因其獨特的物理性質(zhì)，氟元素常被用以發(fā)展無氟化合物難以實現(xiàn)的反應(yīng)過程。例如，諾獎得主Sharpless教授發(fā)展的硫(VI)-氟置換反應(yīng)、胡金波教授發(fā)展的基于“氟負(fù)效應(yīng)”的氟烷基化等都展現(xiàn)出含氟化合物獨有的反應(yīng)性。此外，氟元素在芳烴化學(xué)中也發(fā)揮著獨特的作用。例如在苯酚衍生物中引入氟原子，可以將原本親電取代后恢復(fù)芳香性的過程，暫停在去芳香化的中間體，進(jìn)而可以引入親核性物種，實現(xiàn)苯酚衍生物的雙官能團(tuán)化（圖A）。這一“氟”協(xié)助的臨時去芳香化策略的成功，可以歸結(jié)為：（1）氟原子較小的原子半徑（(H: 120 pm; F: 147 pm），最小程度地影響去芳香化過程；（2）C-F鍵相對高的鍵能，使得去芳香化的中間體有了一定穩(wěn)定性；（3）親核加成后的去芳香化中間體在特定條件下可以脫氟恢復(fù)芳香性。
浙江師范大學(xué)彭勃課題組長期從事重排化學(xué)研究，針對高價硫/碘化合物的自身特點，發(fā)展了一系列非傳統(tǒng)的重排反應(yīng)（Acc. Chem. Res. 2022, 55, 2103.），其中芳基亞砜與烯丙基腈的[5,5]-重排反應(yīng)（Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 5316.）(圖B)，通過重排構(gòu)建了去芳香化的中間體，隨后恢復(fù)芳香性，給出重排產(chǎn)物。受上述氟協(xié)助臨時去芳香化策略的啟發(fā)，作者設(shè)想在亞砜底物中引入氟原子，通過前期發(fā)展的[5,5]-重排，構(gòu)建臨時去芳香化的硫鎓鹽物種，進(jìn)而探索這一新穎結(jié)構(gòu)的反應(yīng)性，以此發(fā)展重排引發(fā)的芳烴多官能團(tuán)化過程。
研究表明，通過重排構(gòu)建的臨時去芳香化物種，雖不穩(wěn)定，但可在?95 °C下進(jìn)行衍生化，展現(xiàn)出多樣的反應(yīng)性(圖C)。采用不同種類的親核試劑，反應(yīng)給出脫氟、脫硫、硫遷移等結(jié)構(gòu)多樣的多取代芳烴衍生物。其中，α-取代的烯醇硅醚為親核試劑，反應(yīng)給出脫氟、脫硫的1,2-雙官能團(tuán)化產(chǎn)物。引入Lewis酸AlCl3，反應(yīng)則給出脫氟、硫遷移的產(chǎn)物。此外，烯丙基硅、富電子雜芳烴、有機(jī)鋅試劑為親核試劑，反應(yīng)給出脫氟的3,4-雙官能團(tuán)化產(chǎn)物。而以共軛二烯步驟該中間體，則形成脫氟的2,3,4-三官能團(tuán)化產(chǎn)物。取代形式多樣的芳烴衍生物為后續(xù)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。此外，作者通過機(jī)理研究，揭示了氟元素在反應(yīng)過程中不可替代的作用，針對罕見的硫遷移過程也給出了合理的解釋。 在該工作中，彭勃教授團(tuán)隊將該課題組前期發(fā)展的[5,5]-重排反應(yīng)與氟協(xié)助的臨時去芳香化策略結(jié)合，實現(xiàn)了氟代芳基亞砜經(jīng)由從重排的臨時去芳香化，所構(gòu)建的氟代去芳香化硫鎓鹽中間體，展現(xiàn)出一系列新穎、獨特的反應(yīng)性，為芳烴多官能團(tuán)化反應(yīng)提供了新的發(fā)展思路。 論文信息 Defluorinative Multi-Functionalization of Fluoroaryl Sulfoxides Enabled by Fluorine-Assisted Temporary Dearomatization Mengjie Hu, Yuchen Liang, Liying Ru, Sheng Ye, Lei Zhang, Xin Huang, Prof. Ming Bao, Lichun Kong, Prof. Bo Peng Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202306914
