当前位置 : X-MOL首页行业资讯 › Angew. Chem.:二氟卡宾化学新进展——对碳-氢键的高效二氟甲基化

Angew. Chem.:二氟卡宾化学新进展——对碳-氢键的高效二氟甲基化

二氟卡宾是有机氟化学领域中一个非常重要的活性中间体,广泛用于在有机分子中引入二氟甲基、二氟亚甲基以及二氟烯基等官能团。对于二氟卡宾而言,一方面,由于氟原子强的诱导效应,使得二氟卡宾碳中心非常缺电子;另一方面,由于氟原子的孤对电子能够填充到单线态二氟卡宾的空p轨道,从而降低碳中心的缺电子性;这两个效应同时存在使得二氟卡宾成为一个中等亲电的物种。


最近十几年来,二氟卡宾化学受到越来越广泛的关注,许多新型的二氟卡宾试剂被开发出来,并可实现(1)O、S、N、P 等杂原子的高效二氟甲基化,(2)烯(炔)烃的二氟环丙烷(烯)化,(3)醛酮或重氮化合物的二氟烯基化。然而,利用二氟卡宾实现各类碳亲核试剂的二氟甲基化报道较少。在已有的报道中,β-酮酸酯、丙二酸酯是研究相对较为成熟的两类底物,它们的高效二氟甲基化已经实现。但是,其他碳亲核试剂如普通的酯、酰胺、芴以及末端炔等,它们二氟甲基化的方法未见报道或者效率很低(图1)。

图1. 各种二氟卡宾试剂对碳亲核试剂的二氟甲基化


中国科学院上海有机化学研究所胡金波点击查看介绍课题组长期以来一直致力于二氟卡宾化学的研究,发展了一系列基于二氟卡宾化学的新试剂和新方法(相关综述见Synthesis, 2014, 46, 842-863)。其中,TMSCF2X (X = F, Cl, Br) 是胡金波课题组发展的一类非常优秀的二氟卡宾前体,有着独特的反应性。如利用TMSCF2Br,可以在非常温和的条件下实现醇的二氟甲基化(Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 3206,点击阅读详情);利用TMSCF3,产生二氟卡宾二聚可以原位制备四氟乙烯并用于-CF2CF2-的引入(Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 9971,点击阅读详情);还可利用TMSCF3,实现氟碳链的延长(Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 13211)。


近期,胡金波课题组利用TMSCF2Br作为二氟卡宾试剂,成功实现了温和条件下各类活化C-H键的高效二氟甲基化。一系列sp3和sp杂化的碳亲核试剂,如酯、酰胺、芴、末端炔、β-酮酸酯、丙二酸二乙酯、丙二腈和氰乙酸酯等,都能顺利实现二氟甲基化,同时有高的C/O选择性(图2)。研究表明,只需要在合适碱及溶剂体系下,相应的C-H键去质子生成亲核性的碳负离子后,以TMSCF2Br为二氟卡宾源,就可顺利实现二氟甲基化。相关工作发表在Angew. Chem. Int. Ed. 上。

图2. TMSCF2Br对各种碳亲核试剂的二氟甲基化 [注:括号内的比例为C/O二氟甲基化产物的摩尔比]


在与其他二氟卡宾试剂的对比中,他们发现,其他试剂与酰胺1的反应性都很低(图3),TMSCF2Br在这一反应中有着独特的优越性。

图3. 其他二氟卡宾试剂对酰胺1的二氟甲基化


最后,由于TMSCF2Br可在多种温和条件下产生二氟卡宾,而不同条件下不同官能团与二氟卡宾的反应性相差很大,利用这一特性,他们成功实现了多官能团底物与二氟卡宾的正交反应(图4)。

图4. 多官能团底物与二氟卡宾的正交反应性


——总结——


在该工作中,胡金波课题组利用TMSCF2Br作为二氟卡宾试剂,发展了一种通用的对各种碳亲核试剂高效二氟甲基化的方法,解决了以往一些碳亲核试剂与二氟卡宾反应效率不高的问题。同时,探索了不同官能团与二氟卡宾的正交反应性,开创了二氟卡宾化学研究的一个新方向。


该论文作者为:Qiqiang Xie, Ziyue Zhu, Lingchun Li, Chuanfa Ni, and Jinbo Hu

原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

A General C-H Difluoromethylation Protocol for Carbon Acids Using TMSCF2Br

Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201900763


导师介绍

胡金波

https://www.x-mol.com/university/faculty/15613

课题组链接

http://hujinbo.sioc.ac.cn/


(本稿件来自Wiley


如果篇首注明了授权来源,任何转载需获得来源方的许可!如果篇首未特别注明出处,本文版权属于 X-MOLx-mol.com ), 未经许可,谢绝转载!

LANGMUIR
Drug Delivery 给药系统
SN Applied Sciences期刊征稿
Discover Sustainability特刊征稿
绿色化学跨学科研究方法
农用化学品对水质影响合集征稿
Frontiers招聘
Virulence
化学循环燃烧及其他
低碳能源系统自主协同运行
食品化学食品技术
等离子体驱动气相沉积工艺
化学科学的最新进展
默克化学品
Nature Portfolio
最新物联网研究成果
生态材料最新进展合集征稿中
APPLIED新
极地科学专辑
Physics
scientific reports
APPLIED
organic materials
欢迎新作者ACS
中国作者高影响力研究精选
虚拟特刊
屿渡论文,编辑服务
浙大
上海中医药
密西根
西湖大学
华东师范
华东师范
江南大学
深圳湾实验室
美国
国科大
南开大学
香港城市大学
深圳湾实验室
隐藏1h前已浏览文章
课题组网站
新版X-MOL期刊搜索和高级搜索功能介绍
ACS材料视界
天合科研
x-mol收录
试剂库存
down
wechat
bug