‍‍‍

氟化学是当今研究领域的热点。向有机分子中引入氟原子或含氟基团，其物理、化学以及生理性质通常与母体分子具有明显的差异，因而在药物化学、有机化学以及材料化学中一直备受人们的关注和重视，利用有效的方法合成含氟化合物是一类十分有前景的工作。异氰在许多领域中是很好的反应骨架，人们已经发展了许多利用异氰作为底物合成含氟化合物的方法。但是在研究的过程中，由于其本身具有不愉快的气味，为研究者带来了不便，也导致该领域令人望而却步。最近，华侨大学化工学院新一代物质转化研究所的宋秋玲课题组利用溴二氟乙酸乙酯作为双重角色，与廉价易得的一级胺一锅法作用，通过原位产生异氰，进而转化生成非常有价值的含氟产物，此次研究完全避免对异氰的纯化，通过多步串联反应一气呵成。众所周知，溴二氟乙酸乙酯通常视为二氟烷基化试剂，但是溴二氟乙酸乙酯在反应体系中通过一个C-Br键、两个C-F键以及一个C-COOEt键的四重断裂作为C1来源生成活泼中间体异氰，并且又作为二氟烷基化试剂形成有价值的含氟化合物至今无人报道。

图1. 溴二氟乙酸乙酯的多种角色

经过对条件的认真筛选并得到最优条件后，他们对多种2-氨基联苯的底物适用范围进行考察。该反应具有非常好的底物适用性，可以高收率地得到6-二氟乙酸乙酯菲啶化合物，并且能兼容多种官能团。产物3r-3t具有很高的选择性，另外，产物3ab的6位和9位均可发生二氟烷基化，产率中等。

图2. 2-氨基联苯底物适用范围的考察

该课题组此前利用Cu/B₂pin₂体系作用于BrCF₂COOEt进行了大量的研究。B₂pin₂在该反应中可以充当还原剂，促使产生CF₂COOEt自由基，而在该体系下产生的含氟碳自由基表现出独特的反应活性，可以对多种底物如苯乙炔、苯丙炔酸、亚胺、苯醌类、芳胺、2-硝基炔类等化合物进行含氟基团的引入，相应的研究成果分别在Org. Chem. Front., 2016, 3, 150; J. Org. Chem., 2016, 81, 3654; Adv. Synth. Catal., 2017, 359, 384; Chem. Commun., 2017, 53, 2222; Org. Lett., 2018, 20, 393报道。而在对各种2-（甲硫基）苯胺进行拓展时，他们发现体系中必须加入催化剂负载量的联硼酸频哪醇酯（B₂pin₂）反应结果才较为理想。与以往的工作相比（Chem. Commun., 2017, 53, 2222），Cu/B₂pin₂体系在不同的碱、配体和溶剂的作用下，得到的产物却大不相同。由此可见，对联硼化合物性质的研究仍然需要认真挖掘。这类2位存在二氟取代的苯并噻唑类化合物此前没有其他方法可以实现。随后他们对该反应的底物适用范围进行拓展，不管是给电子还是吸电子基团修饰的底物，反应均能以中等到良好的收率得到目标产物。

图3. 2-（甲硫基）苯胺底物适用范围的考察

底物拓展后，他们还对该反应进行了机理探究以及DFT计算，发现在反应过程中，一级胺与一分子溴二氟乙酸乙酯原位生成异氰，进而发生后续的转化，由此提出了可能的机理。

图4. 机理探究

该工作可以为异氰化学和氟化学带来新的认知，促进异氰化学的快速发展。相关工作最近发表在期刊Chemical Communications上。上述研究工作得到国家自然科学基金委、中组部青年千人计划、福建省自然科学基金等的大力支持。

该论文作者为：Xingxing Ma, Shaoyu Mai, Yao Zhou, Gui-Juan Cheng and Qiuling Song

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

Dual role of ethyl bromodifluoroacetate in the formation of fluorine-containing heteroaromatic compounds

Chem. Commun., 2018, DOI: 10.1039/C8CC04298E

导师介绍

宋秋玲

http://www.x-mol.com/university/faculty/41622

点击“阅读原文”，查看 化学 • 材料 领域所有收录期刊