Szymczak课题组发现路易斯酸结构的三氮杂硼烷(Borazine)能够有效地稳定芳基二氟烷基阴离子,同时表现出优异的亲核活性,是一种优良的亲核型芳基二氟烷基试剂。作者将该试剂成功用于含有羰基结构的各类亲电底物(酮、酰氯、酯类化合物)反应。一方面,当以酮类分子为底物时,反应经历亲核加成-环化过程,形成一系列α-氟代环氧化合物。另一方面,当酰氯或酯类分子为底物时,反应通过亲核加成-消除,随后再次亲核加成-分子内环化连续的串联过程,高效地一步合成苄位多氟代的环氧化合物。各种类型底物均能够顺利参与该反应,体现出该策略具有良好的官能团兼容性。
此外,该研究结合DFT理论计算与初级的机理探究实验,发现离去基团所处的环境对于分子内脱氟环化反应作用非常关键。不同于传统的Darzen环化反应,苄位二氟甲基最容易发生氟负离子的离去,单氟甲基或二氟甲基活性其次,而三氟甲基则需要能量较高,导致难以发生环化反应,其与实验结果相一致。
综上,Szymczak课题组发展了一种全新的合成方法,构建多样的含氟环氧化合物。通过相应的衍生化反应,还能实现单氟代、多氟代的芳基酮、α-叠氮芳基酮、α-异氰酸酯芳基酮等化合物的合成,其体现出该方法在生物活性分子构筑方面的应用价值。
Shuo Guo, Wei Sun, Joseph W. Tucker, Kevin D. Hesp, and Nathaniel K. Szymczak*
论文第一作者为内蒙古大学郭硕研究员和密歇根大学博士研究生孙炜
Chemistry – A European Journal
DOI: 10.1002/chem.202203578