合成新型
18
f标记的放射性示踪剂。
[0731]
a.一般实验细节
[0732]
本文使用的[
19
f]-标准品和[
18
f]-前体或者根据先前描述的方法合成，或者是商业购买的。
[0733]
b.一般程序a
[0734]
将光催化剂(0.00125mmol,0.025eq.)、底物(0.05mmol,1.0eq.)、tempo(1.9mg,0.012mmol,0.25eq.)、氧化剂(0.05mmol,1.0eq.)加入1.5ml微量离心管中并溶于20-30μl无水mecn和200μl t-buoh中。然后立即通过移液管将20-30μl等分试样的[
18
f]tbaf/mecn(通常为2-3mci)[mecn的总体积为50μl]添加到反应瓶中。在将[
18
f]tbaf添加到底物溶液后监测[
18
f]tbaf活性的衰减。之后将反应混合物装入石英毛细管中，然后在室温下通过led灯照射40分钟。将所得溶液注入hplc中以进行分析和分离。收集
18
f放射性标记产物的级分并
测量活性。所有[
18
f]标记分子的放射性化学产率都基于hplc分离，如底物范围所示。[
18
f]-放射性标记产物经由hplc通过共注射商业或合成的
19
f标准品确认。单独运行质量控制(qc)以确保分离的放射性标记化合物的纯度。
[0735]
c.一般程序b
[0736]
靶标水中的[
18
f]f-捕获在预活化的mini-qma上，然后使5ml无水乙腈通过qma。之后，cat-32(0.00125mmol,0.025eq.)、底物(0.05mmol,1.0eq.)、tempo(1.9mg,0.012mmol,0.25eq)、tbpa(0.05mmol,1.0eq.)在200ul tbuoh中的溶液和50ul乙腈作为洗脱液，将所得洗脱液装入石英管并在室温下在led 425nm光下照射40分钟。取一个反应混合物等分试样(通常为400-800μci)用于放射性hplc分析。
[0737]
d.示例性化合物的光谱评价
[0738]
利用如下详述的特定条件使用放射性hplc评价示例性化合物。确定所有化合物的纯度》98％。
[0739]
(i)化合物1
[0740][0741]
hplc条件：(a)柱：phenomenex,gemini 5μm c18 110a，新柱250x4.6mm。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至22min：5-95％溶剂b，22至35min：等度95％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。(b)和(c)柱：phenomenex,5μm f5250x4.6mm lc柱。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：20-45％溶剂b，2至22min:45-60％溶剂b，22至28min:60-95％溶剂b，28至35min：等度95％溶剂b。流速:1ml/min,柱温：19至21℃。
[0742]
(ii)化合物2
[0743][0744]
hplc条件：(a)柱：phenomenex,gemini 5μm c18 110a，新柱250x4.6mm。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至22min：5-95％溶剂b，22至35min:等度95％溶剂b。流速:1ml/min，柱温：19至21℃。(b)和(c)柱：phenomenex,5μm f5250x4.6mm lc柱：溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min:等度5％溶剂b，2至22min:45-60％溶剂b，22至28min:60-95％溶剂b，28至40min：等度95％溶剂b。流速:1ml/min，柱温：19至21℃。
[0745]
(iii)化合物3
[0746][0747]
hplc条件：(a)柱：phenomenex,gemini 5μm c18 110a，新柱250x4.6mm。溶剂a：
0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至12min：等度5％溶剂b，12至32min：5-95％溶剂b，32至40min：等度95％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。(b)和(c)柱：phenomenex,5μm f5250x4.6mm lc柱。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；等度：0至2min：5％溶剂b，2至22min：50-58％溶剂b，22至28min:58-95％溶剂b，28至40min：等度95％溶剂b。流速:1ml/min，柱温：19至21℃。
[0748]
(iv)化合物4
[0749][0750]
hplc条件：(a)柱：phenomenex,gemini 5μm c18 110a，新柱250x4.6mm。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至22min:5-95％溶剂b，22至35min：等度95％溶剂b。流速:1ml/min，柱温：19至21℃。(b)和(c)柱：phenomenex,5μm f5250x4.6mm lc柱。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至22min：50-58％溶剂b，22至28min：58-95％溶剂b，28至40min：等度95％溶剂b。流速:1ml/min，柱温:19至21℃。
[0751]
(v)化合物5
[0752][0753]
hplc条件：(a)柱：phenomenex,gemini 5μm c18 110a，新柱250x4.6mm。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至22min：5-95％溶剂b，22至35min：等度95％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。(b)和(c)柱：phenomenex,5μm f5250x4.6mm lc柱。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至40min：等度55％溶剂b。流速：1ml/min，柱温:19至21℃。
[0754]
(vi)化合物6
[0755][0756]
hplc条件：(a)柱：phenomenex,gemini 5μm c18 110a，新柱250x4.6mm。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至22min：5-95％溶剂b，22至35min：等度95％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。(b)和(c)柱：phenomenex,5μm f5250x4.6mm lc柱。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至22min：45-60％溶剂b，22至28min：60-95％溶剂b，28至40min：等度95％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。
[0757]
(vii)化合物7
[0758][0759]
hplc条件：(a)柱：phenomenex,gemini 5μm c18 110a，新柱250x4.6mm。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％，2至22min：5-95％溶剂b，22至35min：等度95％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。(b)和(c)柱：phenomenex，5μm f5250x4.6mm lc柱。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；等度0至2min：5％溶剂b，2至40min：等度50％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。
[0760]
(viii)化合物8
[0761][0762]
hplc条件：(a)柱：phenomenex，gemini 5μm c18 110a，新柱250x4.6mm。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至22min：5-95％溶剂b，22至35min：等度95％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。(b)和(c)柱：phenomenex，5μm f5250x4.6mm lc柱。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至40min：等度50％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。
[0763]
(ix)化合物9
[0764][0765]
hplc条件：(a)柱：phenomenex，gemini 5μm c18 110a，新柱250x4.6mm。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至22min：5-95％溶剂b，22至35min：等度95％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。(b)和(c)柱：phenomenex，5μm f5250x4.6mm lc柱。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至40min：等度45％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。
[0766]
(x)化合物10
[0767][0768]
hplc条件：(a)柱：phenomenex，gemini 5μm c18 110a，新柱250x4.6mm。溶剂a：
0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至22min：5-95％溶剂b，22至35min：等度95％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。(b)和(c)柱：phenomenex，5μm f5250x4.6mm lc柱。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至40min等度35％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。
[0769]
(xi)化合物11
[0770][0771]
hplc条件：(a)柱：phenomenex，gemini 5μm c18 110a，新柱250x4.6mm。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至22min：5-95％溶剂b，22至35min：等度95％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。(b)和(c)柱：phenomenex，5μm f5250x4.6mm lc柱。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至40min等度35％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。
[0772]
(xii)化合物12
[0773][0774]
hplc条件：(a)柱：phenomenex，gemini 5μm c18 110a，新柱250x4.6mm。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至22min：5-95％溶剂b，22至35min：等度95％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。(b)和(c)柱：phenomenex，5μm f5250x4.6mm lc柱。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至40min：等度40％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。
[0775]
(xiii)化合物13
[0776][0777]
hplc条件：(a)柱：phenomenex，gemini 5μm c18 110a，新柱250x4.6mm。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至22min：5-95％溶剂b，22至35min：等度95％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。(b)和(c)柱：phenomenex,5μm f5250x4.6mm lc柱。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至40min等度40％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。
[0778]
(xiv)化合物14
[0779]
[0780]
hplc条件：(a)柱：phenomenex，gemini 5μm c18 110a，新柱250x4.6mm。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至22min：5-95％溶剂b，22至35min：等度95％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。(b)和(c)柱：phenomenex,5μm f5250x4.6mm lc柱。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至40min：等度40％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。
[0781]
(xv)化合物15
[0782][0783]
hplc条件：(a)柱：phenomenex，gemini 5μm c18 110a，新柱250x4.6mm。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至22min：5-95％溶剂b，22至35min：等度95％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。(b)和(c)柱：phenomenex,5μm f5250x4.6mm lc柱。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至40min等度35％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。
[0784]
(xvi)化合物16
[0785][0786]
hplc条件：(a)和(b)柱：phenomenex，gemini 5μm c18 110a，新柱250x4.6mm。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至22min：5-95％溶剂b，22至35min：等度95％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。(c)柱：phenomenex,gemini 5μm c18 110a，新柱250x4.6mm。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：5-30％溶剂b，2至22min：30-60％溶剂b，22至27min：60-95％溶剂b，27至40min 95％溶剂b等度。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。
[0787]
(xvii)化合物17
[0788][0789]
hplc条件：(a)柱：phenomenex，gemini 5μm c18 110a，新柱250x4.6mm。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至22min：5-95％溶剂b，22至35min：等度95％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。(b)和(c)柱：phenomenex,5μm f5250x4.6mm lc柱。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至40min：等度70％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。
[0790]
(xviii)化合物18
95％溶剂b，28至40min：等度95％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。
[0802]
(xxii)化合物22
[0803][0804]
hplc条件：(a)柱：phenomenex，gemini 5μm c18 110a，新柱250x4.6mm。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至22min：5-95％溶剂b，22至35min：等度95％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。(b)和(c)柱：phenomenex,5μm f5250x4.6mm lc柱。溶剂a：0.1％tfa的水溶液；溶剂b：0.1％tfa的乙腈溶液；0至2min：等度5％溶剂b，2至40min：等度60％溶剂b。流速：1ml/min，柱温：19至21℃。
[0805]
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