有機(jī)過氧化合物因其過氧（O-O）鍵而具有獨(dú)特的生物活性和化學(xué)反應(yīng)性。多官能團(tuán)取代有機(jī)過氧化合物的合成與轉(zhuǎn)化一直吸引著有機(jī)合成化學(xué)家的注意?；谙N雙官能團(tuán)化的合成策略，可以實(shí)現(xiàn)過氧基團(tuán)和另一個(gè)官能團(tuán)同時(shí)引入烯烴分子中，得到多官能團(tuán)取代有機(jī)過氧化合物。有機(jī)過氧化合物的過氧鍵與引入的官能團(tuán)在其進(jìn)一步轉(zhuǎn)化中將產(chǎn)生官能團(tuán)的協(xié)同效應(yīng)，表現(xiàn)特殊的化學(xué)反應(yīng)性。含氟有機(jī)化合物具有獨(dú)特的物理、化學(xué)和生物性質(zhì)。研究者們利用烯烴三分子過氧化的策略合成了多種含氟有機(jī)過氧化合物，例如，全氟烷基、三氟甲基和二氟烷基過氧化合物（圖1A）。在氟烷基和過氧基團(tuán)的協(xié)同轉(zhuǎn)化研究中，研究者們可以選擇性得到多種環(huán)狀或者鏈狀產(chǎn)物。二氟甲基（CF2H）是一種具有高極化C-H鍵的氟烷基。最近，中國(guó)人民大學(xué)化學(xué)系李志平課題組利用二氟甲基亞磺酸鈉作為二氟甲基源，叔丁基過氧化氫作為氧化劑和偶聯(lián)劑，首次實(shí)現(xiàn)了烯烴的二氟甲基化-過氧化反應(yīng)（圖1B）。
圖1 氟烷基化-過氧化反應(yīng) 作者們發(fā)現(xiàn)在碘化亞銅作為催化劑和乙腈作為溶劑的條件下，烯烴與二氟甲基亞磺酸鈉和叔丁基過氧化氫反應(yīng)選擇性生成β-二氟甲基過氧化合物（圖2）。作者對(duì)底物的普適性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)苯環(huán)上或者α位取代的苯乙烯都能以中等到良好收率得到目標(biāo)產(chǎn)物。此外，其他類型底物如2-乙烯基萘、烯炔和薄荷醇衍生的烯烴都適用于該反應(yīng)。 圖2 反應(yīng)普適性研究 作者們同時(shí)開展了β-二氟甲基過氧化合物的轉(zhuǎn)化研究（圖3）。研究發(fā)現(xiàn)，β-二氟甲基過氧化合物與胺反應(yīng)得到β-烯胺酮、與疊氮化鈉環(huán)化得到異噁唑產(chǎn)物、與環(huán)己二胺環(huán)化得到二氮雜?產(chǎn)物等。 圖3 β-二氟甲基過氧化合物的轉(zhuǎn)化 基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果和文獻(xiàn)報(bào)道，作者提出了可能的反應(yīng)機(jī)理（圖4）。 圖4 可能的反應(yīng)機(jī)理 本項(xiàng)研究工作首次實(shí)現(xiàn)了烯烴的二氟甲基化-過氧化反應(yīng)，在溫和的反應(yīng)條件下合成了一系列β-二氟甲基過氧化合物，豐富了烯烴雙官能團(tuán)化合成氟烷基過氧化合物反應(yīng)體系。此外，β-二氟甲基過氧化合物可以轉(zhuǎn)化為一系列β-烯胺酮、異噁唑和二氮雜?產(chǎn)物。作者們未來計(jì)劃進(jìn)一步開展其他含氟過氧化合物合成與轉(zhuǎn)化，探索含氟基團(tuán)與過氧基團(tuán)的協(xié)同效應(yīng)在合成化學(xué)中應(yīng)用。 論文信息 Copper-Catalyzed Radical Difluoromethylation-Peroxidation of Alkenes: Synthesis of β-Difluoromethyl Peroxides Fan Liu, Prof. Leiyang Lv, Dr.Yangyang Ma, Prof. Zhiping Li 本論文通訊作者為中國(guó)人民大學(xué)李志平教授、呂雷陽(yáng)副教授和馬洋洋博士，第一作者是中國(guó)人民大學(xué)碩士生劉帆。 Asian Journal of Organic Chemistry DOI: 10.1002/ajoc.202200393
