突破！我国学者在有机氟化合物的可控合成取得进展

图1 基于自旋中心转移过程的连续可控脱氟转化

在国家自然科学基金项目（项目编号：21672195、21702201、21971226）的资助下，中国科学技术大学及合肥微尺度物质科学国家研究中心汪义丰研究团队与理论计算化学家霍克（K. Houk）团队合作，在有机氟化合物的可控合成领域取得重要进展。该成果以“通过自旋中心转移过程实现三氟乙酰胺和三氟乙酸酯连续C-F键官能团化（Sequential C–F bond functionalizations of trifluoroacetamides and acetates via spin-center shifts）”为题，于近期发表在《科学》（Science）上。论文链接：https://science.sciencemag.org/content/early/2021/03/03/science.abg0781。

有机氟化合物因其独特的碱性、亲脂性和抗氧化性以及高度的物理和化学稳定性等被广泛应用于生命科学和材料科学等领域，对这类化合物的高效合成是化学领域的重要研究方向。从来源丰富的三氟甲基化合物出发，通过连续可控脱氟转化获得功能性含氟分子是备受关注的路径之一。然而，由于碳-氟键的键能随着脱氟反应的进行而逐渐降低，当第一个碳-氟键断裂后，第二个和第三个碳-氟键更容易被活化，从而使得脱氟过程的化学选择性难以控制。

中国科学技术大学汪义丰教授团队与K. Houk（霍克）教授团队合作，从生物合成中的自旋中心转移（spin-center shift, SCS）机制获得启发，设计了碳-氟键断裂的新策略，实现了三氟甲基逐级可控脱氟官能化转化。该策略从廉价易得的三氟乙酸衍生物出发，利用4-二甲氨基吡啶-硼自由基与三氟、二氟以及单氟乙酰基化合物反应性能的差异，基于SCS机制，实现三氟乙酰胺和三氟乙酸酯的逐级可控脱氟官能化反应；通过两步连续且相互独立的过程实现双氟和单氟化合物的化学选择性构建（图1）。该方法为制备功能性的单氟和双氟化合物提供了经济实用的途径。

来源：国家自然科学基金委员会