Angew. Chem. :通过二氟卡宾对ArSCu的两次连续插入实现可控氟碳链延长反应

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氟化学在药物化学、有机材料等领域有着非常多的应用,尤其近年来含有四氟亚乙基结构(-CF2CF2-)得到了大家广泛的关注。目前常用的合成这类结构的方法主要是对邻二羰基化合物的脱氧氟化或者是对炔基的全氟化,而含有杂原子的四氟亚乙基结构(-XCF2CF2-)的合成则主要是通过对BrCF2CF2Br等容易破坏臭氧层类化合物的双官能化。因此,目前实验室缺少利用易得原料并且操作简便的方法来合成含有杂原子的四氟亚乙基结构。



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不同于使用四氟乙烯需要经过多步反应,上海有机所的胡金波研究员团队利用他们开发的新型二氟卡宾试剂TMSCF2Br作为二氟亚甲基源,对ArSCu的高选择性两次插入二氟卡宾,实现了氟碳链延长反应(controllable fluorocarbon chain elongation, CFCE)。得到的“ArSCF2CF2Cu”物种可以实现多种转化而将-CF2CF2SAr引入到目标分子中。

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在反应条件筛选过程中,他们发现传统的二氟卡宾源CuCF3几乎不能和PhSCu反应。在换用TMSCF2Br后,他们顺利地观察到了目标产物。通过对反应条件的筛选,他们能够以高产率和高选择性得到“ArSCF2CF2Cu”物种。在最优条件下,他们对“ArSCF2CF2Cu”与芳基碘代物的偶联反应进行了考察。该反应对于给电子基、吸电子基、杂芳环都能有很好的反应兼容性,换用其他芳基硫酚底物时,也能获得满意的反应产率。

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经过一系列的反应机理探索,他们发现“ArSCF2CF2Cu”是由二氟卡宾对ArSCu的S-Cu键连续两次插入得到,而不是经由ArSCu对四氟乙烯的1,2-加成。

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综上所述,胡金波研究员团队成功以他们自己发展的TMSCF2Br试剂作为二氟卡宾源,实现了对ArSCu的可控氟碳链延长反应,以高产率高选择性得到了难以通过四氟乙烯直接制备得到的“ArSCF2CF2Cu”。该亚铜试剂可以与芳基/杂芳基碘代物发生高效的偶联反应,顺利地将-CF2CF2SAr引入目标分子中。通过机理实验确认,“ArSCF2CF2Cu”是通过二氟卡宾对ArSCu的两次连续插入得到,而不是ArSCu对四氟乙烯的1,2-加成。

文信息

Controllable Double Difluoromethylene Insertions into S−Cu Bonds: (Arylthio)tetrafluoroethylation of Aryl Iodides with TMSCF2Br

Dr. Shitao Pan, Dr. Qiqiang Xie, Dr. Xiu Wang, Rumin Huang, Yuhao Lu, Dr. Chuanfa Ni, Prof. Dr. Jinbo Hu


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202400839



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