芳烃有“氟”了：经由重排的芳烃多官能团化

因其独特的物理性质，氟元素常被用以发展无氟化合物难以实现的反应过程。例如，诺奖得主Sharpless教授发展的硫(VI)-氟置换反应、胡金波教授发展的基于“氟负效应”的氟烷基化等都展现出含氟化合物独有的反应性。此外，氟元素在芳烃化学中也有独特的应用。例如在苯酚衍生物中引入氟原子，可以将原本亲电取代后恢复芳香性的过程，暂停在去芳香化的中间体，进而可以引入亲核性物种，实现苯酚衍生物的双官能团化（图1A）。

浙江师范大学彭勃（点击查看介绍）课题组长期从事重排化学研究，针对高价硫/碘化合物的自身特点，发展了一系列非传统的重排反应（Acc. Chem. Res. 2022, 55, 2103），其中芳基亚砜与烯丙基腈的[5,5]-重排反应（Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 5316）(图1B)，通过重排构建了去芳香化的中间体，随后恢复芳香性，给出重排产物。受上述氟协助临时去芳香化策略的启发，作者设想在亚砜底物中引入氟原子，通过前期发展的[5,5]-重排，规避动力学和热力学有利的恢复芳香性过程，构建临时去芳香化的硫鎓盐物种，进而探索这一新颖结构的反应性，以此发展重排引发的芳烃多官能团化过程。

图1. 研究背景及本文工作

研究表明，通过重排构建的临时去芳香化物种，虽不稳定但可在−95 °C下进行衍生化，并展现出多样的反应性 (图1C)。采用不同种类的亲核试剂，反应可得脱氟、脱硫、硫迁移等结构多样的多取代芳烃衍生物。其中，α-取代的烯醇硅醚为亲核试剂，反应可得脱氟、脱硫的1,2-双官能团化产物。引入Lewis酸AlCl₃，反应则可得脱氟、硫迁移的产物。此外，烯丙基硅、富电子杂芳烃、有机锌试剂为亲核试剂，反应可得脱氟的3,4-双官能团化产物。而以共轭二烯步骤该中间体，则形成脱氟的2,3,4-三官能团化产物。取代形式多样的芳烃衍生物为后续应用奠定了基础。此外，作者通过机理研究，揭示了氟元素在反应过程中不可替代的作用，针对罕见的硫迁移过程也给出了合理的解释。

综上，在该工作中，彭勃教授团队将该课题组前期发展的[5,5]-重排反应与氟协助的临时去芳香化策略结合，实现了氟代芳基亚砜经由从重排的临时去芳香化，所构建的氟代去芳香化硫鎓盐中间体，展现出一系列新颖、独特的反应性，为芳烃多官能团化反应提供了新的发展思路。浙师大硕士研究生胡梦杰（现为大连理工大学博士生）、博士研究生梁俞辰、硕士研究生茹莉莹为本论文的共同第一作者。该项目得到了国家自然科学基金、浙江省杰出青年基金的支持。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Defluorinative Multi-Functionalization of Fluoroaryl Sulfoxides Enabled by Fluorine-Assisted Temporary Dearomatization

Mengjie Hu, Yuchen Liang, Liying Ru, Sheng Ye, Lei Zhang, Xin Huang, Ming Bao, Lichun Kong, Bo Peng

Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, e202306914, DOI: 10.1002/anie.202306914

导师介绍

彭勃

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