導語
烯烴和炔烴含氟基團的雙官能團化反應是有機氟化學領域的一個熱點課題。 三氟甲硫基團是親脂性最高的含氟基團之一，
易文斌課題組簡介
南京理工大學化工學院易文斌課題組成員有副教授1名， 講師1名， 實驗師1名， 博士研究生10名， 碩士研究生5名。 課題組長期致力於精細化工和醫藥領域的含氟官能團化原理、設計及應用基礎研究。 近年來科研方向主要集中在還原型三氟甲硫基化的研究， 相關成果發表在Angew. Chem. Int. Ed.等期刊上， 研究成果在一定程度上加快了三氟甲硫基化反應的工業化進程。
易文斌教授簡介
易文斌， 南京理工大學化工學院教授、博士生導師。 研究領域主要為有機氟化學， 近年來以通訊作者或第一作者在Angew. Chem. Int. Ed.,Green Chem.,Org. Lett.,Adv. Synth. Catal.,等國際知名期刊上發表論文二十餘篇。 曾獲得2015年江蘇省科技進步獎三等獎1項（排名第一）， 並被評選為江蘇省高校青藍工程中青年學術帶頭人和江蘇省“六大人才高峰”高層次人才。
前沿科研成果：CF3SO2Cl的新用途——促進烯烴和炔烴的直接氯化-三氟甲硫基化反應
烯烴的鹵化-三氟甲硫基化是非常有用的雙官能團化反應， 因為鹵素原子能容易地轉化成氨基、烷基、烯基、烷氧基和其他基團。 Billard課題組首先報導了以三氟甲硫基醯胺為SCF3來源， 以HCl為氯源的環己烯的氯化-三氟甲基硫醇化反應， 隨後他們又報導了一個相似的以TMSCl作為氯源的方法。 三氟甲磺醯氯（CF3SO2Cl）是一種廉價且具有多種功能的工業化學品， 前期日本的Shibata課題組和易文斌課題組幾乎同時報導了將這一試劑用於直接三氟甲硫基化反應。 在此研究基礎上， 作者設想可以將三氟甲磺醯氯（CF3SO2Cl）開發成一種不需要其他氯源的直接氯化-三氟甲硫基化試劑（圖1）。
圖1. 三氟甲磺醯氯（CF3SO2Cl）的用途
經過初步的研究之後， 作者以對甲基苯乙烯1a為模型底物來對反應條件進行優化（圖2）。 研究發現：溶劑種類、還原劑種類和CF3SO2Cl用量都會對反應產率產生較大影響。 經過一系列篩選之後， 作者確定了最佳反應條件：烯烴與CF3SO2Cl和PPh3的摩爾比為1:2:3， DMF為溶劑，在90℃下反應4h，反應產率可達到90%。
圖2. 反應條件的優化
底物適用性研究表明（圖3），當苯乙烯對位存在供電子基團或吸電子基團時，反應均能以較好的產率得到目標產物，但吸電子基團的存在使反應產率明顯降低，這也是親電反應的典型特徵之一。鄰位、間位取代苯乙烯、萘乙烯、苯丙烯、烯丙基苯基（硫）醚、N-烯丙基鄰苯二甲酸胺等端位烯烴底物的反應適用性均比較良好，而對於1,2-二苯乙烯等非端位烯烴底物只檢測到少量產物，因此非端位烯烴底物不適用於該反應體系。值得注意的是，在反應的區域選擇性研究上，作者通過對產物的脫HCl實驗，發現苯乙烯類底物主要生成馬氏加成產物，而非苯乙烯類底物會更多地生成反馬式加成產物。
圖3. 烯烴的氯化-三氟甲硫基化反應底物拓展
對於親電加成反應，一般情況下炔烴會比烯烴更加困難。在烯烴成功反應的基礎上，作者同時對炔烴的氯化-三氟甲硫基化反應進行了研究（圖4），在類似的反應體系下，將反應時間延長到8 h，能以中等或更高的產率得到E構型的加成產物。與烯烴的反應結果類似，端位炔烴的反應適用性良好，非端位炔烴不適用於該體系；苯乙炔類底物主要生成馬氏加成產物，非苯乙炔類底物更多地生成反馬式加成產物。
圖4. 炔烴的氯化-三氟甲硫基化反應底物拓展
隨後，作者對該反應的機理進行了進一步的研究（圖5）。控制實驗表明：當反應在氬氣條件下進行，並且溶劑使用超幹DMF時，反應產率會有明顯的降低；而反應的氟譜跟蹤顯示：反應過程中有三氟甲磺酸（CF3SO3H）生成。基於三氟乙酸對親電加成反應的催化報導，作者提出了基於三氟甲磺酸催化的親電加成反應機理。而由苯乙烯產生的馬氏產物的高區域選擇性是由於苯環與橋聯的硫鎓離子在Cl-引入中間體I時產生有利了電子共軛，而非苯乙烯類烯烴沒有良好的共軛作用，R基團將Cl-引向I’中含較少取代基的碳上，從而產生反馬式加成產物。
圖5. 控制實驗和可能的反應機理
二氟甲硫基（SCF2H）是OH或NH的電子等排體，含有SCF2H的很多分子能有效地顯示出生物活性。作者成功地運用二氟甲磺醯氯（CF2HSO2Cl）將反應拓展到烯烴和炔烴的氯化-二氟甲硫基化（圖6），反應結果與氯化-三氟甲硫基化反應類似。
易文斌課題組開發了一種簡單而有效的方法，使用CF3SO2Cl作為雙官能團化試劑來進行烯烴和炔烴的氯化-三氟甲硫基化反應，通過PPh3還原CF3SO2Cl形成用於親電加成的CF3SCl來促進反應，反應體系中的水解產物CF3SO3H可作為催化劑，並且該反應可成功拓展到CF2HSO2Cl的氯化-二氟甲硫基化。簡潔高效的反應過程、良好的原子經濟性以及溫和的反應條件是這種新方法的主要優點。
該研究成果近期發表在Organic Letters上（ASAP, DOI: 10.1021/acs.orglett.8b00581），南京理工大學化工學院講師蔣綠齊博士和博士研究生丁天琪為該論文的共同第一作者。該研究工作得到了國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金、江蘇省青藍工程、江蘇省“六大人才高峰”等專案的大力支持。
原文連結：http://www.chembeango.com/news/art?id=18890
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DMF為溶劑，在90℃下反應4h，反應產率可達到90%。
圖2. 反應條件的優化
底物適用性研究表明（圖3），當苯乙烯對位存在供電子基團或吸電子基團時，反應均能以較好的產率得到目標產物，但吸電子基團的存在使反應產率明顯降低，這也是親電反應的典型特徵之一。鄰位、間位取代苯乙烯、萘乙烯、苯丙烯、烯丙基苯基（硫）醚、N-烯丙基鄰苯二甲酸胺等端位烯烴底物的反應適用性均比較良好，而對於1,2-二苯乙烯等非端位烯烴底物只檢測到少量產物，因此非端位烯烴底物不適用於該反應體系。值得注意的是，在反應的區域選擇性研究上，作者通過對產物的脫HCl實驗，發現苯乙烯類底物主要生成馬氏加成產物，而非苯乙烯類底物會更多地生成反馬式加成產物。
圖3. 烯烴的氯化-三氟甲硫基化反應底物拓展
對於親電加成反應，一般情況下炔烴會比烯烴更加困難。在烯烴成功反應的基礎上，作者同時對炔烴的氯化-三氟甲硫基化反應進行了研究（圖4），在類似的反應體系下，將反應時間延長到8 h，能以中等或更高的產率得到E構型的加成產物。與烯烴的反應結果類似，端位炔烴的反應適用性良好，非端位炔烴不適用於該體系；苯乙炔類底物主要生成馬氏加成產物，非苯乙炔類底物更多地生成反馬式加成產物。
圖4. 炔烴的氯化-三氟甲硫基化反應底物拓展
隨後，作者對該反應的機理進行了進一步的研究（圖5）。控制實驗表明：當反應在氬氣條件下進行，並且溶劑使用超幹DMF時，反應產率會有明顯的降低；而反應的氟譜跟蹤顯示：反應過程中有三氟甲磺酸（CF3SO3H）生成。基於三氟乙酸對親電加成反應的催化報導，作者提出了基於三氟甲磺酸催化的親電加成反應機理。而由苯乙烯產生的馬氏產物的高區域選擇性是由於苯環與橋聯的硫鎓離子在Cl-引入中間體I時產生有利了電子共軛，而非苯乙烯類烯烴沒有良好的共軛作用，R基團將Cl-引向I’中含較少取代基的碳上，從而產生反馬式加成產物。
圖5. 控制實驗和可能的反應機理
二氟甲硫基（SCF2H）是OH或NH的電子等排體，含有SCF2H的很多分子能有效地顯示出生物活性。作者成功地運用二氟甲磺醯氯（CF2HSO2Cl）將反應拓展到烯烴和炔烴的氯化-二氟甲硫基化（圖6），反應結果與氯化-三氟甲硫基化反應類似。
易文斌課題組開發了一種簡單而有效的方法，使用CF3SO2Cl作為雙官能團化試劑來進行烯烴和炔烴的氯化-三氟甲硫基化反應，通過PPh3還原CF3SO2Cl形成用於親電加成的CF3SCl來促進反應，反應體系中的水解產物CF3SO3H可作為催化劑，並且該反應可成功拓展到CF2HSO2Cl的氯化-二氟甲硫基化。簡潔高效的反應過程、良好的原子經濟性以及溫和的反應條件是這種新方法的主要優點。
該研究成果近期發表在Organic Letters上（ASAP, DOI: 10.1021/acs.orglett.8b00581），南京理工大學化工學院講師蔣綠齊博士和博士研究生丁天琪為該論文的共同第一作者。該研究工作得到了國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金、江蘇省青藍工程、江蘇省“六大人才高峰”等專案的大力支持。
原文連結：http://www.chembeango.com/news/art?id=18890
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