含氟化合物因其在改變有機(jī)分子物理性質(zhì)方面的潛力而發(fā)揮著重要作用由于氮廣泛存在于功能材料、藥物和農(nóng)用化學(xué)品中，通過三氟甲基化對(duì)氮進(jìn)行修飾也是一種改變功能的方法，但由于缺乏通用的、高效的合成方法來獲取這些化合物。
作者根據(jù)他們之前合成非環(huán)化N-CF3氨甲酰疊氮的方式，通過可見光催化芳族和脂族N-CF 3氨基甲?；B氮化物轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的環(huán)狀N-CF3脲。
作者首先篩選了反應(yīng)條件確定了DCM作為溶劑，使用常見的光催化劑PC1，就能使模板底物以72%的產(chǎn)率得到產(chǎn)物。隨后對(duì)底物進(jìn)行了拓展，無論是給電子（三甲氧基13或烷基2,4）和吸電子基團(tuán)如CF3（9），鹵素（3,5,8,10,11）或砜（7）都可以容忍。C-Br和C-Cl的耐受性證明了該過程的溫和性。此外，萘環(huán)6僅由1,5-環(huán)化形成；1,6過程沒有發(fā)生。對(duì)于不對(duì)稱底物9，以2:1的比例獲得了兩種可能的異構(gòu)體的混合物。
隨后作者又對(duì)非芳香族底物進(jìn)行了拓展，N-CF3咪唑在相同的條件也可以合成非芳香族咪唑烷酮。完全脂肪族分子N-CF3（15,16,22）的生成α取代C?N鍵碳中心。環(huán)的形成的氮烯C? H插入是完全立體定向的。例如，異亮氨酸衍生的N-CF 3氨基甲?；B氮化物作為單一非對(duì)映異構(gòu)體以高產(chǎn)率生成了16（d.r.98:2）。此外，在沒有酯取代基的情況下，發(fā)現(xiàn)環(huán)形成是完全立體定向的。20以高對(duì)映體純度分離得到產(chǎn)物。
隨后作者又檢查了后續(xù)衍生中的穩(wěn)定性，以探索其作為底物的更廣泛潛力。容易實(shí)現(xiàn)22的叔丁酯，并以定量收率得到23、。通過晶體學(xué)分析確認(rèn)結(jié)構(gòu)。隨后在典型的肽偶聯(lián)條件下與氨基酸偶聯(lián)，得到24，收率良好，非對(duì)映異構(gòu)體比率>99:1。此外，在Ullman條件下偶聯(lián)得到25的N-芳基化以及N-烷基化是可行的，以最終制備oxatomide（一種抗組胺藥26）的N-CF3類似物?？固悄虿∷幬镏衅毡榇嬖诘募妆交酋ｋ?7也可以合成， N-CF 3苯并咪唑酮核心也適用于傳統(tǒng)的與溴化部分進(jìn)行硼化（28），烷基化（29）和胺化（30）的交叉偶聯(lián)。這些實(shí)例都說明了N-CF3在后續(xù)合成中的穩(wěn)定性。
另一方面，N-CF3氨基甲?；B氮化物比N-Me類似物更缺電子可能是更好的電子受體。作者對(duì)還原電位的計(jì)算表明E1/2對(duì)于N-CF3 I和E1/2=對(duì)于N-Me II為1.68V，這也通過循環(huán)伏安法實(shí)驗(yàn)證實(shí)。通過計(jì)算PC1和PC2的激發(fā)態(tài)電位是?1.40和?分別為1.15V，即只有PC1能夠活化N-CF 3底物I，但沒有催化活化N-Me II。反應(yīng)是通過電子轉(zhuǎn)移而不是能量轉(zhuǎn)移機(jī)制，解釋了觀察到的N-Me與N-CF3的反應(yīng)性差異性。
隨后作者又進(jìn)行了分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算，表明如果氨基甲?；B氮化物被還原，則產(chǎn)生的疊氮自由基陰離子將容易失去氮分子生成相應(yīng)的氮自由基陰離子。
DOI：10.1021/jacs.2c02004
