可见光介导无光催化剂条件下[1.1.1]螺桨烷的全氟烷基化/硫醚化反应研究

为解决含氟BCP衍生物合成方法学难题，研究人员开发了一种无光催化剂/添加剂的新型光化学策略，通过电子供体-受体(EDA)复合物实现[1.1.1]propellane与二硫醚/全氟烷基碘的高效转化，获得兼具全氟烷基和硫醚基团的BCP衍生物，为药物分子设计提供了绿色合成路径。

　　

在药物化学领域，双环[1.1.1]戊烷（BCP）骨架因其独特的空间结构和理化性质成为苯环的生物电子等排体，而全氟烷基修饰能显著改善药物分子的代谢稳定性和膜渗透性。然而，传统合成全氟烷基化BCP衍生物的方法依赖贵金属催化剂或苛刻条件，存在步骤繁琐、官能团耐受性差等问题。如何建立绿色高效的合成策略，成为当前药物分子设计的关键挑战。

针对这一科学难题，研究人员在《Organic Letters》发表了一项突破性研究。该工作创新性地利用可见光驱动的电子供体-受体（EDA）复合物机制，在无外加光催化剂条件下实现了[1.1.1]propellane与二硫醚/全氟烷基碘的一锅法转化。通过精确调控反应条件，成功构建了含C(sp³)-S键和C(sp³)-R_f键的BCP衍生物库，其官能团兼容性覆盖酯基、氰基等敏感基团。

关键技术方法包括：1）可见光照射（450 nm LED）诱导EDA复合物形成；2）无过渡金属催化体系优化；3）核磁共振（¹⁹F NMR）与质谱（HRMS）联用进行产物表征；4）自由基捕获实验验证反应机理。

【反应条件优化】
通过溶剂筛选发现六氟异丙醇（HFIP）能显著提高产率，控制实验证实光照和氮气保护为必要因素。

【底物普适性研究】
测试12种全氟烷基碘（R_fI）和9种二硫化物，最高获得92%分离收率，芳基/烷基硫醚均可高效引入。

【机理研究】
紫外-可见光谱证实反应物间形成EDA复合物，自由基钟实验捕获到烷基自由基中间体，支持自由基串联反应路径。

该研究首次实现了无光催化剂的全氟烷基化/硫醚化串联反应，其创新性体现在：1）突破传统光催化对贵金属配合物的依赖；2）原子经济性高的"一锅两步"转化策略；3）为构建含氟BCP类药物分子库提供模块化合成平台。这项工作不仅丰富了C(sp³)-F键构建方法学，更为抗肿瘤、抗病毒等含氟药物的结构优化开辟了新思路。