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【Angew】单氟甲基取代锍叶立德:作用范围广泛的亲电单氟甲基化试剂

 CBG资讯公众号 2020-08-19

在过去二十年,氟化物由于其神奇的“氟效应”,在药物及农业化学领域被称为“有大自我的小原子”。在药物分子结构中引入氟原子现已成为新药研发的常规手段,相应地,有机化学家们也开发出了多种氟化手段与试剂,以实现不同结构氟化物的制备。


氟西汀胶囊(抗抑郁药)

来源:Wikipedia

近年来,三氟甲基化和二氟甲基化的方法都有很大的突破,如加州大学伯克利分校的F. Dean Toste教授团队通过三氟甲基Au(III)配合物的还原消除反应制备脂肪烃的三氟甲基产物(Science, 2017 DOI:10.1126/science.aan1411);南开大学化学院的汤平平教授团队以三氟甲基芳基磺酸酯(TFMS)为三氟甲基化试剂,对烯烃进行三氟甲基化(Nature Chemistry, 2017 doi:10.1038/nchem.2711);中科院上海有机所的张新刚团队利用廉价的工业原料一氯二氟甲烷(ClCF2H)实现芳香化合物的二氟甲基化(Nature Chemistry, 2017 doi:10.1038/nchem.2746)。相比之下,直接引入单氟甲基(CH2F)的方法开发得较少。

亲电单氟甲基试剂直接进行亲电反应是引入单氟甲基的可行策略之一。早期的亲电单氟甲基化反应通常使用氟甲醇及其衍生物三氟甲磺酸氟甲酯,或者是氟卤甲烷(ClCH2F,ICH2F),但应用都有限制。氟甲醇和三氟甲磺酸氟甲酯反应条件苛刻,底物适用范围窄。氟氯甲烷虽然能与大量亲核试剂反应,但它是一种臭氧消耗气体,应用前景有待商榷。而氟碘甲烷主要用来合成18F标记放射性药物。为了克服亲电单氟甲基化试剂的这些缺点,单氟甲基锍盐12应运而生。其中,1与胺、膦、磺酸、羧酸和酚反应良好,与醇和亲核性的C反应较差。2虽然适用范围稍广,但也不能和常规的醇反应。

亲电单氟甲基试剂

来源:Angew. Chem. Int. Ed.

近日,来自中科院上海有机化学研究所有机氟化学重点实验室的沈其龙研究团队在发表论文,报道了亲电单氟甲基化试剂单氟甲基取代锍叶立德(3a-b)与醇、丙二酸衍生物、磺酸、羧酸、酚、胺、氮杂芳环等一系列亲核试剂进行单氟甲基化反应,反应条件温和,底物适用范围广。氟甲基取代的锍叶立德可由氟甲基苯基硫醚和重氮丙二酸二甲酯反应得到,经过处理后可以获得结晶产物,1H、13C和19F NMR光谱和单晶X-ray分析证明了产物的结构。制备的锍叶立德性质稳定,可以在室温下存放超过一个月。氘代试剂机理研究表明,单氟甲基化反应是通过亲电取代途径进行的。

锍叶立德试剂3a与醇反应

来源:Angew. Chem. Int. Ed.

锍叶立德试剂3b与2-取代丙二酸二乙酯反应

来源:Angew. Chem. Int. Ed.

反应机理研究

来源:Angew. Chem. Int. Ed.

论文链接:

http://onlinelibrary./doi/10.1002/anie.201704175/full

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