由于三氟甲基的强电负性,高稳定性和良好的脂溶性,在制药、农用化学品领域扮演着越来越重要的角色。三氟甲基的引入,往往使化合物的性质,特别是其生理活性发生显著的改变,其在新药开发中越来越被关注。所以如何将三氟甲基引入目标分子,成为氟化学中的一个重要的课题。经过多年的研究,已经发展了许多引入三氟甲基的方法,如我们前面提到的用SF4将羧基转化为三氟甲基,按照反应机理,三氟甲基的引入主要分为三大类:自由基三氟甲基化,亲核三氟甲基化和亲电三氟甲基化【Trifluoromethylations and Related Reactions in OrganicChemistry, McClinton, D. A. Tetrahedron. 1992, 48, 6555-6666】。
1969年,McLoughlin报导了CuCF3对卤代苯的亲核取代,合成了三氟甲基化的芳基化合物。随后,Prakash报导了TMSCF3(Prakash试剂)对羰基化合物的亲核取代及其应用,相继掀起了三氟甲基化的研究热潮。1975年,Renaud、deMeijere等人研究了三氟甲基自由基和烷基自由基之间的交叉偶联反应。鉴于两个瞬时自由基之间的交叉偶联没有制备价值,产率较低。1990年,Umemoto首次报道两种亲电三氟甲基化试剂(Umemoto试剂)的合成及应用,但其制备困难,价格较高,限制了其应用。直至21世纪,科研人员才开始发现自由基三氟甲基化的有效和通用方法。在2013年,Fu和Gooben小组独立报导了铜促进的Sandmeyer三氟甲基化反应。2017年,Li课题组成功开发了铜介导的烷基自由基的三氟甲基化方法。在过去的几年里一些新颖的合成方法相继而出,带动了这一领域的快速发展。
【转自:自由基型三氟甲基化】
Burton三氟甲基化(Burton Trifluoromethylation)
Amii三氟甲基化(Amii Trifluoromethylation)
[EOC化学资讯] FO2SCF2COOMe:“陈试剂”及其三氟甲基反应
FO2SCF2COOMe(MFSDA)是一种十分有效的三氟甲基化试剂,早在1989年就由上海有机所陈庆云院士用于各类卤代烃的三氟甲基化反应,是我国有机氟化学界早期最重要的研究成果之一,该试剂也被命名为“陈试剂”。该反应只需催化量CuI的引发即可实现碘苯的三氟甲基化反应,产率比其他三氟甲基化试剂要高,而且成本低。
1990年Umemoto报道了化合物1和2的合成及应用,这是第一种亲电性的三氟甲基化试剂【 Umemoto, T; Ishihara, S. TetrahedronLett. 1990, 31, 3579】。随后Umemoto报道了化合物3和4的合成及应用【 (a) Umemoto, T; Ishihara, S. J. Am. Chem. Soc.1993, 115, 2156. (b) Umemoto, T; Ishihara, S; Adachi, K. J. Fluorine Chem. 1995,74, 77】。
五、自由基三氟甲基化
三氟甲基自由基能通过多种途径得到,由于其亲电性强,所以能与富电子的苯环发生亲电加成反应。
但这种方法产率低,选择性差,而且反应难于控制,所以在有机合成中的应用受到限制。
[EOC化学资讯] Rebirth of the Langlois' reagent:三氟亚磺酸钠与自由基三氟甲基化反应
CF3SO2Na是一种稳定廉价的自由基三氟甲基化试剂,因Langlois最早将其用于三氟甲基化反应故命名为“Langlois试剂”。CF3I是一种比较好的CF3自由基源,但本身是气体及其毒性限制了使用,CF3Br在上世纪八十年代广泛用于灭火剂,是大宗工业原料,人们发现CF3Br在还原剂作用下可以释放出CF3自由基。
【CBG资讯】Chemical Science:可见光催化下合成β-三氟甲基叔烷基胺
作者开发了一种无金属条件下,从原料醛、仲胺和易得的CF3自由基源快速构建β-三氟甲基叔胺的策略。β-羰基三氟甲基化胺化反应温和且操作简单,能够在复杂的环境中使用,并且能容易地构建出药物分子中的氟化叔胺片段。
【DOI: 10.1039/D0SC04853D】
【CBG资讯】Angew:固态自由基C-H三氟甲基化反应
Hajime Ito和Koji Kubota课题组利用Umemoto试剂作为三氟甲基来源,采用机械化学的方式使其产生三氟甲基自由基,随后与芳香体系进行自由基加成、氧化、去质子过程生成C-H三氟甲基化产物。相关研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed.上(DOI: 10.1002/anie.202009844)。
其他
【化学空间】通过扰动的Pummerrer反应设计的无金属C-H三氟甲硫基化反应
【Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 1 – 6. DOI: 10.1002/anie.202005531】
刘国生课题组:第一个对映选择性苄基 C-H 三氟甲基化反应!
【有机】芳基三氟甲基醚合成新思路:电化学下三氟甲基自由基和氧气结合形成三氟甲氧基自由基
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