-《科學(xué)》首發(fā)!我科學(xué)家開辟制備含氟有機(jī)化合物新途徑
發(fā)布時(shí)間:2021-03-05
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-《科學(xué)》首發(fā)!我科學(xué)家開辟制備含氟有機(jī)化合物新途徑

記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉,該校汪義豐教授團(tuán)隊(duì)利用自旋中心轉(zhuǎn)移機(jī)理,從廉價(jià)易得的三氟乙酸衍生物出發(fā)合成出用途廣泛的雙氟化物和單氟化物,開發(fā)了一種制備含氟有機(jī)化合物的新途徑。3月5日,國際著名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志以“首發(fā)”形式在線發(fā)布了該項(xiàng)工作。

氟是元素周期表電負(fù)性最大的元素,同時(shí)氟原子具有很小的原子半徑,因此含氟有機(jī)物具有很多奇妙的性質(zhì)。比如向藥物分子引入氟原子或含氟基團(tuán),可以提高對(duì)細(xì)胞膜的滲透性、代謝穩(wěn)定性以及生物可利用度等。自然界幾乎不存在的含氟有機(jī)物,從廉價(jià)易得的原料出發(fā),通過高效、溫和的途徑制備單氟和雙氟有機(jī)物一直是科研和產(chǎn)業(yè)界的熱點(diǎn)問題。

科研人員選擇從成本低廉的三氟化物入手,通過碳-氟鍵的選擇性活化來合成單氟、雙氟化物。在生物合成DNA的過程中,一個(gè)關(guān)鍵的步驟是通過自旋中心轉(zhuǎn)移機(jī)制切斷碳-氧鍵,受這一機(jī)理啟發(fā),他們發(fā)現(xiàn)該過程也可以用于三氟乙酸衍生物的碳-氟鍵斷裂,并成功發(fā)展了分步可控的脫氟官能團(tuán)化反應(yīng),合成了結(jié)構(gòu)多樣的雙氟和單氟有機(jī)化合物。

合成方法是將三氟乙酰胺或者三氟乙酸酯等含三氟甲基的分子,路易斯堿-硼烷化合物和擬引入的新成分置于同一反應(yīng)體系。在加熱條件下,先產(chǎn)生路易斯堿-硼自由基,然后與三氟甲基分子作用,發(fā)生一次自旋中心轉(zhuǎn)移過程,消除一個(gè)氟離子同時(shí)生成二氟甲基自由基。該自由基可以與擬引入的新成分反應(yīng),得到雙氟產(chǎn)物。如果需要單氟化物,則再一次發(fā)生自旋中心轉(zhuǎn)移反應(yīng),消除第二個(gè)氟離子,并引入另一個(gè)新的成分,生成單氟有機(jī)物。

經(jīng)過一年多的努力,科研團(tuán)隊(duì)最終證實(shí)了碳-氟鍵斷裂經(jīng)歷了自旋中心轉(zhuǎn)移的機(jī)理,并找到了控制脫氟進(jìn)程的關(guān)鍵因素。該合成方法條件溫和,選擇性好,在醫(yī)藥、農(nóng)藥和其他含氟特種材料等領(lǐng)域有一定的應(yīng)用前景。審稿人高度評(píng)價(jià)這一成果:“發(fā)展了面向單氟和雙氟有機(jī)化合物的全新合成方法?!?br>


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聽說,打賞我的人最后都找到了真愛。