中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授汪義豐團(tuán)隊(duì)和合作者發(fā)展了一種三氟甲基逐級(jí)可控脫氟官能團(tuán)化反應(yīng)。該反應(yīng)從廉價(jià)易得的三氟乙酸衍生物出發(fā)，通過spin-center shift的過程，選擇性切斷一個(gè)和兩個(gè)碳—氟鍵，然后轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)多樣的功能性雙氟和單氟產(chǎn)物。

含氟有機(jī)化合物由于具有獨(dú)特的性質(zhì)如堿性、親脂性和抗氧化性以及高度的物理和化學(xué)穩(wěn)定性等，而被廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域，因此，有機(jī)氟化合物的高效制備一直以來都是合成化學(xué)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。三氟甲基化合物的來源較豐富、制備方法多，雙氟和單氟化合物的前體和合成方法則較為有限。如何將三氟甲基中一個(gè)或兩個(gè)碳—氟鍵選擇性活化，并發(fā)展高效和經(jīng)濟(jì)的合成方法，是合成化學(xué)家關(guān)注的重點(diǎn)。然而，由于碳—氟鍵的鍵能隨著脫氟反應(yīng)的進(jìn)行而逐漸減弱，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)碳—氟鍵斷裂后，第二個(gè)和第三個(gè)碳—氟鍵更易被活化，從而使脫氟過程的化學(xué)選擇性難以控制，該局限性阻礙了三氟甲基脫氟官能團(tuán)化反應(yīng)的發(fā)展。

針對(duì)上述挑戰(zhàn)，研究人員利用4-二甲氨基吡啶-硼自由基與三氟、二氟以及單氟乙酰基化合物反應(yīng)性能的差異，設(shè)計(jì)、開發(fā)出三氟乙酰胺和三氟乙酸酯的逐級(jí)可控脫氟官能團(tuán)化反應(yīng)。三氟甲基的兩個(gè)碳—氟鍵可被連續(xù)可控切斷，選擇性產(chǎn)生雙氟和單氟烷基自由基中間體，然后轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)多樣的雙氟和單氟產(chǎn)物。脫氟反應(yīng)的進(jìn)程可通過反應(yīng)條件的微調(diào)來精確控制。機(jī)理研究表明，碳—氟鍵的斷裂經(jīng)過spin-center shift(SCS)的過程來實(shí)現(xiàn)，該發(fā)現(xiàn)為碳—氟鍵的活化提供了全新的機(jī)制和策略。