在不同的全氟烷基化合物的转化研究中，涉及全氟烷基炔烃的反应鲜有报道。近日，作者通过以较少被研究的多氟烷基炔烃为底物，开发了一种化学、区域和立体选择性的脱氟1,2-碳胺化或1,2-双胺化反应（图2）。该反应以一种非传统的方式，在温和、无过渡金属催化剂、无氧化剂、无导向基团和多样的[3~5 + 2]脱氟环化模式下进行。
图2. 全氟烷基炔烃的
化学、区域和立体选择性脱氟环化反应（来源：
Chem. Sci.
）
通过这种方法，无需底物的预官能化，仅以简单易得的双官能化试剂和氟炔烃为原料，便可以合成多种五至七元的(
E
)-1,2-二氟烯基含氮杂环，包括吡咯、咪唑-2-酮、咪唑-2-亚胺、氢化吡嗪和二氮䓬。该策略因其优越的底物范围、优秀的官能团兼容性和在克级反应下的良好表现而独树一帜。更重要的是，该反应能够在快速构建含氮杂环的同时，在杂环上引入独特的含氟烯基作为修饰基团，而这种方法为潜在的药物或农药分子的合成与开发提供了一条重要的新途径。
全氟烷基芳基炔烃底物普适性研究发现（图3A），
一系列的含有不同取代基的全氟丁基（杂）芳基炔烃都能顺利地与
2a
反应，以中等至优异的收率得到目标含氮杂环产物
3
-
20
，且产物中的含氟烯烃均为
E
构型。给电子基（
4
-
9
）、吸电子基（
10
-
15
）、一些敏感的官能团（
8
-
15
）、杂环（
17
-
20
）都能兼容该无金属体系，这为复杂分子合成后的进一步改性提供了极大的灵活性。无论是环己基（
21
）取代的较大位阻的底物或正戊基（
22
）取代链状的全氟丁基炔烃底物都能顺利进行反应。在链状底物上引入一系列的取代基
（图3B）
，例如苯基（
23
）、乙酰基（
24
）、苯甲酰基（
25
）、膦酰基（
26
）、苄氧基（
27
）、TBS保护的羟基（
28
）、未保护的羟基（
29
）、氰基（
30
）、内烯（
31
）、端烯（
32
）和内炔（
33
）都能与反应兼容，并且产物中的含氟烯烃均以
E
构型为主要构型，再一次验证了该反应条件十分简单温和，且官能团兼容性好。
图3. 氟烷基炔烃的底物范围研究（来源：
Chem. Sci.
）
当全氟烷基链缩短至
n
C
3
F
7
时（
35
），或者延长至
n
C
6
F
13
（
36
）、
n
C
8
F
17
（
37
）、
n
C
10
F
21
（
38
）时，反应依旧能以良好至优异的产率得到烯烃上有不同全氟烷基取代的目标化合物
（图3C）。但是当全氟烷基链缩短至C
2
F
5
时（
34
），目标产物的产率骤降至11%。这可能是由于三氟甲基的C-F键具有更大键能。
当多氟烷基的远端引入碘（
39
）、硫醚（
40
）、亚砜（
41
）和砜（
42
）等取代基时，反应依旧可以保持很高的效率顺利进行。当氟原子的数量进一步的减少，使用远端由不同官能团取代的四氟亚乙基苯乙炔底物（
43-50
），并延长反应时间后，产率并没有明显下降，端位取代的甲基（
43
）、烷基（
44
）、苯基（
45
）、杂芳基（
46
、
47
）、不同构型的苯乙烯基（
48、49
）和非活化的烯基（
50
）底物都能兼容该反应。然而，因为某些原因，产物的
E
/
Z
选择性都有一定程度的降低。非常特别的是，该反应可以得到，通过其他传统的或金属铑或铱催化的方法难以得到的二氟烯基含氮杂环化合物。这说明了本合成方法有其独特性、实用性和多功能性。
双官能化试剂的底物范围研究发现
（图4A）
，环状的脒（
51
）、烯胺酮（
63
）和亚胺（
64
）底物在标准条件下，或添加合适的碱后，能以不同的产率（33%-83%）和极好的立体选择性得到含有双环吡咯结构产物。各式各样的非环状乙脒衍生物底物，可以通过简单易得的胺与
N
,
N
-二甲基乙酰胺缩二甲醇简便合成（
52
-
62
）。这些乙脒衍生物都是可行的双官能化底物，通过升温和无溶剂的反应条件，均能以中等至良好的收率（33%-70%）和极佳的立体选择性得到多种吡咯衍生物。
通过升高反应温度、更换溶剂和额外添加Cs
2
CO
3
作为碱，1,2,3-三苯基胍和1,3-二芳基脲均可以与氟炔烃
1a
完成该脱氟环化反应，并以中等至良好的收率得到其他方法难以合成杂环产物
65-67
。该合成方法还有一大优势，即可以通过改变反应条件，并使用亚乙基或丙基桥连的对甲磺酰胺与氟炔烃
1a
反应，可以高效地合成六至七元的氢化吡嗪和二氮䓬衍生物
68-70
，进一步拓宽了该反应可以合成的杂环种类。
因反应具有良好的底物范围、极佳的官能团和杂环兼容性，作者尝试在反应底物的不同位置引入不同复杂分子，进一步证明该反应在复杂分子的后期官能化的潜力
（图4B）
。多种生物活性或药物相关的分子（
71
-
77
，
79
-
82
）在被引入到该脱氟杂环化反应后，都成功地
与含氮杂环结构结合在一起，以中等至优异的收率（40%-93%）和同样好的立体选择性（除了产物
81
、
82
）得到了环加成产物。另外，液晶材料的合成砌块（
78
）成功被引入到氟烷基链上，这可能为化学家们合成与生产新的氟化液晶材料，带来新的思路与启发。
为进一步研究反应机理和该方法与合成1,2-二氟烯基骨架的适配性，作者尝试了氟炔烃
1a
的多组分1,2-双胺化反应（图 5，A-B）。
当使用
N
-甲基磺酰胺作为胺化试剂时，能以80%的产率和
E
/
Z
=3.4/1的立体选择性，得到目标化合物1,3-二烯-1,2-二胺化合物
85
。当使用环状的2-甲基咪唑啉作为胺化试剂时，双胺化产物的产率降低至48%，但是展现出了非常高的立体选择性（
E
/
Z
>30/1）。这些结果说明，非环状的胺化试剂也能够与多氟炔烃反应，得到含有1,2-二氟烯基的双胺化产物。
图4. 双官能化试剂的底物范围研究及复杂分子后期官能（来源：
Chem. Sci.
）
图5. 反应的实用性研究（来源：
Chem. Sci.
）
对含氮杂环
3
、
52
和
88
合成进行了5 mmol规模的放大，在该规模下反应放大至了克级（图
5C）。实验结果表明无论是反应的分离收率（54%-80%）
还是立体选择性（
E
/
Z
>30/1）都没有显著的下降。
以溴代产物88为原料，通过钯催化交叉偶联，可以在不影响含氟烯基结构的条件下，高效合成
产物
89
-
92
。此外，产物
52
可以通过溴化、硫氰化、甲酰化和硫醚化以良好至优异的收率得到吡咯三号位官能化的产物
93
-
96
，并且官能化过程中含氟烯烃的立体构型仍旧保持不变。另外，在Pd(MeCN)
2
Cl
2
和Ph
2
IBr的作用下，产物
52
中的烯基C(sp
2
)-F键能够被选择性地活化，以72%的产率得到脱氟氢化产物
97
。通过LiHMDS进一步处理产物
97
，能以86%的产率（两步总产率为62%）得到氟代的联烯基胺产物
98
。
图6. 机理研究实验（来源：
Chem. Sci.
）
为了对该反应的机理得到一个初步的认识，作者进行了多个控制实验
。首先在标准条件下加入TEMPO、BHT或1,1-二苯基乙烯作为自由基抑制剂
（
图
6A），脱氟环化过程并没有被显著
地抑制，说明该反应很有可能没有经历自由基历程。之后作者合成了不同的炔烃，与
2c
在90
o
C和无溶剂条件下反应（
图
6
B），发现炔烃底物
a
和
β
位置的四个氟原子是不可或缺的，否则反应无法顺利进行或反应的产率和选择性会大大降低。为了对反应机理有更清晰的认识，作者尝试通过设计实验和高分辨质谱分析出可能的活性中间体（
图
