EurJOC：Cu(III)-CF3化合物与DMSO协同氧化醇为酮

高价态Cu(III)-CF₃化合物是铜促进的三氟甲基化反应的关键中间体。近年来，关于Cu(III)-CF₃化合物的合成与反应活性研究的相关工作引起了越来越多的关注。一些工作陆续报道了它们的合成分离方法和明确的结构表征，这为后续的反应活性研究提供了基础。目前已经报道的高价态Cu(III)-CF₃化合物的反应活性主要包括[RCu^Ⅲ(CF₃)₃]-化合物的还原消除、硼酸和卤化物的三氟甲基化、烃类C-H键的直接三氟甲基化、以及高价态Cu(III)-CF₃化合物与各种亲核试剂合作实现烯烃和炔烃的选择性二官能化反应。除了作为三氟甲基试剂以外，最近的一些工作报道了Cu(III)-CF₃化合物的一些新反应模式。例如，Cu(III)-CF₃化合物可以作为一种新型偶联试剂介导羧酸和醇/胺的缩合生成酯和酰胺；Cu(III)-CF₃化合物可以作为氧化剂促进胺的N-H/N-H氧化偶联生成肼；Cu(III)-CF₃化合物与DMSO协同氧化环氧化合物生成1,2-二酮。这些工作显示了Cu(III)-CF₃化合物丰富的反应活性和在有机合成中的巨大潜力，因而发展新的Cu(III)-CF₃化合物的反应活性具有重要的研究价值。

最近，江南大学张松林教授课题组发现利用高价态Cu(III)-CF₃化合物与DMSO协同作用的策略，可以实现醇的氧化反应生成酮（醛）。该反应涉及关键的硫正中间体(sulfonium)的生成和转化(Fig. 1)。该反应在氮气环境下进行，条件较为温和，操作方便，能兼容多种官能团，特别是一些较为敏感的官能团(Fig.2)。本研究丰富了高价态Cu(III)-CF₃化合物的反应活性，提供了一个方便的开发硫正中间体(sulfonium)化学的平台，有望在更多的反应中得到应用。

Fig. 1 新颖的Cu(III)-CF3 compound/DMSO 介导的醇的氧化策略。

该反应中，在苯环的对位、间位或邻位均可以耐受一系列官能团，包括烷基、苯基、环丙基、甲氧基、卤素、三氟甲基、氰基、甲基硫化物、二甲氨基、酯基以及杂芳基(Fig.2)。此外，未经保护的羟基也同样适用。伯醇的氧化也可以生成相应的醛。利用该方法可以方便地合成降血脂药物非诺贝特(fenofibrate)，进一步显示了该方法的合成价值。

Fig. 2. 反应适用性范围研究

为了理解反应机理，作者进行了一系列相关的机理探究，包括对照实验、自由基捕获实验，¹⁹F NMR和HRMS检测中间体的实验。提出了一个涉及硫正中间体(sulfonium)的机理(Fig. 3). Cu(III)-CF₃化合物首先对DMSO进行亲电三氟甲基化，生成了[Me₂S-OCF₃]⁺ [Cu(I)(CF₃)₂]^–中间体A。A与醇底物发生硫正中心上的烷氧基团取代，生成新的硫正中间体B。¹⁹F NMR和高分辨质谱的检测结果都验证了这两个关键中间体的生成。中间体B在碱的作用下发生E2消除，得到羰基产物。该机理同时能解释反应中观察到的一些副产物，如醇脱水产物烯烃以及碳酸酯的生成。

Fig. 3. 提出的sulfonium反应机理以解释产物和副产物的生成。

总之，该研究发展了一种高价态Cu(III)-CF₃化合物协同DMSO介导的氧化类型的新反应模式，实现了醇氧化生成酮（醛）化合物的反应。该方法条件温和，底物范围广泛，能兼容多种官能团。同时药物分子的合成及复杂分子的后期官能化显示了该方法的合成价值。机理证据支持反应过程中涉及关键的硫正中间体。该工作是对高价态Cu(Ⅲ)-CF₃化合物新反应类型的探究，进一步丰富其反应活性，拓展了其合成和应用价值。该Cu(III)-CF₃化合物/DMSO协同策略，有望应用于其他反应中，发展出有价值的新反应。后续相关研究正在进行中，并取得了初步成功。

论文信息

Cu(III)-CF₃ Compound-Activated DMSO: An Efficient Oxidizing Reagent to Convert Alcohols to Ketones

Yi-Feng Hou, Song-Lin Zhang

本论文的第一作者是江南大学2021级硕士研究生侯艺锋同学，负责全部的实验工作和数据分析，通讯作者是张松林教授，指导该课题的设计，协助完成数据分析，以及负责论文的撰写和投稿发表。

European Journal of Organic Chemistry

DOI: 10.1002/ejoc.202400097