第一作者：姜远洋、蒙笑莉
通讯作者：郭硕
通讯单位：内蒙古大学
论文DOI：doi.org/10.1038/s41467-024-54015-5
本研究报道了一种一步法、光诱导苯乙烯或α，β-不饱和酯/酰胺的羟基五氟硫基化反应，获得了一系列结构多样的五氟硫基醇，最高产率高达89%。反应条件温和、操作简单，使用氧气作为羟基源，适用于多种烯烃，包括各种天然产物和药物分子衍生物。形成的SF
5
醇可以很容易地转化为各种官能化的SF
5
化合物，如α-SF
5
酮、SF
5
二醇和SF
5
环酯等。这些SF
5
化合物在制药和材料科学中的潜在应用前景非常广泛，这项研究促进了该领域的进一步发展。
含氟化合物越来越多地出现在药物分子中，含氟醇或氟烷基醇是生物活性分子、天然产物和药物中常见的结构片段。五氟硫基（SF
5
）基团作为一种新兴的有机含氟官能团，在医学、农药和材料领域引起了特别关注。与在结构上类似的CF
3
基团相比，SF
5
基团具有更高的亲脂性和吸电子性。因此，在有机分子上引入SF
5
基团会显著影响其物理和化学性质。其中，五氟硫基（SF
5
）醇是一类独特的SF
5
化合物，具有较高的合成价值，但目前已有合成方法存在很大的局限。
图1. 自由基介导烯烃的羟基氟烷基化及本项工作。图片来源：
Nat.
Commun.
本研究首次合成了一种新型的含氟醇——五氟硫基醇。相对于应用较为成熟的六氟异丙醇、三氟甲基醇等，本研究通过光诱导完成了烯烃同时引入羟基以及五氟硫基两种官能团，得到相应的五氟硫基醇类化合物。该策略采用光诱导SF
5
Cl形成SF
5
自由基，使用氧气作为羟基源，绿色经济的条件下，克服了传统的自由基反应不可控的问题，同时抑制了氯自由基与烯烃的直接加成，一步法实现了烯烃的羟基五氟硫基化反应，获得一系列五氟硫基醇。这些五氟硫基醇还可以作为合成α-SF
5
酮、SF
5
二醇、SF
5
环酯的模块，为药物分子、新材料分子等的研发提供了新的策略。
反应结果证明了该反应有较好的化学选择性，相关副产物被有效抑制。反应具有宽泛的底物适用范围和良好的官能团耐受性。基于以上工作，作者进一步尝试将该方案应用于生物活性骨架，以中等到较好的收率获得了相关产物，包括酪氨酸甲酯、雌酚酮、香芹酮等。此外，作者也测试了相关的苯乙烯类底物，均可较好耐受。
图2. 底物拓展。图片来源：
Nat.
Commun.
之后，作者进行了相关的衍生化反应，合成并获得了相关的α-SF
5
酮、SF
5
二醇、SF
5
环酯等，并且通过机理验证实验等探究了反应过程可能的机理。
图3. 相关机理实验以及可能的机理。图片来源：
Nat.
Commun.
总之，作者发现了一种高效实用的烯烃羟基五氟硫基化方法，该方法适用于各种单取代和二取代烯烃（包括苯乙烯和吸电子烯烃），具有广泛的底物范围和官能团耐受性。此外，五氟硫基醇的相关衍生化反应可以为构建含有SF
5
基团的复杂分子提供新的途径。
Yuanyang Jiang,† Xiaoli Meng,† Jiangshan Zhang, Gang
Wu, Xinjing Lin, Shuo Guo*.
Photo-induced
Hydroxypentafluorosulfanylation of Alkenes with SF
5
Cl and Oxygen Gas
and Their Further Derivatization.
Nat. Commun.
2024
,
15
, 9705
https:// doi.org/10.1038/s41467-024-54015-5
郭硕研究员，博士生导师，郑州大学获硕士学位（2013），南开大学获博士学位（2017），分别在美国印第安那大学（2017-2019）和密歇根大学（2019-2020）做博士后研究。2020年10月起加入内蒙古大学化学化工学院开展独立研究工作。近年来，郭硕博士以绿色有机氟化学方法学研究为基础，成功实现了多种策略的含氟官能团的修饰反应，合成了一系列有潜在药用价值的三氟甲基、三氟甲氧基和五氟硫基的有机功能分子。相关工作在化学相关国际一流期刊Nat. Chem.，Nat. Commun.，J. Am. Chem. Soc.，Angew. Chem. Int. Ed.，Green Chem.等杂志发表文章多篇。入选2021年内蒙古自治区321人才，主持国家自然科学基金项目、内蒙古自治区中央引导地方项目、内蒙古青年英才项目等。
欢迎关注我们，订阅更多最新消息
