氟烷基羧酸衍生物的脱羧反应是获得氟烷基自由基的有效途径, 而该自由基物种参与烯烃、异腈以及芳(杂)环的串联、加成反应是获取各种含氟官能化有机分子的重要方法. 通过氟烷基羧酸产生的氟烷基自由基引发的串联反应可以构建啡啶、二氢黄酮、喹啉-2,4-二酮及吲哚酮等环状骨架. 综述了近年来氟烷基羧酸脱羧引发的自由基反应的研究进展, 涵盖反应设计、反应机理及研究展望等内容.

发展了一种铑催化N-磺酰腙和3,3-二氟烯丙基硫化物的重排反应合成偕-二氟烯丙基化合物的高效方法. 该方法具有中等至优异的收率和良好的官能团耐受性, 并通过两步一锅、克级合成和产物的衍生化验证了其实用性.

含氟化合物的合成离不开含氟试剂的开发和应用. 由于氟原子的特殊效应, 含氟试剂通常表现出不同于不含氟类似物的反应性质和规律. 在众多三氟甲氧基化试剂中, 三氟甲磺酸三氟甲酯因具有制备简单、成本低廉及反应性质多样等优点, 近年来受到越来越多的关注. 该试剂可以在氟负离子引发下快速分解得到三氟甲氧基阴离子, 因此它常被看作是三氟甲氧基阴离子的储存体, 被广泛用于亲核三氟甲氧基化反应. 另外, 三氟甲磺酸三氟甲酯在亲核试剂引发下分解产生的三氟甲氧基阴离子, 由于其热稳定性较差, 很容易进一步分解成氟光气和氟负离子, 因此它还可以被用作羰基化试剂、氟甲酰化试剂、缩合试剂和亲核氟化试剂. 重点介绍了三氟甲磺酸三氟甲酯在三氟甲氧基化反应、羰基化反应以及氟化反应中的研究进展.

以氰基作为自由基受体, 开发了一种实用的银催化三氟甲硫化/环化/水解策略. 在中等到较高产率的条件下, 获得了各种结构多样的F₃CS-取代喹啉酮类化合物. 该方法易于放大量制备, 且产物具有进一步衍生化的潜力. 因此, 对制备其他有价值的含氟砌块的氮杂环化合物很有吸引力. 机理研究表明, 该催化体系涉及自由基途径, H₂O在水解过程中起着不可或缺的作用.

二氟乙基化合物在生物医药和材料领域有着广泛的应用, 合成二氟乙基的化合物有着重要意义, 在此报道了一种钯催化的乙酰苯胺邻位氯二氟乙基化的反应, 该反应利用氯二氟乙基高价碘试剂(CDFI)作为CH₂CF₂Cl的来源. 进一步研究发现, 有机碱1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)加入到反应体系中, 可以通过消除反应制备乙酰苯胺邻位偕二氟乙烯基化产物.

联芳基类化合物是非常重要的有机结构, 并且它们广泛存在于药物、功能材料以及天然产物之中. 通过新颖而又独特的反应性, 脱羰反应绕过了脱羧反应, 在芳(杂环)羧酸必须有特定取代基的限制, 逐渐成为羧酸衍生物向联芳基类化合物转化合成中难以忽视的一类方法. 发展了一例铑催化羧酸原位生成酰氟的脱羰Suzuki-Miyaura偶联反应, 该方法对芳基羧酸和硼酸有很好的官能团兼容性, 甚至可以用来合成传统方法难以获得的天然产物和修饰药物.

富含sp³中心的三维天然产物结构由于其独特的生物活性, 在药物化学及生物化学方面越来越受到重视. 以天然产物莪术醇为基础, 通过光催化的胺氟化反应, 高效引入胺和氟两个潜在的结合或反应位点, 构建了以三维形状天然产物为核心的片段库. 通过这一策略, 合成了包含24个新型莪术醇衍生物的片段库, 进一步计算结果表明, 所获得的片段库具有高三维度、天然产物相似性和优质的片段属性, 在基于片段的药物发现中开辟了一个新的化学空间.

报道了三氟甲基亚磺酸钠在硝酸铈铵作用下与芳基乙烯β-H发生自由基磺化反应, 区域选择性地得到反式烯烃. 本反应的优点是试剂廉价易得, 反应条件温和, 操作简单, 且反应具有极高的区位选择性和产物构型选择性.

开发了一种水溶性良好的荧光增强型氟硼二吡咯(BODIPY)探针BDP-2Z. 在较宽的pH范围(pH=3.0~12.0)内探针对Cu^2＋表现出低检测限、快速响应、高灵敏度和选择性等优势. Cu^2＋引起的颜色和荧光对比非常显著, 能实现 Cu^2＋的可视化检测. 通过柱层析法分离得到识别过程的水解产物, 并利用紫外和荧光光谱、质谱分析证实了识别机制. 此外, 在真实水样中的快速裸眼识别扩展了其在环境检测方面的应用.

开发了一种性状稳定且易于放大合成规模的一氟甲基化试剂——一氟代苯磺酸甲酯(PhSO₃CH₂F). 该试剂能够与乙酰丙酮衍生物反应, 在温和条件下以高选择性和良好的收率得到相应的O-一氟甲基化产物, 此外, 该试剂还可以对复杂分子进行后修饰. 这种新方法为一氟甲基化合物的合成提供了更多选择.

与非氟化合物相比, 有机氟化合物由于其特殊的化学和物理性质被广泛应用于药物开发、临床医学、农业化学、材料科学和有机合成等领域. 在过去的几十年中, 在选择性氟化和氟烷基化合成结构多样的含氟分子方面取得了重大进展. 其中, α-氟烷基化羰基代表了生物活性和药物分子中一类重要的分支骨架. 在此背景下, 基于使用二氟烯醇硅醚(DFSEE)作为独特的氟代烷基化试剂, 已经实现了多种引入偕二氟烷基化羰基片段的有效方法, 包括羟醛反应、曼尼希反应、芳基化反应、烯丙基化反应、质子化反应、卤化反应、共轭加成反应和烯化反应等. 另一方面, DFSEE凭借其优异的反应灵活性, 还能与自由基型二氟烷基化和级联反应等新型反应模式相融合. 此外, 还报道了DFSEE参与的O位选择性加成反应, 能够构建多功能的偕二氟烯烃. 鉴于有机氟化合物的重要性和基于二氟烯醇硅醚作为反应物参与合成含氟化合物途径的巨大潜力, 重点介绍了DFSEE作为关键含氟功能化砌块合成氟化物的最新研究进展.

亚砜亚胺由于其抗疟、抗菌及除草等特性在农药和医药领域有广泛的应用. 以苯炔与三氟甲基取代的α,β-不饱和叔丁基亚磺酰胺通过[3+2]环加成反应构建了三氟甲基芳基取代的苯并环状亚砜亚胺骨架. 反应以氟化钾为氟试剂, 18-冠-6为添加剂, 乙腈/甲苯(V∶V=4∶1)为溶剂, 室温反应20 h, 条件温和, 收率低到中等(13%~57%). 采用浸渍法测定该类化合物对棉蚜的杀虫活性, 结果表明, (1R,3S)-1-(叔丁基)-3-((E)-4-甲基苯乙烯基)-3-(三氟甲基)苯并[d]异噻唑1-氧化物(3b)和(1R,3S)-1-(叔丁基)-3-(三氟甲基)-3-((E)-4-(三氟甲基)苯乙烯基)苯并[d]异噻唑1-氧化物(3h)的24 h LC₅₀低于阳性对照吡虫啉(LC₅₀ 0.0800 mg/L)和啶虫脒(LC₅₀ 0.0532 mg/L), 可作为杀虫药物的先导化合物进行结构修饰研究.

含氟有机化合物因其特殊的物理与化学性能, 在医药和农药等学科中被广泛应用, 这就促使含氟官能团经常被引入到先导化合物中以改善其理化性能. 三氟甲硫基官能团在众多含氟化合物中具有重要的地位, 因为他们具有高电负性和特殊的亲脂性. 因此, 向化合物中引入三氟甲硫基在有机氟化学领域备受关注. 综述了近年来三氟甲硫基自由基引发不饱和烃的串联反应的研究进展, 涵盖反应设计、反应机理和研究展望等内容.

报道了一种镍催化的炔烃的芳基-二氟烷基化反应. 从炔烃、溴二氟乙酸乙酯和芳基硼酸这些简单起始原料出发, 在镍络合物的催化下, 以高度立体选择性控制的方式得到一系列三取代含氟烯烃. 该方法具有催化剂成本低、反应条件温和、官能团兼容性好等优点.

基于三氟甲磺酸酐介导炔酰胺与吡啶加成反应, 建立了含烯胺结构吡啶季铵盐的合成方法. 经过13个底物拓展验证, 采用该方法制备含烯胺结构吡啶季铵盐的收率在65%~90%之间. 该方法中吡啶氮原子高区域选择性地与炔酰胺叁键的α位进行加成, 且产物以Z构型为主(Z:E>20:1).

开发了一种实用的银催化三氟甲硫化环化反应, 合成了各种结构多样的含CF₃S的苯并咪唑[2,1-a]异喹啉, 产率中等至良好. 机理研究表明, 催化反应通过CF₃S自由基引发的串联环化途径进行.

通过使用廉价易得且易于处理的CF₃SO₂Na作为CF₃源, 实现了操作简单的电化学氧化喹喔啉-2(1H)-酮的C—H三氟甲基化. 由于没有使用任何催化剂或氧化剂, 该方法符合绿色和可持续发展的要求. 最重要的是, 使用“电描述符图”来评估底物的反应活性, 可以清楚地看到反应/非反应边界和产量变化趋势.

三氟甲基化反应是向有机物中引入氟原子的重要方法. 综述了近年来以CF₃Br为三氟甲基源的三氟甲基化反应研究进展, 重点介绍了各类反应涉及到的具体方法、每种方法的特点、适用范围及可能的机理, 并对CF₃Br作为三氟甲基源的三氟甲基化反应前景作出展望.

氟硼二吡咯(BODIPY)荧光染料因为具有优异的光物理性能、良好的生物相容性以及易于合成和修饰等优点, 在生命科学、化学分析和光电材料等领域得到了广泛应用. 丰富的合成及衍生策略为其广泛应用提供了基础, 引起了研究者的极大关注. 总结了BODIPY荧光染料不同反应位点的修饰策略, 并单独介绍了基于BODIPY的Pd催化交叉偶联反应和氧化偶联反应, 最后对该领域的发展进行了展望.

含氟化合物在生物医药和材料领域有着广泛的应用, 含氟化合物的合成方法学研究有着重要意义. 以fac- Ir(ppy)₃为光催化剂, 可见光诱导下N-芳基-N-(芳基磺酰基)-2-甲基丙烯酰胺经氟烷基自由基加成、芳基迁移、脱砜基历程得到含氟烷基取代α-季碳中心结构的酰胺类化合物, 反应条件温和, 官能团兼容性良好.

漆酶在微生物体内具有重要的生理功能, 是一种潜在的作用靶标. 为了寻找具有漆酶高抑制活性的化合物, 以4-氯肉桂醛缩氨基硫脲(PMDD-5Y)为先导化合物, 利用活性亚结构拼接原理, 设计并合成了15个未见文献报道的含二氟甲基吡唑的肉桂醛酰肼类衍生物, 其结构均经过¹H NMR、¹³C NMR和HRMS确证. 漆酶抑制活性测试结果表明, 所制备的化合物均具有良好的活性, 其中N'-((Z)-3-(3,4-二氯苯基)-3-苯基烯丙亚基)-3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-甲酰肼(5l)和N'-((Z)-3-(2-氯苯基)-3-(4-氯苯基)烯丙亚基)-3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-甲酰肼(5m)的IC₅₀值分别为0.069和0.063 mmol/L, 明显优于先导化合物PMDD-5Y (IC₅₀=0.553 mmol/L)和对照药剂半胱氨酸(IC₅₀=0.298 mmol/L). 离体抑菌活性测试结果表明, 在50 μg/mL的浓度下, 具有较好漆酶抑制活性的化合物对苹果腐烂病菌(V. mali)、小麦赤霉病菌(F. graminearum)和稻瘟病菌(M. grisea)有一定的抑菌活性. 对稻瘟病菌(M. grisea)的活体实验表明, 化合物5l在200 μg/mL时的治疗活性为78.55%, 表现出一定的活体防治效果. 进一步通过分子对接研究发现, 高漆酶抑制活性化合物5l与漆酶蛋白有较好的蛋白结合模式.

有机硒化物在医药、农药、合成以及材料领域均有着十分重要的应用价值, 在抗癌、抗炎等方面有着尤为突出的作用, 因此有机含硒化合物的合成研究显得尤为重要. 有机硒化物的传统制备方法是通过硒酚或二硒醚(RSeSeR)等含硒底物与烷基或芳基化试剂反应, 近年来, 研究人员也开发了一些新型的直接烷基或芳基硒化试剂. 另一方面, 氟烷硒基化反应的研究相对较少. 开发新的烷基、芳基和氟烷基硒化反应以及新型硒化试剂具有重要研究潜力和价值. 因此主要综述了烷基、芳基和氟烷基硒化反应的最新研究进展, 并对部分反应的机理进行了论述.

探索了银盐催化下, 三氟甲基酰腙与异氰基乙酸乙酯的[3+2]环加成反应, 合成了一系列三氟甲基取代的2-咪唑啉化合物. 该方法具有反应速度快、产率高和立体选择性好等特点, 为合成三氟甲基取代的2-咪唑啉类化合物提供了一种快速有效的新方法．

报道了一种无过渡金属催化剂、外加化学氧化剂的条件下, 电化学氧化三氟甲基亚磺酸钠与α-羰基二硫缩烯酮的高效三氟甲基化反应. 该方法具有反应条件温和与较好的官能团兼容性的优点. 相关的机理实验表明该反应是通过自由基机理进行的.

含氟杂环化合物由于其优异的物理化学性质, 在有机化学、药物化学、材料科学等诸多领域扮演着重要的角色. 但自然界中, 天然含氟杂环化合物屈指可数, 开发高效的含氟杂环化合物的合成方法显得尤为重要. 随着过渡金属催化、光催化以及电催化自由基反应的迅速发展, 自由基化学在合成领域取得了突破性进展, 激发了有机化学家利用自由基化学构建含氟杂环的兴趣. 主要以不饱和烃的单氟烷基化、二氟烷基化、三氟甲基化、三氟烷氧/硫/硒基化、全氟烷基化以及杂环的直接C—H氟烷基化进行分类, 从过渡金属催化、光催化以及电催化等几个方面, 对自由基介导的含氟侧链杂环化合物的构建进行讨论.

偕二氟烯烃是一类重要的含氟有机化合物, 在有机合成化学和药物化学研究领域展现出独特的结构优势. 例如, 偕二氟烯基可以便利地转化为单氟烯基、二氟烷基、三氟甲基以及其他多种含氟结构. 偕二氟烯基结构作为羰基理想的电子等排体在药物设计研究中也有广泛的应用. 报道了一种镍促进的电化学还原交叉偶联反应合成功能化的偕二氟烯烃. 该反应在非分隔电解槽中进行, 在温和的电化学还原条件下, 实现了三氟甲基烯烃烯丙基脱氟、氧化还原活性羧酸酯脱羧或者烷基卤化物脱卤素的有机结合. 反应可有效避免使用化学计量的金属粉末或有机还原剂. 该反应为含偕二氟烯基功能结构的生物活性分子提供了有效的合成途径.

为了寻找高效低毒的抗肿瘤药物, 设计并合成了一系列新型的含三氟甲基基团的2,4,6-三取代喹唑啉喹唑啉类衍生物, 并采用噻唑蓝(MTT)比色法测定目标化合物对人前列腺癌细胞系(PC-3)、人乳腺癌细胞系(MCF-7)、人食管癌细胞系(Eca-109)、人胃癌细胞系(MGC-803)、人未分化胃癌细胞系(HGC-27)、人非小细胞肺癌细胞系(A549)和人非小细胞肺癌细胞系(H1975)的抗肿瘤活性. 结果显示部分化合物表现出中度至强效的抗肿瘤活性, 其中N-(3-溴苯基)-6-甲氧基-2-((4-(三氟甲基)苄基)硫代)喹唑啉-4-胺(16l)对PC-3细胞具有最好的抗肿瘤活性, IC₅₀值为(2.22±0.15) μmol/L, 抗肿瘤活性明显优于阳性对照品吉非替尼. 此外, 化合物16l对PC-3细胞以浓度依赖与时间依赖的方式诱导其凋亡.