上海有機所在TMSCF3全利用研究方面取得進(jìn)展
TMSCF3作為一種經(jīng)典的向有機分子中引入含氟基團的試劑，自上世紀90年代以來(lái)引起了有機化學(xué)家與藥物化學(xué)家的廣泛的關(guān)注與應用。這一試劑在大部分情況下被用作氟碳源，在少數情況下也可作為硅基化試劑。考慮到硅基和三氟甲基都是重要的官能團，且硅基易于發(fā)生后續的轉化，因此，若能將TMSCF3中的三氟甲基與三甲基硅基同時(shí)引入到產(chǎn)物分子之中，則可進(jìn)一步增加原子經(jīng)濟性，并獲得全新的產(chǎn)物結構。
中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所金屬有機化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室王曉明課題組長(cháng)期致力于雙多核金屬催化研究。近期，他們以TMSCF3作為官能團化試劑，利用Sm/SmI2單電子轉移活化惰性酰胺，成功實(shí)現了酰胺直接脫氧雙官能團化反應（J. Am. Chem. Soc.?2024, 10.1021/jacs.4c04760）。在該反應中，TMSCF3展現出了全新的反應模式：同時(shí)作為三氟甲基化試劑與硅基化試劑，兩個(gè)基團被引入到了產(chǎn)物的同一個(gè)碳原子中，一步反應即可得到含有高度官能團化季碳中心的α-CF3-α-TMS的胺類(lèi)化合物。通過(guò)初步的機理研究、一系列動(dòng)力學(xué)研究和與藍宇教授團隊合作展開(kāi)的理論計算研究相結合，初步證明了在該反應體系中酰胺首先發(fā)生了兩次單電子還原生成了雙負離子中間體，隨后依次發(fā)生硅基化、釤(III)氧基團的離去和三氟甲基負離子的親核進(jìn)攻得到最終的目標產(chǎn)物。
圖1.?酰胺脫氧三氟甲基化/硅基化反應
除了對底物進(jìn)行了考察之外，作者還將該方法應用于一些藥物分子的轉化和合成中，結果表明該反應可有效兼容一些復雜藥物分子結構；進(jìn)一步的研究表明，產(chǎn)物中的TMS基團可進(jìn)一步轉化為其它官能團，為合成α-CF3-α-季碳的叔胺類(lèi)化合物提供了全新的方法。以上結果進(jìn)一步證實(shí)了所發(fā)展方法的實(shí)用性和應用價(jià)值。
該研究受科技部重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院、金屬有機化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室、上海市科委、寧波自然科學(xué)基金委以及河南師范大學(xué)的資助。
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