1-氯甲基-4-氟-1,4-二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷二(四氟硼酸)鹽是一種選擇性氟試劑,選擇性氟試劑(Selectfluor)是一種性質(zhì)穩(wěn)定、使用條件溫和且用途廣泛的親電氟化試劑,也是目前研究最熱門的N—F類親電氟化試劑之一。其氟化活性可通過烷基的電負(fù)性進行調(diào)節(jié),隨著R基團的吸電子能力增強而增強,可廣泛應(yīng)用于氟化芳基、核苷、類固醇、C-金屬鍵等各類物質(zhì)。
脫氧氟化是常見的制備脂肪氟化物的方法,其中最常用的試劑就DAST【常用試劑----DAST】,但DAST熱穩(wěn)定性差且易爆炸。Huffman等人報道的全氟丁基磺酰氟(BPSF),反應(yīng)條件溫和,但是消除副反應(yīng)明顯【Org. Lett. 2016, 18,6102】。Doyle等人報道的一種新的氟化試劑PyFluor,該方法可以抑制消除產(chǎn)物,成本低、穩(wěn)定性好,但PyFluor反應(yīng)時間較長,室溫下反應(yīng)需要48h【J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 9571】。
上海有機所的胡金波研究員基于課題組之前氟烷基亞砜亞胺化學(xué)的研究,發(fā)展了一種新的脫氧氟化試劑(SulfoxFluor),該試劑可由廉價的對氯苯磺酰氯十克級制備,穩(wěn)定性好(0?330 °C穩(wěn)定),而且反應(yīng)性強,不到一個小時就能反應(yīng)完全。相對于現(xiàn)存的氟化試劑,SulfoxFluor更加溫和、易得、反應(yīng)時間短、處理簡單,還顯示出較高的消除選擇性【Chem. Eur. J. 2019, 25, 7259 -7264】。
反應(yīng)機理
脫氧氟化通用機理
SulfoxFluor氟化文獻中提出了如下機理:
反應(yīng)應(yīng)用
SulfoxFluor可以在室溫條件下,半小時內(nèi)將伯醇和仲醇轉(zhuǎn)化為氟代物,且轉(zhuǎn)化率很高。當(dāng)?shù)孜锸菐в惺中粤u基的仲醇時,氟代反應(yīng)會發(fā)生手性翻轉(zhuǎn),并且有很好的立體選擇性。反應(yīng)過程中烯烴、炔、磺胺、酰胺、氨基甲酸酯等多種官能團都不會被脫氧氟代反應(yīng)所影響。SulfoxFluor對消除副反應(yīng)具有很好的選擇性,這非常有利于氟化產(chǎn)物的純化。SulfoxFluor參與的伯醇的氟化反應(yīng)很少產(chǎn)生消除反應(yīng)副產(chǎn)物烯烴,即使是極易發(fā)生消除反應(yīng)的芐基醇也是類似的結(jié)果。研究者將這種特殊的選擇性歸因于磺酰胺亞胺酯中間體的高親電性,它加速了親核氟化反應(yīng)。大多數(shù)仲醇的氟化選擇性也較高(≥20:1)。除了反應(yīng)活性高、選擇性好、原料利用率高外,反應(yīng)副產(chǎn)物4-氯-硝基苯磺酰胺的銨鹽作為沉淀可通過過濾回收,簡化了純化過程。