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我校陈霞副教授、周晓玉教授研究团队在氟化学领域取得多项创新性研究成果

发布时间:2026-07-09 浏览次数:10

近年来,我校化学与材料工程学院陈霞副教授、周晓玉教授研究团队(贵州省高等学校精细化学品清洁合成创新团队)致力于氟试剂的设计与制备、含氟化合物的合成等领域研究,并取得系列创新性研究成果。团队基于氟酰胺、氟化醇和六氟乙酰丙酮等氟试剂,实现了2-三氟甲基苯并咪唑(Org. Biomol. Chem. 2023, 21, 9542-9546.)、羟氟烷基吲哚(J. Org. Chem.2024, 89, 17860-17865.)、二氟甲基芳烃(Org. Lett.2024, 26, 6024-6029.)和三氟甲基酮(Org. Lett.2024, 26, 7233-7238.)等含氟烷基化合物的高效、精准制备。

前期研究中,团队成功开发了多种含氟酰胺试剂,结构经1H NMR、13C NMR、19F NMR、HRMS以及X-射线单晶结构测定进行了表征。综合考虑氟酰胺试剂的反应活性与稳定性,团队设计在其氮原子上引入空间位阻较大的吸电子基,如对甲苯磺酰基(Ts)、甲磺酰基(Ms)或叔丁氧羰基(Boc);同时,引入苯基,用于提高氟酰胺的熔点,使其更易于分离提纯及保存。这类试剂具有如下优势:1)常温下是固体,对空气中的氧和水稳定,易于保存和使用;2)成本低,制备简单;3)具有潜在的工业应用价值。基于这类试剂,在钯催化下成功实现了芳基硼酸的二氟甲基化反应和三氟乙酰化反应,为二氟甲基芳烃和三氟甲基酮类化合物的精准合成提供了新思路。

在温和条件下实现可控的C−N偶联反应是有机合成中的重要目标。团队利用适宜的亲核试剂,通过无过渡金属的亲核加成途径活化含氟乙酰胺的C−N键,进而使用N-苯基-N-对甲苯磺酰基二/三氟乙酰胺的不同片段,高效地实现选择性C−N偶联反应。N-苯基-N-对甲苯磺酰基二/三氟乙酰胺作为多功能试剂,根据反应的底物可以选择性地提供氟乙酰基或氨基:在碳酸钠存在下,链状或环状含氮化合物为底物时,提供氟酰基,将CF₂H或CF₃基团引入含氮天然产物和生物活性分子的结构中,可显著提高其相对于非氟化母体类似物的脂溶性、代谢稳定性和生物利用度;在DMAP存在下,芳香族或脂肪族羧酸为底物时,提供N,N-二取代的氨基,将羧酸转换成N-苯基-N-对甲苯磺酰基二取代酰胺,其可进一步衍生化,获得酮、醚、芳基硼酸酯、硫叶立德以及β-酮酯等物质。这种合成的灵活性使该方法成为构建不同类型氟乙酰胺和N,N-二取代酰胺的有力工具。相关成果以“Divergent transformations of N-phenyl-N-tosylfluoroacetamides to amides and imides (N-tosylamides)”为题,发表在有机化学领域国际知名期刊 Organic Chemistry Frontiers(2026, 13, 2466-2472.),第一作者为六盘水师范学院与大连大学联合培养硕士研究生王楠,陈霞副教授和周晓玉教授为共同通讯作者。

α-氟化羰基化合物是一类重要的含氟结构单元,原因在于其强吸电子性和作为合成子的广泛通用性。近日,研究团队利用氟离子活化氟酰胺,在室温下实现醇、硫醇及含氮化合物的O-、S-、N-氟乙酰化反应,高效构建含氟酯、硫代酯和酰胺类化合物,并取得高至>99%的收率。该方法条件温和、选择性高、底物适用范围广、官能团兼容性强且操作简便,因此在含氟酯、硫代酯和酰胺类化合物的合成中具有很高的实用价值。此外,团队通过大规模合成以及手性药物相关分子后期修饰,进一步凸显了此方法的潜力。该催化策略实用且高效,对于未来设计特定底物的新型氟乙酰化反应进而构建含氟有机分子具有重要意义。相关成果以“Fluoride-Catalyzed Fluoroacetylation of Alcohols, Thioalcohols and Nitrogen-Containing Compounds”为题,发表在有机化学领域国际知名期刊The Journal of Organic Chemistry(DOI: 10.1021/acs.joc.6c00946),第一作者为陈霞副教授。

上述研究工作均得到了国家自然科学基金、贵州省科技厅基金、贵州省教育厅基金等项目的资助。文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.joc.6c00946(供稿/周晓玉  编辑校对/李厅  审核/江伟

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