氟元素是元素周期表中電負性最大的元素，有機分子在引入氟原子后往往表現(xiàn)出獨特的物理、化學與生物特性。近年來，含有單氟或二氟烷基結(jié)構的有機功能分子因其特殊的化學性質(zhì)，已經(jīng)在生物醫(yī)藥領域顯現(xiàn)出巨大潛力和科研價值，如何通過簡捷高效的合成策略構建這類重要化合物便成為醫(yī)藥化學領域的研究熱點。然而現(xiàn)有的合成策略通常使用高活性的氟烷基試劑，這會帶來成本高、穩(wěn)定性差、使用不便、反應效率低、原子經(jīng)濟性差、反應類型受限等諸多問題。
考慮到三氟甲基化合物的來源較為豐富，制備方法多且成本低，如果能夠?qū)⑷谆械囊粋€或兩個碳氟鍵進行選擇性活化，這樣不僅可以避免使用高活性、高成本的氟烷基試劑，還能極大增強反應的多樣性。圍繞這一關鍵問題，哈爾濱工業(yè)大學（深圳）的夏吾炯、郭林研究團隊與沙特國王科技大學（KAUST）的Magnus Rueping課題組合作，提出了一種電化學促進的新型碳氟鍵選擇性活化策略。
研究發(fā)現(xiàn)，有機硼化物的使用對實現(xiàn)選擇性氫化脫氟過程起著至關重要的調(diào)控作用，硼原子的外層空軌道能夠作為路易斯酸與含有孤對電子的羰基氧原子發(fā)生有效鍵合，促進電化學條件下對羰基的陰極還原過程，并穩(wěn)定電化學還原產(chǎn)生的烯醇式中間體。在兩種不同芳基硼酸酯（2a和2b）的有效調(diào)控下，三氟乙酰胺和三氟乙酸酯結(jié)構中的碳氟鍵可以被連續(xù)可控的切斷，高選擇性產(chǎn)生氫（氘）化脫氟的雙氟和單氟產(chǎn)物。 作者通過密度泛函理論計算（DFT）對反應歷程進行了詳細研究，并解釋了有機硼試劑的調(diào)控作用。機理研究表明，經(jīng)電化學還原產(chǎn)生的硼自由基負離子與底物羰基發(fā)生鍵合作用是整個反應過程的決速步，該決速步的能壘與使用的硼試劑物種有關，并且決速步能壘會隨著脫氟過程的進行而逐漸升高，從而保障了脫氟過程的可控性。 綜上所述，在該工作中，作者提出了一種電化學促進的新型氟鍵選擇性活化策略。該項研究利用電解反應，通過添加不同的有機硼試劑，實現(xiàn)了多氟烷基的選擇性脫氟氫（氘）化反應。該反應具有很好的底物普適性和應用性，反應機理也得到了深入研究。該反應為制備含有氟烷基結(jié)構片段的生物活性分子提供了一種新的思路。 論文信息 Organoboron Reagent-Controlled Selective (Deutero)Hydrodefluorination Zheng-Jia Shen, Dr. Chen Zhu, Xiao Zhang, Prof.?Dr. Chao Yang, Prof.?Dr. Magnus Rueping, Prof.?Dr. Lin Guo, Prof.?Dr. Wujiong Xia Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202217244
