FO2SCF2COOMe：“陈试剂”及其三氟甲基反应

FO₂SCF₂COOMe（MFSDA）是一种十分有效的三氟甲基化试剂，早在1989年就由上海有机所陈庆云院士用于各类卤代烃的三氟甲基化反应，是我国有机氟化学界早期最重要的研究成果之一，该试剂也被命名为“陈试剂”。该反应只需催化量CuI的引发即可实现碘苯的三氟甲基化反应，产率比其他三氟甲基化试剂要高，而且成本低，但令人遗憾的是，该试剂并未引起广泛重视。

源于二氟卡宾的三氟甲基化反应

上世纪八十年代，陈庆云院士在研究氟磺酰基二氟乙酸甲酯为二氟卡宾源的反应中发现副产物氟仿（CF₃H）的生成，经过反应条件调控发现，在催化量的CuI作用下，MFSDA可以实现各类卤代烃的三氟甲基化反应，同时释放出SO₂、CO₂和MeI [1]。

各种卤代烃中，反应性R-I>R-Br>R-Cl，碘代物反应性最好，溴代物次之，而氯代物反应性较差，经过条件优化，吸电子氯代物也能以80-95%的收率得到三氟甲基化产物[2]。

除FO₂SCF₂COOMe外，陈庆云院士还发展了一系列源于二氟卡宾的三氟甲基化试剂[3]。

FO₂SCF₂COOMe是一种十分稳定的液体，商业上易得，价格便宜，可用于各类三氟甲基化合物的合成，但自1989年发现以来，与其它的三氟甲基化试剂相比，报道十分少，是一件十分遗憾的事情。本文将对“陈试剂”的合成、反应及机理进行总结，希望这个优秀的三氟甲基化试剂能更多的被用于合成之中。

FO₂SCF₂COOMe的合成

FO₂SCF₂COOMe可以由成本很低的全氟磺酸树脂(Nafion-H)单体制得，由四氟乙烯出发经历两步即可高效制备“陈试剂”，所以从成本上来讲优势很大。

“陈试剂”参与的三氟甲基化反应

FO₂SCF₂COOMe可被用于各类底物的三氟甲基化反应，产率高，官能团兼容性好。

除三氟甲基化反应之外，FO₂SCF₂COOMe也可用于三氟甲硫基反应。

最近，陈庆云院士课题组对该反应进行了拓展，发现Cu(Ⅱ)也能催化碘苯的三氟甲基化反应[4]。

反应机理

FO₂SCF₂COOMe参与的三氟甲基化反应可由一价铜或单质铜催化完成，但两者稍有区别，CuI是I^- 诱导使其释放出二氟卡宾，进而与F^-结合形成三氟甲基负离子，而单质铜发生单电子转移反应。两者都经历CuCF₃历程，通常DMF、DMSO等溶剂可以稳定CuCF₃物种[5]。

总结

FO₂SCF₂COOMe由廉价的四氟乙烯和三氧化硫等原料即可制得，可以高效实现碘苯等卤代芳烃的三氟甲基化反应，并且可以放大，是较为实用的三氟甲基化试剂之一。

参考文献

[1] Q.-Y. Chen, S.-W. Wu, J. Chem. Soc.Chem. Commun. 1989, 705 – 706

[2] J.-X. Duan, D.-B. Su, J.-P. Wu, Q.-Y.Chen, J. Fluorine Chem. 1994, 66,167–169.

[3] Q.-Y. Chen, J. Fluorine Chem. 1995, 72,241 – 246

[4] Org. Chem. Front., 2018,5, 1143-1147

[5] Chem. Eur. J. 2016, 22, 1 – 13

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