研究论文介绍

Green Chem.:电化学脱氟羧基化反应方法学

作者:杉杉

导读:

近日,加拿大Alberta大学的Michael W. Meanwell课题组在Green Chem.中发表论文,首次报道一种全新的三氟甲基(杂)芳烃、三氟甲基乙酸酯与三氟甲基乙酰胺的电化学脱氟羧基化反应方法学,进而成功完成一系列α,α-二氟羧酸分子的构建。

A Selective and Mild Electrochemical Defluorinative Carboxylation for Late-Stage C(sp3)–F Bond Functionalization

S. Mondal, S. Sarkar, J. W. Wang, M. W. Meanwell, Green Chem. 2023, ASAP. doi: 10.1039/D3GC03387B.

正文:

三氟甲基单元在药物发现中具有重要的作用 (Figure 1A)。因此,将-CF3基团转化为-CF2R代表了一种非常有吸引力的策略,可以在药物发现计划中快速获得各种新型的氟化类似物。然而,三氟甲基(杂)芳烃或α, α, α-三氟甲基羰基衍生物的脱氟羧基化反应方法学,目前却较少有相关的研究报道[1]。这里,加拿大Alberta大学的Michael W. Meanwell课题组首次报道一种全新的三氟甲基(杂)芳烃、三氟甲基乙酸酯或三氟甲基乙酰胺参与的电化学脱氟羧基化反应方法学,进而成功完成一系列α,α-二氟羧酸分子的构建 (Figure 1B)。

首先,作者采用1-甲基-2-(三氟甲基)苯1a与 作为模型底物,进行相关反应条件的优化筛选 (Table 1A)。进而确定最佳的反应条件为(Condition A ):采用Mg(+)/Pt(-)作为电极,电流为16 mA,电荷为3 F/mol,TBABF4作为电解质,在DMF反应溶剂中,反应温度为0 oC,最终获得83%收率的产物7 (7:8为15:1)。同时,作者还采用4-三氟甲基苯腈9与CO2作为模型底物时,进行相关反应条件的优化筛选 (Table 1B)。进而确定最佳的反应条件为 (Condition B ):采用Mg(+)/Sn(-)作为电极,电势为0.8 V,电荷为2.5 F/mol,TBABF4作为电解质,在DMF反应溶剂中,反应温度为0 oC,最终获得59%收率的产物10 (10:11:12为8:4:1)。

在上述的最佳反应条件下,作者对一系列三氟甲基试剂底物 (Figure 2)的应用范围进行深入研究。

之后,该小组进一步将底物范围扩展至三氟甲基乙酸酯与三氟甲基乙酰胺(Figure 3A)。同时,通过如下的一系列研究进一步表明,这一全新的电化学脱氟羧基化策略具有潜在的合成应用价值 (Figures 3B-3D)。

总结:加拿大Alberta大学的Michael W. Meanwell课题组首次报道一种全新的三氟甲基(杂)芳烃、三氟甲基乙酸酯或三氟甲基乙酰胺参与的电化学脱氟羧基化反应方法学,进而成功完成一系列α,α-二氟羧酸分子的构建。这一全新的电化学脱氟羧基化合成转化策略具有底物范围广泛、操作简单以及优良的选择性等优势。

参考文献:

[1] S. Yan, S. Liu, L. Chen, Z. Bo, K. Jing, T. Gao, B. Yu, Y. Lan, S. Luo, D. Yu, Chem 2021, 7, 3099. doi:10.1016/j.chempr.2021.08.004.

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