由于氟的獨(dú)特性質(zhì)，有機(jī)氟化合物在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)化學(xué)、藥物化學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)和有機(jī)合成等領(lǐng)域具有特殊的重要性。引入與炔烴部分相鄰的氟原子可以調(diào)節(jié)C-C三鍵的反應(yīng)活性。在過去的幾年中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了1或2個(gè)C-F鍵裂解和炔基官能團(tuán)轉(zhuǎn)化的多種反應(yīng)模式。然而，這些反應(yīng)需要使用昂貴的金屬催化劑、額外的添加劑，且反應(yīng)條件比較苛刻。此外這些研究主要集中在使用簡(jiǎn)單炔烴與脒的氧化環(huán)化合成咪唑。據(jù)我們所知，通過雙重C-F鍵功能化直接發(fā)展從全氟烷基內(nèi)炔合成全氟烷基取代基的六元雜環(huán)的方法，迄今為止從未有過報(bào)道。
近日，南京工業(yè)大學(xué)褚雪強(qiáng)和沈志良團(tuán)隊(duì)首次報(bào)道了在無過渡金屬條件下，以全氟烷基炔烴和脒為底物，Cs2CO3為堿，通過加氫胺化、脫氟和成環(huán)串聯(lián)反應(yīng)制備全氟烷基取代嘧啶化合物的反應(yīng)方法。
該工作從反應(yīng)溫度、堿的種類、溶劑的種類等角度進(jìn)行探索，發(fā)現(xiàn)在70℃條件下、空氣氛圍中，以DMA為溶劑，使用三當(dāng)量的Cs2CO3，即可以77%的分離產(chǎn)率獲得含有全氟烷基的目標(biāo)嘧啶化合物(Table 1)。 Table 1. Optimization of reaction conditions a a Reaction conditions: 1a-1a''' (0.3 mmol), 2a (0.36 mmol), and Cs2CO3 (0.9 mmol) in solvent (1.5 mL) under air for 24 h. b Yields were determined by NMR analysis with 1,4-dimethoxybenzene (0.25 mmol) as an internal standard. c Isolated yield. d 6 h. e At 100 °C. 隨后該組以此為模板條件進(jìn)行了底物拓展研究，在該反應(yīng)體系下，具有不同取代基結(jié)構(gòu)的脒(Table 2)、及不同取代基的芳基炔，烯基炔和烷基炔(Table 3)、具有不同碳鏈長(zhǎng)度全氟烷基的炔類化合物均可兼容(Table 4)，且有著中等至良好的收率。 Table 2. Substrate scope of various amidines 2 a a Reaction conditions: 1a (0.3 mmol), 2 (0.36 mmol), Cs2CO3 (0.9 mmol), and DMA (1.5 mL) at 70 °C for 24 h under air; isolated yields. b2 (0.45 mmol) was used. Table 3. Substrate scope of different perfluorobutyl alkynes 1 a a Reaction conditions: 1 (0.3 mmol), 2i or 2n (0.36 mmol), Cs2CO3 (0.9 mmol), and DMA (1.5 mL) at 70 °C for 24 h under air; isolated yields. b2i (0.45 mmol) was used at 100 °C. Table 4. Substrate scope of different perfluoroalkyl alkynes 1 a a Reaction conditions: 1 (0.3 mmol), 2i (0.36 mmol), Cs2CO3 (0.9 mmol), and DMA (1.5 mL) at 70 °C for 24 h under air; isolated yields. 除此之外，使用模板反應(yīng)條件的放大反應(yīng)能順利進(jìn)行，并且該組還成功的將該方法應(yīng)用于藥物分子的后期修飾中，在復(fù)雜分子合成方向上表現(xiàn)出一定的潛力(Scheme 2)。 Scheme 2. Scale-up synthesis and further transformations 機(jī)理驗(yàn)證方面，該組提出，在堿的作用下，反應(yīng)通過加氫胺化、脫氟和成環(huán)的順序形成了兩個(gè)新的C-N鍵和一個(gè)新的雜環(huán)，從而獲得最終的全氟烷基嘧啶化合物。 該工作為合成多氟烷基嘧啶化合物提供了一條簡(jiǎn)便方法，該反應(yīng)條件溫和，官能團(tuán)耐受性好，具有較好的區(qū)域選擇性。反應(yīng)經(jīng)歷了兩步C-F鍵的斷裂，隨后環(huán)化生成多氟烷基嘧啶化合物。 點(diǎn)擊“閱讀原文”直達(dá)上述文章 Transition-metal-free hydroamination/defluorination/cyclization of perfluoroalkyl alkynes with amidines Li-Wen Sun, Zi-Lun Yu, Xin-Long Luo, Mengtao Ma, Zhi-Liang Shen and Xue-Qiang Chu Org. Chem. Front., 2022, Advance Article https://doi.org/10.1039/D1QO01439K *文中圖片皆來源上述文章 通訊作者簡(jiǎn)介 沈志良 教授 南京工業(yè)大學(xué) 化學(xué)與分子工程學(xué)院 沈志良教授主要從事金屬有機(jī)試劑（特別是有機(jī)銦金屬試劑）的制備及應(yīng)用、水相及離子液體中綠色有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的開發(fā)、含氟雜環(huán)化合物的合成等方面的研究。迄今為止共發(fā)表論文70余篇，其中以第一作者（包括共同一作、導(dǎo)師一作本人二作）和通訊作者身份在Chemical Reviews, Chemical Society Reviews, Journal of the American Chemical Society, Angewandte Chemie International Edition, Chem, ACS Catalysis, Green Chemistry, Chemical Communications, Organic Letters, Chemistry—A European Journal, Advanced Synthesis & Catalysis, Organic Chemistry Frontiers, Journal of Organic Chemistry, Tetrahedron Letters等國際權(quán)威期刊上發(fā)表論文62篇；研究工作受到了國內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注和點(diǎn)評(píng)：兩篇論文以封面（frontispiece和back cover）形式發(fā)表，一篇論文被審稿人選為Very Important Publication（VIP），兩篇論文曾入選ESI高被引論文，一篇論文曾被主編選為ACS Editors' Choice，多篇論文被Synfacts、ChemViews、Noteworthy Chemistry (ACS)、Organic Chemistry Portal、X-MOL等作為亮點(diǎn)進(jìn)行報(bào)道和評(píng)述。碩士學(xué)位論文分別榮獲2005年蘇州大學(xué)以及2006年江蘇省優(yōu)秀碩士學(xué)位論文獎(jiǎng)；并榮獲2014年國家優(yōu)秀自費(fèi)留學(xué)生獎(jiǎng)學(xué)金；入選中國化學(xué)會(huì)2019聯(lián)合國“國際化學(xué)元素周期表年”49號(hào)金屬元素銦的代言人。同時(shí)作為主要完成人參與的項(xiàng)目“功能性有機(jī)分子的合成、性質(zhì)及應(yīng)用研究”獲得2010年中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。 褚雪強(qiáng) 助理教授 南京工業(yè)大學(xué) 化學(xué)與分子工程學(xué)院 褚雪強(qiáng)博士在多重C-F鍵官能化反應(yīng)研究方面，取得了系列研究成果。先后在國內(nèi)外有影響的學(xué)術(shù)刊物，如Chem, iScience, ACS Catalysis, Organic Letters, Green Chemistry, Chemical Communications, Organic Chemistry Frontiers, Chemistry-A European Journal, Advanced Synthesis & Catalysis等上公開發(fā)表論文>80篇，其中以第一作者或通訊作者身份公開發(fā)表39篇論文，包含ESI高被引論文2篇, H-index 17。已申請(qǐng)或授權(quán)的專利12項(xiàng)。主持國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目各一項(xiàng)。
