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太阳光一照,就能得到氟烯丙基化产物
来源:中化新网 发布时间:2019-3-12 9:47:36

  有望应用于抗肿瘤药物及杀虫剂的研制

 

  “通过我们的方法,室温下,只要将底物及光催化剂溶解在溶剂当中,太阳光下照射搅拌就可以获得我们所需的氟烯丙基化产物。”刘海东博士说,这种方法也更加绿色环保,为有机药物的设计与合成提供了一条全新的思路,将来有望在抗肿瘤药物及杀虫剂的研制方面得到应用。日前,南京工业大学冯超教授课题组的这一成果发表在国际化学领域顶级学术期刊《德国应用化学》上。

 

  据论文第一作者、南京工业大学刘海东博士介绍,目前有20%的医药和30%的农药中至少含有一个氟原子。含氟化合物在生命科学,材料化学,国防工业等领域中发挥了越来越重要的作用。因此,几十年来氟化学得到空前发展。但以往的三氟甲基化方法大多集中于将三氟甲基引入到芳香环中。而构筑苄位三氟甲基叔碳/季碳中心结构的方法却比较局限。因此,发展清洁、高效的构筑苄位三氟甲基叔碳/季碳中心结构的方法仍具有较大的意义。“早在2016年,冯超教授课题组就报道了一种钯催化氟离子亲核进攻诱导的偕二氟烯烃氟烯丙基化反应。这一方法为构筑含三氟甲基CF3叔碳/季碳结构提供了一条全新的合成思路。但是该方法只对缺电子偕二氟烯烃有效,因此具有局限性。”刘海东回忆。

 

  近日,在课题组已有研究的基础上,冯超教授课题组设计并实现了富电子偕二氟烯烃的氟烯丙基化。“在光照的条件下,氧化掉一个电子使其具有缺电子底物的性质。然后经过氟负离子亲核加成,分子内电子转移生成苄基自由基,烯丙基砜捕捉该苄基自由基等一系列反应,得到我们需要的产物。”冯超解释道,这一策略的优势在于:1、苄基自由基中间体相比碳负离子中间体在反应过程中更稳定;反应模式的改变使得富电子偕二氟烯烃的氟烯丙基化得以实现;2、光催化剂通常情况下价格比较昂贵,本反应的光催化剂使用量极少(0.2 %),光照下室温该反应即可进行,反应符合绿色环保的合成理念;3、相比于昂贵的三氟甲基化试剂以及其他氟化试剂,本方法所使用的三乙胺三氢氟酸盐(Et3N.3HF)比较便宜,且不会对玻璃等造成严重的腐蚀;4、反应对各种活性基团(如卤素,烯烃等)的兼容性非常好。

 

  虽然醛类化合物在我们的日常生活被认为是危害我们身体健康的一类物质,但是在工业生产中却是一种非常有用的合成原料。本反应所用的原料偕二氟烯烃可由芳香醛经一步转化获得。理论上,通过该方法,室温下,只要将底物及光催化剂溶解在溶剂当中,太阳光下即可获得我们所需的氟烯丙基化产物。例如在含三氟甲基农药的合成过程当中,传统的方法是通过三氟甲基化试剂对农药骨架分子进行三氟甲基化修饰,且需要在合成过程中进行高温搅拌处理,这无疑是一条代价昂贵的合成路径。而利用课题组新开发的合成策略,低价的合成原料可以直接降低企业的生产成本。光照的利用替代加热的方法,也更符合人们对绿色化学及环境保护的追求。为有机药物的设计与合成提供了一条全新的思路。

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