tf2o 上海有机所卿凤翎课题组在发展三氟甲基化试剂研究中取得重要进展

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引导阅读

三氟甲基是重要的含氟官能团，许多含氟生物活性物质都含有三氟甲基。近半个世纪以来，三氟甲基化试剂和反应的研究一直是有机化学和药物化学的重要研究课题。中国科学院上海有机化学研究所有机氟化研究所重点实验室庆丰岭从事三氟甲基化反应研究多年。他们首先提出并实现了“氧化三氟甲基反应”的新概念(J. Am。化学。Soc.2010，132，7262)。这类反应突破了传统三氟甲基化反应中底物的限制，为三氟甲基和其他氟烷基化合物(Acc)的合成开辟了新的方向。化学。第2014、47、1513号决议)。

到目前为止，化学家们已经开发出了一系列三氟甲基化试剂，但是这些试剂也存在着各种各样的问题:例如托格尼试剂和梅莫托试剂合成复杂、价格昂贵；鲁伯特-普拉卡什试剂和朗罗伊试剂在工业应用中过于昂贵。三氟碘甲烷是一种很难操作的气体。因此，开发一种更便宜、更容易操作的三氟甲基源具有挑战性。

最近，该研究小组在三氟甲基化试剂的开发方面取得了重要进展。基于光致氟烷基化反应的研究(Angew。化学。里面的由…编辑2016，55，1479)，利用光氧化-还原催化策略，开发了两种易得、易操作的自由基三氟甲基化试剂。

三氟乙酸(TFA)及其衍生物价格低廉，易得，是理想的三氟甲基化试剂。然而，由于三氟甲基(>:+2.24 V)的强吸电子性质，三氟乙酸具有高氧化电位，这使得TFA难以进行氧化脱羧。传统的三氟乙酸脱羧条件苛刻，底物通用性差。

研究组以三氟乙酸和五氟碘苯为原料，在氧化剂存在下制备三氟乙酰氧基五氟碘苯。在可见光氧化还原催化条件下，高价碘试剂FPIFA与一系列芳香(杂)环反应生成酸自由基三氟甲基化(ACS Cat。2018, 8, 2839).反应条件温和，反应后生成的五氟碘苯可循环使用，用于制备高价碘试剂FPIFA(图1)。

图1:高价碘试剂FPIFA在可见光氧化还原催化下作为可回收的自由基三氟甲基化试剂

三氟甲磺酸酐(Tf2O)是有机合成中的重要试剂，常用于各种亲核试剂(O，N)的三氟甲磺酰化。我们的研究小组利用吡啶原位亲核活化Tf2O，在可见光氧化还原催化(Angew)下实现了芳香和杂环底物的一系列三氟甲基化反应。化学。里面的由…编辑2018, 57, 6926).同时实现了三氟甲基化-三氟甲磺酰基氧化非末端炔烃的双功能反应，充分利用了Tf2O中的三氟甲基和三氟甲磺酸盐阴离子，具有良好的原子经济性(图2)。

图2:三氟甲磺酸酐作为吡啶活化/可见光光催化氧化还原条件下的高效三氟甲基化试剂

以上研究工作得到了国家自然科学基金、中国科学院科技战略试点项目(乙类)、中国科学院青年创新促进会的支持。