南京理工大学蒋绿齐/易文斌Angew：基于N-单氟甲基氨基甲酰氟/硫代氨基甲酰氟构建N-单氟甲基化合物库

论文信息

研究背景

含氟化合物因其独特的物理化学性质，在药物化学和材料科学中具有广泛应用。其中，单氟甲基（CH₂F）基团因其可模拟甲基（CH₃）和羟甲基（CH₂OH）的立体和电子特性，在生物活性分子中显示出巨大潜力。然而，由于合成方法的限制，N-单氟甲基（N-CH₂F）类化合物的开发仍处于起步阶段。传统的合成策略如氯/氟交换或N–H键的亲电氟甲基化，往往仅限于N-杂环结构，难以拓展至更广泛的N-CH₂F羰基和硫代羰基化合物。因此，发展高效、通用的N-CH₂F构建方法具有重要的科学意义和应用前景。

文章概述

近日，南京理工大学蒋绿齐教授与易文斌教授团队在《Angewandte Chemie International Edition》上发表了一项重要研究，成功开发了两种可分离、高反应活性的N-CH₂F构建模块：N-CH₂F硫代氨基甲酰氟和N-CH₂F氨基甲酰氟。基于这两种模块，研究人员进一步合成了一系列此前难以获得的N-CH₂F羰基和硫代羰基衍生物，包括氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯、二硫代氨基甲酸酯、脲、硫脲、硒代氨基甲酸酯、叠氮化物、甲酰胺以及N-(CH₂F)(CF₃)胺等。该策略操作简便、底物适用范围广，并通过实验与理论计算揭示了氟原子在不同位置的反应性差异，为N-CH₂F类化合物的合成提供了新思路。

图文导读

图1：N-CH₂F化合物的研究现状与反应设计思路，突出了当前合成方法的局限性及本研究的创新性。

图2：N-CH₂F硫代氨基甲酰氟和氨基甲酰氟的合成底物范围，包括芳基、烷基、杂环及药物分子衍生物。

图3：反应机理的控制实验与推测路径，通过HRMS和GC-MS验证中间体，排除了类似N-CF₃体系的反应机制。

图4：N-CH₂F构建模块的多样化衍生反应，展示了其与醇、硫醇、胺、硒酚、有机硅试剂等的反应性。

图5：氟原子亲核取代反应性的实验与理论比较（Fukui函数分析），表明硫代氨基甲酰氟具有更高的反应选择性。

期刊介绍

Angewandte Chemie是全球化学领域最具影响力的顶级期刊之一，由德国化学会（German Chemical Society, GDCh）出版，创刊于1887年，最新影响因子为16.9。

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