【人物与科研】南京工业大学沈志良教授课题组：HP(O)Ph2/H2O促进三氟甲基烯烃的加氢脱氟化研究

导语

在众多含氟基团中，偕二氟烯烃是一类非常重要的结构单元，不但在有机合成中有着非常广泛的应用，而且在药物开发领域中经常被用作对氧化酶（P-450 family enzyme）代谢稳定的酶抑制剂。因此，开发一种温和高效合成偕二氟烯烃的方法是非常重要的。

南京工业大学沈志良和褚雪强团队合影

近日，南京工业大学沈志良和褚雪强团队报道了一种在二苯基氧膦和水的促进下三氟甲基烯酮加氢脱氟合成偕二氟烯烃酮的反应。相关成果在线发表于Green Chem.（DOI: 10.1039/D1GC04645D）。文章实验部分由研二研究生孙莉雯同学完成（后排右一）。

沈志良教授简介

沈志良，教授，江苏宜兴人，党员。主要从事金属有机试剂（特别是有机铟金属试剂）的制备及应用、水相及离子液体中绿色有机化学反应的开发、含氟杂环化合物的合成、过渡金属催化的交叉偶联反应以及生物信息素的开发等方面的研究。迄今为止共发表论文80余篇，研究工作受到了国内外同行的广泛关注和点评：两篇论文以封面（frontispiece和back cover）形式发表，一篇论文被审稿人选为Very Important Publication（VIP），两篇论文入选ESI高被引论文，一篇论文曾被主编选为ACS Editors' Choice，多篇论文被Synfacts、ChemViews、Noteworthy Chemistry (ACS）、Organic Chemistry Portal等作为亮点进行报道和评述。已申请专利16项，目前获授权专利3项。

褚雪强助理教授简介

多重C-F键官能化反应研究方面，取得了具有重要影响力的原创性研究成果。先后在国内外有影响的学术刊物，如Chemical Reviews、Chem, ACS Catalysis、Green Chemistry、Organic Letters等上公开发表论文>70篇，其中以第一作者或通讯作者身份公开发表>40篇论文，包含ESI高被引论文2篇，H-index 17，一篇论文曾被主编选为ACS Editors' Choice，多篇论文被Frontiers Journals、Organic Chemistry Portal等作为亮点进行报道和评述。参与撰写书章节1章，已申请或授权的专利15项。长期担任Organic Letters、The Journal of Organic Chemistry、Chemistry - A European Journal等期刊审稿人。

前沿科研成果

HP(O)Ph₂/H₂O促进三氟甲基烯烃的脱氟加氢化反应

近日，南京工业大学沈志良和褚雪强团队报道了一种HP(O)Ph₂/H₂O促进三氟甲基烯烃脱氟加氢生成偕二氟烯烃酮的方法（图1）。该反应中的HP(O)Ph₂既可以作为氢源，也可以作为脱氟试剂，有效避免了使用额外的过渡金属/有机催化剂、敏感的添加剂以及严格的反应条件。

图1. HP(O)Ph₂/H₂O促进三氟甲基烯烃的脱氟加氢化

（来源：Green Chem.）

作者首先以三氟甲基烯酮和二苯基氧膦为原料对反应条件进行了优化，反应在最优条件下以87%的收率得到单一的目标产物偕二氟烯烃酮。紧接着，作者对三氟甲基烯烃酮的底物范围进行了研究。对芳环的电子效应，底物中含有噻吩、吡啶、吲哚等芳香杂环以及烷基取代基进行考察，结果表明这些底物均能以中等至良好的收率获得目标产物。

图2. 各种三氟甲基烯烃酮的底物范围

（来源：Green Chem.）

接着，作者将该反应方法应用于复杂分子的后期修饰（图3，a），也可以得到不错的收率。同时，将模板反应扩大到5 mmol，对产物产率没有显著的影响（图3，b）。值得注意的是，所得到的产物3a可以很容易地转化为多种含氟化合物（图3，c）。

图3. 进一步的应用

（来源：Green Chem.）

通过多个机理验证实验，作者提出了如下2种可能的机理。标准条件下，通过在底物1的不饱和碳碳双键上加入磷酸化阴离子A，然后将H从HP(O)Ph₂转移形成磷酸化的中间体C（机理a）。所得到的C可以被去磷酸化，得到相应的产物3，同时产生FP(O)Ph₂（10）。然而，在反应过程中没有检测到中间体C。因此，不能排除通过过渡态D的协同加氢和脱氟过程（机理b）。

图3. 反应机理研究

（来源：Green Chem.）

总之，作者利用HP(O)Ph₂作为脱氟试剂和氢源，水作为促进剂，开发了一种高效的三氟甲基烯烃加氢脱氟合成偕二氟烯烃的反应。该反应底物范围广、具有良好的官能团耐受性。与以往的报道相比，该反应无过渡金属、反应条件温和、具有促进绿色和可持续脱氟反应的潜力。

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