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上海有机所钯催化芳基二氟甲基化取得新进展
更新日期:2017-04-18  

  日前,中科院上海有机化学研究所张新刚团队利用廉价工业原料一氯二氟甲烷(ClCF2H)制备出含二氟甲基的芳香化合物。相关研究成果于317日在线发表在《自然·化学》期刊上Nat. Chem., 2017, DOI: 10.1038/nchem.2746 

  含氟有机化合物由于氟原子的独特性质,在医药、农药和材料领域具有十分广泛而重要的应用。近年来,发展与之相关的高效引氟方法和手段,受到了合成化学家的高度关注。尽管在过去的10年中,大量高效、新颖的氟化方法和反应相继被报道,但大多使用的是价格昂贵的氟化试剂,而对于大量存在的含氟工业原料小分子氟烷烃的高效转化却鲜有报道。这些小分子氟烷烃具有结构简单、廉价易得的特点,但是由于缺乏灵活多样的可转化位点以及相对惰性的反应性,造成其除了单一工业用途之外,很少有其它高效转化手段。 

  张新刚团队在长期研究过渡金属催化下氟烷基化反应的基础上(J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 4506; Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 1669),发现了钯催化下经历二氟卡宾途径的溴二氟乙酸乙酯对芳基硼酸的二氟甲基化反应 Org. Lett. 2016, 18, 44)。尽管二氟卡宾的金属络合物已经被分离,但是利用二氟卡宾金属中间体进行催化的反应仍存在很大挑战。受到上述工作启发,他们采用过渡金属二氟卡宾催化策略,在钯催化下首次成功实现了ClCF2H对(杂)芳基硼化合物的二氟甲基化,为ClCF2H的高效转化提供了新的模式(图1b)。 

图1、ClCF2H的化学转化

  作者表示,该反应具有以下优点:1)反应高效简洁、底物普适性广;2)氟化试剂成本低廉;3)官能团兼容性优秀,含氮杂环、复杂生物活性分子均适用。同时,该反应还可以对生物活性分子代谢位点进行后期氟修饰,即使是克量级反应也可以取得良好收率,从而为药物研发提供了高效简便的方法。目前,对于催化剂使用量的降低以及对该反应机理和相关反应的深入研究正在进行之中。 

        (摘自 中科院上海有机所