烯烴雙官能團化是構建有用化合物的綠色手段之一，可以最大限度減少廢物并減輕環(huán)境影響。將三氟甲基引入有機分子可以增強化合物的生物學特性，因此基于–CF3的烯烴雙官能化在最近幾年受到極大關注。關于烯烴的碳-三氟甲基化、氮雜-三氟甲基化、鹵代-三氟甲基化、硫代-三氟甲基化和氧-三氟甲基化反應已被廣泛報道，這些方法大多需要使用過渡金屬試劑、光催化劑、氧化劑或至少一種添加劑（Scheme 1a）。
由于有機硫氰酸酯在藥物中的重要性以及硫氰酸酯基團轉化為各種含硫衍生物的能力，簡單烯烴的三氟甲基-硫氰化具有重要意義。Liu等人曾報道了使用Togni-II試劑（作為CF3源）和TMSNCS（作為硫氰酸酯源）在銅催化下的分子間三氟甲基-硫氰化反應（Scheme 1b）。但這種方法存在一些局限性，例如使用過渡金屬催化劑和不穩(wěn)定且易爆的–CF3源。因此，開發(fā)溫和、經濟和環(huán)境友好的烯烴三氟甲基-硫氰化合成方法值得關注。
目前大多數(shù)的可見光催化都需要金屬絡合物或有機染料作為光催化劑來吸收光，并引起單電子轉移（SET）或能量轉移（ET），從而實現(xiàn)有機分子官能團化。使用可見光作為唯一促進劑來用于有機分子官能團化的方法仍很少。近期，印度科學與工業(yè)研究理事會-印度化學研究所（CSIR-IICT）的Srirama Murthy Akondi及合作者報道了一種綠色的烯烴三氟甲基-硫氰化方法。作者通過使用Umemoto試劑II作為CF3源，硫氰酸銨作為廉價的硫氰化劑，在無光催化劑、無氧化劑、無堿和無添加劑的條件下高效實現(xiàn)烯烴的雙官能團化（Scheme 1c）。此外，該方案首次實現(xiàn)了烯烴的三氟甲基-硒氰化。相關成果發(fā)表在Green Chem.上（DOI: 10.1039/d0gc01726d）。
（來源：Green Chem.）
經過優(yōu)化，作者得到的最優(yōu)條件為：4-叔丁基苯乙烯（1a），Umemoto試劑II（1.5當量）和硫氰酸銨（1.5當量）在乙腈中的混合物在室溫和N2氣氛下，使用Penn PhD光反應器m2（藍色LED，450 nm）照射4小時，即可以93％的收率獲得所需的雙官能化產物2a（Table 1）。
（來源：Green Chem.）
作者接著討論了該方法的底物適用性（Table 2）。對位、間位和鄰位帶有取代基的苯乙烯（1a-1i）在這些反應條件下均具有良好的耐受性，并以良好或優(yōu)異的收率得到相應的產物（2a-2j）。烷基取代的烯烴如甲基丁子香酚（1n）、乙烯基環(huán)辛烷（1p）和1-二十碳烯（1r）也適合此轉化，以中等收率提供產物2m-2r。帶有官能團的烯烴（酯、磺酸鹽、酰亞胺和磷酸鹽）在該體系中的兼容很好地證明了該方法的有效性。最后，衍生自雌酮和氯尼辛的復雜有機分子也可以以高收率得到雙官能團化產物2aa和2ab。
（來源：Green Chem.）
在這一基礎上，作者進一步測試了這種分子間雙官能化策略在三氟甲基化-硒氰化反應中的效果。值得高興的是，使用硒氰酸鉀為硒氰化劑在最佳條件下可以以中等至良好的收率得到所需的化合物3a-3h（Table 3）。
（來源：Green Chem.）
接著作者測試了三氟甲基化-硒氰化方法的實用性。首先，在最佳條件下，1 mmol的烯烴1u進行三氟甲基-硫氰基化，可以68％的收率獲得相應的產物2u（Scheme 2A）。其次，將2u用TMSCF3和Cs2CO3處理時，–SCN可以轉化為–SCF3（4a），這是藥物中廣泛存在的親脂基團。–SCN也可以轉化為酶穩(wěn)定的磷酸鹽類似物——硫代磷酸酯（4b）（Scheme 2B）。
（來源：Green Chem.）
為了證明該反應的反應機理，作者進行了一些控制實驗。首先，UV/Vis實驗排除了在烯烴1a和Umemoto試劑II之間可能形成EDA（電子供體受體）絡合物的可能性。接著，當加入TEMPO后，反應體系中檢測到TEMPO-CF3加合物（5），且加入3當量的TEMPO后，HRMS檢測到CF3-TEMPO雙官能團化產物（6）（Scheme 3A）。這一結果與Egami和Hamashima的相關報道一致，即Umemoto試劑II在可見光區(qū)域內的最小吸收會引起光誘導引發(fā)。最后，當二烯底物（1ac）在標準條件下反應時，自由基閉合環(huán)化產物2ac以45％的收率獲得，dr值為7:1（Scheme 3B）。
（來源：Green Chem.）
基于上述控制實驗，作者提出了可能的反應機理（Scheme 4）。反應最初是由Umemoto試劑II（A）在可見光下發(fā)生均相裂變產生自由基來引發(fā)的，這一過程生成CF3自由基和自由基陽離子B。CF3自由基首先與烯烴1加成形成自由基C。C與NH4SCN的轉化可能通過兩種途徑：a）單電子從自由基C轉移至親電的Umemoto試劑II（A）使CF3自由基再生，同時形成副產物D和碳正離子E；或者自由基陽離子B也可以氧化自由基C至碳正離子E；硫氰酸根陰離子對碳正離子E的親核進攻得到所需產物2。b）通過A和B氧化NH4SCN來生成SCN自由基，其與C發(fā)生自由基-自由基偶聯(lián)得到產物2。
（來源：Green Chem.）
總之，作者開發(fā)了一種溫和高效的烯烴分子間三氟甲基-硫（硒）氰化方法，反應無需使用光催化劑、氧化劑、堿和添加劑。該方法適用于苯乙烯、丙烯酸酯和未活化烯烴，并能以良好到極佳的收率提供各種三氟甲基-硫氰酸酯。另外，該方案首次使用硒氰酸鉀實現(xiàn)了烯烴的三氟甲基-硒氰化。
