Concise Report
1,2-Dichloroethane-Assisted Defluorinative Ring-Opening Reaction of DABCO and Polyfluoroalkyl Peroxides: Synthesis of Fluorinated N-Ethyl Piperazines
A catalyst-free and additive-free ring-opening reaction of polyfluoroalkyl peroxides, triethylenediamine (DABCO), and 1,2-dichloroethane (DCE) has been developed for the defluorinative synthesis of structurally diverse piperazines featuring a fluoroenone framework and a N-chloroethyl-substituent with high Z-stereoselectivity. The success of this three-component reaction is attributed to the in situgeneration of an active 1-(2-chloroethyl)-1,4-diazabicyclo[2.2.2]octan-1-ium (DABCO·DCE) salt, which judiciously acts as a formal N-(2-chloroethyl)piperazine equivalent in the defluorinative coupling with less-studied aliphatic fluorinated substances. Impressively, this reaction accomplishes multi-activation of robust C(sp3)-F, C(sp3)-Cl, C(sp3)-O, and C(sp3)-N bonds in a one-pot process, offering a practical platform for the late-stage functionalization of complex molecules. Furthermore, the resulting products can not only serve as versatile building blocks for the synthesis of fluorinated heterocycles, but also undergo C—Cl bond displacement transformations with N-, O-, and S-nucleophiles.
1,2-二氯乙烷辅助DABCO和多氟烷基过氧化物的脱氟开环反应：含氟N-乙基哌嗪的合成
N-乙基取代的哌嗪在药物、农用化学品、材料科学和催化等领域得到了广泛的应用，通常作为两个药效基团之间的连接体或调节药物的物理化学性质的介质。因此，哌嗪环的直接构建在药物开发中是极其重要的。1，4-二取代哌嗪的合成尽管取得了实质性的进展，但通过选择性C-F键官能化从而实现DABCO与含氟化合物的脱氟开环反应仍相对缺乏探索。近日，南京工业大学褚雪强副教授和沈志良教授带领研究团队实现了在无过渡金属催化下，由多氟烷基过氧化物、DABCO和1,2-二氯乙烷（DCE）合成含氟N-乙基哌嗪烯酮化合物(图1)。
图 1 DCE辅助DABCO与多氟烷基过氧化物的脱氟开环反应。
这项工作具有几个明显优势：(1) DABCO既作为碱又作为哌嗪前体；(2) DCE具有独特的氯源和C-N键活化剂的功能，通过原位生成活性DABCO·DCE盐来促进反应；(3) 在无催化剂、无添加剂和一锅反应体系中选择性地多重活化稳定的C(sp3)-F、C(sp3)-Cl、C(sp3)-O和C(sp3)-N键；(4) 所得产物具有可修饰性，使其转化为有价值的有机氟化物。
上述研究成果已发表于Chin. J. Chem. (Ren, Y.-Y.; Ji, W.-J.; Zhang, C.; Ge, D.; Ma, M.; Shen, Z.-L.; Chu, X.-Q. Chin. J. Chem. 2025, 43, 378-384. DOI: 10.1002/cjoc.202400929.)。
认识本文的作者们
褚雪强副教授简介
南京工业大学化学与分子工程学院
沈志良教授简介
南京工业大学化学与分子工程学院
沈志良教授：2002年本科毕业于苏州大学，2005年及2007年硕士分别毕业于苏州大学（导师：纪顺俊教授）和新加坡南洋理工大学（导师：Teck-Peng Loh教授），2015年博士毕业于德国慕尼黑大学（导师：Paul Knochel教授），现为南京工业大学化学与分子工程学院教授。主要从事金属有机试剂的制备及应用、绿色有机化学反应的开发、含氟杂环化合物的合成以及过渡金属催化的交叉偶联反应等方面的研究。迄今为止共发表论文120余篇，其中以第一作者或通讯作者身份在Chemical Reviews, Chemical Society Reviews, Journal of the American Chemical Society, Angewandte Chemie International Edition, Chem, ACS Catalysis, Chemical Science, Green Chemistry, Journal of Catalysis, Organic Letters, Chemical Communications, Organic Chemistry Frontiers, Chinese Chemical Letters, Chinese Journal of Chemistry, Journal of Organic Chemistry等SCI期刊上发表论文100余篇。已申请专利30多项，目前获授权专利20余项。曾获2022年德国Thieme出版社颁发的Thieme Chemistry Journals Award学术奖以及2019年中国化学会 “国际化学元素周期表年”49号金属元素铟的代言人。
