中科大最新Science: 分布裁剪碳-氟键

【引言】

氟既是电负性最大的元素，也具有极小的原子半径，从而使含氟化合物展现出诸多独特的性质。特别是在药物学或者农用化学领域的研究中，常常通过引入氟原子来改性碳基化合物的性质。因此，如何高效温和制备单氟和双氟有机物从而降低生产成本一直是基础研究和产业界的热点问题。

【成果简介】

近期，加州大学洛杉矶分校的的Kendall N. Houk和中科大的汪义丰（共同通讯作者）等人受到生物合成DNA过程的启发，发现通过自旋中心转移机制可以用于三氟乙酸衍生物的碳-氟键断裂。基于此，研究人员将含三氟甲基的三氟乙酰胺或者三氟乙酸酯等和路易斯碱-硼烷化合物等混合形成反应体系。通过加热，反应体系产生路易斯碱-硼自由基，随后与三氟甲基分子作用并发生自旋中心转移，从而在消除氟离子的同时生成二氟甲基自由基。同理，进一步发生自旋中心转移反应可获得单氟甲基自由基。这些自由基可进一步反应，最终生成双氟或者单氟有机物。该工作认为，研究从成本低廉的三氟乙酸衍生物出发，高效可控合成了双氟/单氟化合物，发展了一种制备含氟有机化合物的新途径。2021年03月19日，相关成果以题为“Sequential C–F bond functionalizations of trifluoroacetamides and acetates via spin-center shifts”的文章在线发表在Science上。

【图文导读】

图1 基于三氟化碳基团的碳-氟键功能化策略

图2 单/双水氟化反应

图3 脱氟偶联反应

图4 两阶段中的多种自由基陷阱

图5 合成应用

图6 机理研究

图7 计算研究

文献链接：Sequential C–F bond functionalizations of trifluoroacetamides and acetates via spin-center shifts（Science, 2021, DOI: 10.1126/science.abg0781）

本文由材料人学术组NanoCJ供稿。

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