综述:溴二氟乙酸乙酯光催化应用的最新进展

【字体: 时间:2025年08月09日 来源:Green Synthesis and Catalysis 6.3

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  这篇综述系统总结了溴二氟乙酸乙酯(BrCF2COOEt)在光催化二氟烷基化反应中的最新进展,重点探讨了其作为CF2COOEt源和CF2源的双重功能。文章通过40余个反应实例,展示了该试剂在构建复杂含氟分子骨架(如γ-内酰胺、四氢咔唑等)中的高效性和选择性,并指出开发低成本、无污染的广谱光催化体系是未来研究方向。

  

溴二氟乙酸乙酯的光催化应用全景

引言

含氟有机化合物因其独特的物理化学性质(如增强代谢稳定性、提高脂溶性)在医药和材料领域占据重要地位。溴二氟乙酸乙酯(BrCF2COOEt)作为关键的二氟烷基化试剂,近年来在光催化领域展现出惊人的多功能性——既能作为CF2COOEt源直接引入酯基,又可作为CF2源构建复杂含氟骨架。

功能分类与反应机制

2.1 CF2COOEt源的应用

Wang团队开发的钌/钯双金属催化体系实现了芳烃的间位选择性烷基化,其独特之处在于钌兼具光敏剂和导向基的双重功能。而Meng发展的无金属光催化策略,则通过N-氰胺烯烃的环化反应,以85%收率构建了含二氟甲基的四元环结构。

Wu课题组报道的酸催化脱水/光氧化还原协同策略,巧妙利用苯甲醇制备烯丙基二氟乙酸酯,E/Z选择性高达20:1。更有趣的是,Zhou团队发现CF2CO2Et自由基对芳烯醚的优先攻击特性,成功合成了二氟烷基化苯并氧杂环庚烯。

2.2 CF2源的功能拓展

Li团队通过铬催化不对称Reformatsky反应,将α-氯代酯转化为手性β-羟基羰基化合物,对映选择性超过99% ee。而Han发展的可见光驱动级联反应,则利用吲哚烯烃构建了含四个连续立体中心的四环γ-咔啉骨架。

Tang课题组提出的1,5-氢原子转移机制尤为惊艳:炔丙胺与BrCF2COOEt在蓝光作用下,通过自由基接力过程以72%收率生成3,3-二氟-γ-内酰胺,该结构广泛存在于抗抑郁药物分子中。

技术突破与挑战

当前最有效的铱光催化体系仍面临成本高、重金属残留等问题。Chen团队开发的近红外铁(I)二聚体催化(NIR/Fe催化)展现出替代潜力——该体系通过配体调控的卤素原子转移(XAT)过程,实现了喹唑啉酮骨架的绿色构建。

未来展望

开发非贵金属催化体系(如锰/铜协同催化)和拓展多组分反应(如四组分硫代二氟酯合成)是重点方向。值得注意的是,Zhao团队利用硅羧酸介导的卤素转移新策略,为Z-选择性二氟烷基化提供了全新思路,这或许将开辟自由基化学的新篇章。

结语

从简单的二氟烷基化到复杂多环体系的立体控制构建,溴二氟乙酸乙酯持续推动着含氟分子合成的发展。随着对反应机制认识的深入,这类试剂必将在药物发现和材料科学中发挥更重要的作用。

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