近日，中国科学院上海有机化学研究所金健课题组开发了一种催化系统，该系统可将三氟甲基直接安装在芳烃上。该新反应使用简单而丰富的三氟乙酸作为三氟甲基化剂，为现有策略提供了更温和的替代方法。相关研究成果发表在Cell Reports Physical Science（DOI: 10.1016/j.xcrp.2020.100141）上。

该协议也适用于氯二氟甲基化和全氟烷基化，各种各样的芳烃和杂芳烃成功地转化为有价值的氟代烷基化化合物。该研究也是第一个成功将三氟乙酸和相关酸成功用作可见光照射下的三氟甲基，氯二氟甲基和全氟烷基自由基来源的方法。

图2.芳烃的三氟甲基化、一氯二氟甲基化及全氟烷基化

氟化药物由于其理化性质的变化，与非氟化类似物相比，具有更好的膜渗透性和更高的生物利用度。在2018年零售额排名前200的小分子药物中，有15种药物至少包含一个三氟甲基，其中大部分（80％）在其芳基或杂芳基支架上。因此，非常需要将三氟甲基结合到芳烃和杂芳烃中的简单方法。

三氟乙酸（TFA）因其价格低廉，易于处理和可大量获取而成为最有吸引力的三氟甲基化试剂。然而，由于其极高的氧化电势，需要苛刻的条件将TFA直接氧化成三氟乙酸根。光氧化还原催化和二芳基亚砜的结合为在温和条件下从三氟乙酸轻松生成CF3自由基提供了一个平台。然后将所得的CF3自由基加到（杂）芳烃底物上，然后进行氧化再芳构化工艺，得到三氟甲基化的（杂）芳烃产物。

图1.三氟甲基化反应的设计思路

“我们预计这种可见光促进的CH氟烷基化方法将得到广泛应用，”负责该项目的金健教授说。

这项工作得到了上海自然科学基金会，中国科学院上海有机化学研究所的支持。

【作者简介】

金健 研究员 博士生导师

中国科学院上海有机化学研究所

1999年至2008年就读于浙江大学，师从戴伟民教授，获得学士、博士学位。2008年至2010年在美国斯克里普斯研究所KC Nicolaou教授组从事博士后研究工作。2010年至2012年在上海恒瑞医药担任新药工艺研发组长。2012年至2017年在美国普林斯顿大学David MacMillan教授组从事博士后研究工作，并被升为副研究员。2017年7月加入中国科学院上海有机化学研究所。长期从事复杂天然产物全合成、可见光促进的有机合成化学的研究，以通讯作者或第一作者在Nature、Angew. Chem. Int. Ed.、Org. Lett.等国际杂志上发表多篇论文。作为课题负责人承担国家、中国科学院及上海自然科学基金的多项课题。