三氟亞甲磺酸鈉(CF?SO?Na, Langlois’ reagent)是一種常用的引入三氟甲基的試劑,通常的方法都需要加入金屬催化劑或者氧化劑。
近期,來自加拿大麥吉爾大學(xué)(McGill University)化學(xué)系的華人化學(xué)家李朝軍教授在美國化學(xué)會志(J. Am. Chem. Soc)上發(fā)表文章,文章DOI: 10.1021/jacs.6b02782,報(bào)道了他們課題組在光誘導(dǎo)的芳香體系三氟甲基化反應(yīng)方面的最新進(jìn)展。
作者利用丙酮做溶劑,在紫外光(波長>300 nm)照射下,就能順利發(fā)生芳香體系的三氟甲基化反應(yīng),或者在可見光(波長>400 nm)照射下,采用丙酮和丁二酮的混合溶劑,也能順利發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)條件非常溫和,操作非常簡便,底物適用性廣泛。李朝軍教授長期從事綠色化學(xué)的研究,這一最新進(jìn)展使得三氟甲基化反應(yīng)也可以實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的要求。
作者提出了反應(yīng)可能的機(jī)理,丙酮在光誘導(dǎo)下,形成激發(fā)態(tài)的丙酮,和三氟甲磺酸鈉作用,生成三氟甲磺酸自由基和丙酮的自由基負(fù)離子,三氟甲磺酸自由基脫去二氧化硫形成三氟甲基自由基,和芳環(huán)發(fā)生自由基反應(yīng)形成新的芳基自由基,最后終止自由基反應(yīng)生成三氟甲基取代的芳香化合物。
首先,作者篩選出最佳反應(yīng)條件,在氬氣條件下,底物和三氟甲磺酸鈉0.1 mmol :0.4 mmol混合, 1 mL丙酮做溶劑,300 W 氙燈(波長>300 nm)照射下,或者采用波長=254 nm的光反應(yīng)器,室溫反應(yīng)2-20小時(shí),就可以中等到良好的收率實(shí)現(xiàn)三氟甲基化,尤其是富電子芳環(huán)可以取得更好的結(jié)果,還可以實(shí)現(xiàn)克級規(guī)模的大量制備。作者還發(fā)現(xiàn),當(dāng)反應(yīng)中加入少量乙酸酐時(shí),還可以提高三氟甲基化反應(yīng)產(chǎn)率。
作者還嘗試了可見光(波長>400 nm)誘導(dǎo)的三氟甲基化反應(yīng),只要采用丁二酮做溶劑,或者丁二酮分別和丙酮,和水,和乙腈等混合溶劑,都可以在相似條件下順利發(fā)生反應(yīng),取得良好的結(jié)果,作者通過對照實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),丁二酮是反應(yīng)所必需的。
總之,李朝軍教授報(bào)道了他們課題組光誘導(dǎo)的芳香體系三氟甲基化反應(yīng)的最新進(jìn)展,作者利用丙酮做溶劑,在紫外光(>300 nm)照射下,或者在可見光(>400 nm)照射下,采用丙酮和丁二酮的混合溶劑,都能順利發(fā)生三氟甲基化反應(yīng),反應(yīng)條件非常溫和,無金屬,無氧化劑,非常清潔,操作非常簡便,底物適用性廣泛,還可以實(shí)現(xiàn)大量制備,這一最新進(jìn)展使得三氟甲基化反應(yīng)也可以實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的要求,在化學(xué)上和藥物合成中具有重要意義。
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