記者從中國科學技術大學獲悉，該校汪義豐教授團隊利用自旋中心轉移機理，從廉價易得的三氟乙酸衍生物出發合成出用途廣泛的雙氟化物和單氟化物，開發了一種制備含氟有機化合物的新途徑。3月5日，國際著名學術期刊《科學》雜志以“首發”形式在線發布了該項工作。
氟是元素周期表電負性最大的元素，同時氟原子具有很小的原子半徑，因此含氟有機物具有很多奇妙的性質。比如向藥物分子引入氟原子或含氟基團，可以提高對細胞膜的滲透性、代謝穩定性以及生物可利用度等。自然界幾乎不存在的含氟有機物，從廉價易得的原料出發，通過高效、溫和的途徑制備單氟和雙氟有機物一直是科研和產業界的熱點問題。
科研人員選擇從成本低廉的三氟化物入手，通過碳-氟鍵的選擇性活化來合成單氟、雙氟化物。在生物合成DNA的過程中，一個關鍵的步驟是通過自旋中心轉移機制切斷碳-氧鍵，受這一機理啟發，他們發現該過程也可以用于三氟乙酸衍生物的碳-氟鍵斷裂，并成功發展了分步可控的脫氟官能團化反應，合成了結構多樣的雙氟和單氟有機化合物。
合成方法是將三氟乙酰胺或者三氟乙酸酯等含三氟甲基的分子，路易斯堿-硼烷化合物和擬引入的新成分置于同一反應體系。在加熱條件下，先產生路易斯堿-硼自由基，然后與三氟甲基分子作用，發生一次自旋中心轉移過程，消除一個氟離子同時生成二氟甲基自由基。該自由基可以與擬引入的新成分反應，得到雙氟產物。如果需要單氟化物，則再一次發生自旋中心轉移反應，消除第二個氟離子，并引入另一個新的成分，生成單氟有機物。
經過一年多的努力，科研團隊最終證實了碳-氟鍵斷裂經歷了自旋中心轉移的機理，并找到了控制脫氟進程的關鍵因素。該合成方法條件溫和，選擇性好，在醫藥、農藥和其他含氟特種材料等領域有一定的應用前景。審稿人高度評價這一成果：“發展了面向單氟和雙氟有機化合物的全新合成方法。”(趙小娜 范瓊 記者 吳長鋒)
關鍵詞： 制備含氟有機化合物新途徑
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