你的三氟甲基化问题解决了么?

三氟甲基(CF3-)具有强吸电子性、亲脂性和稳定的C-F键等特性,能够显著改变含三氟甲基化合物的酸性、偶极矩、亲脂性及其代谢和化学稳定性:因此含有三氟甲基的化合物在医药、农药和材料等领域得到了广泛应用,如治疗精神抑郁的药物Fipronil、治疗关节炎的药物Celebrex等均含有三氟甲基。

关于三氟甲基化试剂和反应的研究一直是有机化学和药物化学的重要研究课题。化学家们已经发展了一系列三氟甲基化试剂,但是这些试剂也存在各种问题:例如Togni试剂和Umemoto试剂合成复杂、价格昂贵;三氟乙酸反应条件苛刻等;百灵威作为专业的供应商提供多种最新三氟甲基化试剂,助力解决三氟甲基化问题。

一、新型陈试剂

氟磺酰基二氟乙酸甲酯(即陈试剂,Chen’s reagent[1])是广为应用且经济高效的三氟甲基化试剂,通过该试剂实现了第一例有机卤代物的催化三氟甲基化反应。百灵威推“陈”出“新”,提供新型陈试剂

(1)Cu(O2CCF2SO2F)2

  • 传统陈试剂反应需要一定的温度,新试剂室温即可反应,请见图1;
  • 它的应用更广、更高效:芳香环、杂环、SP3键结构均可应用;
  • 反应活性高且无需配体[2]
图1:与老陈试剂相比,新陈试剂室温即可反应,且反产率更高[2]

(2)Ag(O2CCF2SO2F)

  • 将陈氏方法学三氟甲基化试剂应用范围首次扩大到自由基三氟甲基化反应;
  • 充分利用副产物二氧化硫,将其转化为重要的磺酰氟基团;
  • 首次同时向分子中引入三氟甲基和氟磺酰基(图2)[3]
图2:Ag(O2CCF2SO2F) 同时向分子中引入三氟甲基和氟磺酰基[3]
2763569
1629684-53-2
Fluorosulfonyldifluoroacetic acid copper(II) salt, 98%
氟砜基二氟乙酸铜
5G 10G
2763570
120832-12-4
Fluorosulfonyldifluoroacetic acid silver(I) salt, 98%
氟砜基二氟乙酸银
5G 10G
二、TFHZ-Tfs

三氟甲基重氮甲烷(CF3CHN2)是向有机分子引入三氟甲基的重要前体,在有机合成化学上有广泛应用,但其储存的方便性和使用的安全性一直是传统方法难以解决的问题;东北师范大学化学学院毕锡和教授课题组研发的三氟乙醛N-邻三氟甲基苯磺酰腙(TFHZ-Tfs)是一种最新开发的三氟甲基前体,它从根本上解决了其安全使用问题,完美替换了有毒、易于爆炸的三氟甲基重氮甲烷(CF3CHN2)且具有:

  • 性质稳定、操作安全; TFHZ-Tfs可以在碱性条件下缓慢释放三氟甲基重氮甲烷,避免了研究人员在实验中接触和操作危险、有毒试剂;
  • 应用范围广,反应高效: 可应用于多种X-H(X = S, Se, N, O)的偕二氟烯基化反应中,该反应为其他方法难以合成的杂原子取代的偕二氟烯烃化合物提供了一种新的合成策略。此外,高效的Doyle-Kirmse反应和环丙烷化反应同样证明了该新试剂的合成效能(请见图3) [4]
图3:TFHZ-Tfs高效应用于X-H的偕二氟烯基化反应、Doyle-Kirmse反应和环丙烷化反应
TFHZ-Tfs, 98%
TFHZ-Tfs
1G 5G 10G
三、肟氯类氧化还原活性酯氟烷基化试剂(NHBC)

三氟乙酸 (TFA)和酸酐(TFAA)是工业化的廉价三氟甲基源,但由于CF3的强吸电子效应,使得三氟乙酸根离子具有很高的氧化电势,很难发生氧化脱羧释放三氟甲基自由基(CF3•)。因此通常需要高温、过量的强氧化剂或者金属试剂等苛刻的反应条件来活化。Baran课题组发展的NHPI类型氧化还原活性酯 (RAEs) 是一种很好的活化羧酸类化合物的方法,由此衍生的脱羧官能化方向发展迅猛。但是由于电性,现有的方法不能活化三氟乙酸等羧酸。南京大学潘毅教授课题组新开发的肟氯类氧化还原活性酯氟烷基化试剂(NHBC,2794554):

  • 光催化条件下温和脱羧,高效释放三氟甲基自由基,对其他含氟基团同样具有很好的活化效果;
  • 可广泛用于烯烃、炔烃的氟烷基化反应以及自由基参与的双官能化和环化反应,也可用于各种羧酸的活化和脱羧自由基偶联反应[5]
图4:NHBC光催化下温和脱羧[5]
Difluoroacetoxyarylimidoyl chloride, 98%
二氟甲基肟氯酯
1G 5G
2794554
105755-39-3
Trifluoroacetoxyarylimidoyl chloride, 95%
三氟甲基肟氯酯
1G 5G

其他常用三氟甲基试剂

Togni小组合成了新一类高价碘化合物作为亲电性三氟甲基化试剂(807677),其中三氟甲基以超价键与碘相连,具有很高的反应活性。此试剂可以三氟甲基化环状β-酮酯、α一硝基酯、芳香族化合物等多种化合物,收率中等至良好,也可以与芳香族和脂肪族的S-三氟甲基化,2008年Togni小组还发现此试剂可用于伯、仲芳基膦和烷基膦的三氟甲基化(图1)[6]

图5:Togni试剂与β-酮酯、α-硝基酯,脂肪族和芳香族的S-三氟甲基化,与伯、仲芳基膦的三氟甲基化

Umemoto(236310, 169812)与亲核试剂如碳负离子、甲硅烷基,烯醇醚、烯胺、苯酚、苯胺、膦、硫醇盐等反应,得到相应的三氟甲基化产物。

点击查看详细产品列表
  1. Clarke S L, Mcglacken G P.. Chemistry - A European Journal, 2017, 23(6):1219-1230.
  2. Zhao G, Wu H, Xiao Z, et al. Rsc Advances, 2016, 6(55):50250-50254.
  3. Liu Y G, Wu H, Guo Y, et al.. Angewandte Chemie International Edition, 2017, 56(48):15432-15435.
  4. Xinyu Zhang, Zhaohong Liu, Xiangyu Yang, Yuanqing Dong, Matteo Virelli, Giuseppe Zanoni, Edward A. Anderson, Xihe Bi. Nat. Commun. 2019, 10, 284
  5. Weigang Zhang, Zhenlei Zou, Yuanheng Wang, Yi Wang,* Yong Liang,* Zhengguang Wu,* Youxuan, Zheng and Yi Pan, Angew. Chem. 2019, 131, 634 –637
  6. KIELTSCH I,EISENBERGER P,TOGNI A.
相关阅读
胡金波研究员科研成果 | 如何通过自由基过程轻松引入CF2H和CH2F?
沈其龙研究员科研成果 | 新型三氟甲硫基化试剂——操作易,底物广,产率高