天津大学马军安教授课题组科研成果|新型含氟重氮试剂,高效构建含氟化合物

时间: 2024-06-21
作者: 百灵威
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天津大学马军安教授科研成果|新型含氟重氮试剂,高效构建含氟化合物|百灵威-百灵威
    含氟化合物在医药、生物和材料中应用广泛,新型含氟砌块的开发是有机化学领域的研究热点。近年来,含氟重氮化合物已发展成为构建众多氟烷基化碳环、杂环和开链分子的重要砌块,天津大学马军安-张发光课题组长期致力于含氟重氮试剂的设计开发与反应研究,并取得了多项创新性成果。
二氟重氮试剂
    2018年,马军安-张发光课题组开发了二氟重氮试剂(PhSO2CF2CHN2, Ps-DFA),该试剂可作为有效的掩蔽二氟重氮乙烷合成子与各种偶极体进行环加成反应、卡宾转移反应、亲核加成反应等,如与内炔反应合成二氟甲基环丙烯类化合物(图1)、与缺电子炔烃或烯烃反应合成二氟甲基吡唑类化合物(图2)[1,2]
图1 Ps-DFA高效合成二氟甲基环丙烯类化合物<sup>[1]</sup>
图1 Ps-DFA高效合成二氟甲基环丙烯类化合物[1]
图2 Ps-DFA高效合成二氟甲基吡唑类化合物<sup>[2]</sup>
图2 Ps-DFA高效合成二氟甲基吡唑类化合物[2]
二氟重氮酮试剂
    二氟(芳基硫醇)甲基(ArSCF2)和二氟(芳氧基)甲基(ArOCF2)是候选药物和功能材料开发中的重要基团,2021年,马军安-张发光课题组又开发了两种新型二氟重氮酮试剂(二氟苯硫醇重氮酮和二氟苯氧基重氮酮),可高效合成α-二氟甲基四唑甲醇和α-三氟甲基四唑硫醚[3]
图3 两种新型二氟重氮酮试剂合成α-二氟甲基四唑甲醇和α-三氟甲基四唑硫醚<sup>[3]</sup>
图3 两种新型二氟重氮酮试剂合成α-二氟甲基四唑甲醇和α-三氟甲基四唑硫醚[3]
单氟重氮试剂
    相比于二氟重氮试剂,单氟重氮试剂鲜见报道,这主要是因为单个氟原子取代的重氮试剂非常不稳定,极易发生β-氟消除等副反应导致试剂分解。2024年,马军安-张发光课题组采用二苯砜基作为保护基团,成功合成了单氟重氮乙烷(FBDA),并发现该试剂与芳香重氮盐反应时,可得到重氮基团保留的四氮唑产物;与烯烃、炔烃反应时,可得到重氮基团脱除的二氢异噁唑、异噁唑产物[4]。两个苯砜基团的引入不仅显著提高了单氟重氮乙烷试剂的稳定性,还为后续的合成转化提供了多种可能。
图4 单氟重氮乙烷试剂的设计合成与环加成反应<sup>[4]</sup>
图4 单氟重氮乙烷试剂的设计合成与环加成反应[4]
马军安,天津大学讲席教授,博士生导师,国家杰青。1991年于河南大学获得学士学位,1999年于南开大学获得博士学位,师从黄润秋教授。随后在周其林教授课题组担任科研助手,从事手性催化不对称合成和相关药物研究。2002年在法国国家科研中心(CNRS)精细化学研究所从事博士后研究(合作教授: Dominique Cahard)。2004年在德国马谱所(MPI)煤炭化学研究所从事博士后研究(合作教授:Manfred T. Reetz)。2005年7月至今,就职于天津大学。2005年度入选教育部新世纪优秀人才,2006年天津市“131”创新型人才培养工程第一层次人选,2012年获得国家杰出青年科学基金的支持,2018年获得中国化学会黄维垣氟化学奖。马军安教授一直致力于有机不对称化学和有机氟化学的研究工作,目前发表学术论文200多篇,论文他引次数一万余次。
张发光,天津大学理学院化学系教授,博士生导师。2009年本科毕业于天津大学理学院,2014年博士毕业于天津大学理学院,师从马军安教授。2014年至2017年在以色列理工学院进行博士后研究,合作导师为Ilan Marek 院士。2017年至今在天津大学理学院化学系从事教学科研工作。研究方向为有机氟化学与酶催化合成,近年来主要在新型含氟砌块设计合成与转化反应取得了系列成果,重点发展了二氟烷基重氮新试剂的设计合成及其反应研究、二氟烷基杂环与二氟烷基手性化合物的高效合成策略等,以第一或(共同)通讯作者在Chem. Rev.、J. Am. Chem. Soc. (2)、Angew. Chem., Int. Ed. (4)、CCS Chem. (2)、ACS Catal. (2) 等高水平期刊发表学术论文50余篇。

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推荐产品
品名 CAS 货号
((2-Diazo-1,1-difluoroethyl)sulfonyl)benzene, 98%
苯磺酰基二氟重氮
2240221-20-7 9396800
3-Diazo-1,1-difluoro-1-(phenylthio)propan-2-one, 98%
二氟苯硫基酰基重氮
2755913-04-1 9396801
3-Diazo-1,1-difluoro-1-phenoxypropan-2-one, 98%
二氟苯氧基酰基重氮
2755913-05-2 9396802
2-Fluoro-2,2-bis(phenylsulfonyl)ethan-1-amine, 98%
2-氟-2,2-二苯磺酰基乙胺
/ 9396799
参考文献
  1. Zhang Z Q, Zheng M M, Xue X S, et al. Catalytic enantioselective cyclopropenation of internal alkynes: access to difluoromethylated three‐membered carbocycles[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2019, 131(50): 18359-18364.
  2. Zeng J L, Chen Z, Zhang F G, et al. Direct regioselective [3+2] cycloaddition reactions of masked difluorodiazoethane with electron-deficient alkynes and alkenes: synthesis of difluoromethyl-substituted pyrazoles[J]. Organic letters, 2018, 20(15): 4562-4565.
  3. Shi H S, Li S H, Zhang F G, et al. Catalytic regioselective construction of phenylthio-and phenoxyldifluoroalkyl tetrazoles from difluorodiazoketones[J]. Chemical Communications, 2021, 57(100): 13744-13747.
  4. Tang X, He M Y, Guo R, et al. The Smallest Monofluorodiazoethane Reagent and Its [3+2] Cycloaddition Reactions[J]. CCS Chemistry, 2024: doi.org/10.31635/ccschem.024.202403849.
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