强大的二氟甲基化试剂: TMSCF2Br

在药物开发和新功能材料的研究过程中，选择性地引入氟原子或含氟结构改变药物或功能材料的性质已成为一种常见策略。合成偕二氟环丙烷或环丙烯类化合物(A)和杂原子二氟甲基化合物(B)变得越来越重要。对于这两类化合物的合成，二氟卡宾与不饱和烃和杂原子亲核试剂反应是最常用的方法。目前生成二氟卡宾的试剂和方法往往只能用于一类化合物的合成。即要么在非碱性条件下与不饱和烃进行[2+1]环加成反应(图1 中左侧A框)，要么在碱性条件下与Nu-H试剂进行α加成反应(图1中左侧B框)。虽然有些二氟甲基化试剂(图1中左侧C框)，如FSO₂CF₂CO₂TMS等在非碱性条件可以同时与不饱和烯烃和Nu-H试剂反应，但存在反应产率不高，制备困难或反应条件苛刻等问题。

图1：不同的二氟甲基化试剂

2013年，中国科学院上海有机化学研究所的胡金波团队(Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52, 1–6)报道了一类易制备且商业可得的二氟甲基化试剂TMSCF₂Br，在四丁基溴化铵和碱性条件下可高效实现不饱和烃的环加成反应和亲核杂原子化合物的二氟甲基化反应(图2)。

图2：TMSCF₂Br参与的二氟甲基化反应

在四丁基溴化铵的作用下，不同类型的炔烃和烯烃都能较好地与TMSCF₂Br反应，分别生成偕二氟环丙烯和偕二氟环丙烷类化合物，产率最高可达到98%(图3)。

图3：不饱和烃的反应

在氢氧化钾的作用下，含不同杂原子的亲核试剂，如酚，醇，硫醇，硫酚，咪唑，三氮唑，四氮唑等等化合物都能与TMSCF₂Br反应，得到杂原子二氟甲基类化合物，反应产率普遍较高，最高可达到99%(图4)。

图4：杂原子亲核试剂

除了常见的杂原子N，O，S作为亲核点，含磷化合物同样可以作为亲核试剂与TMSCF₂Br反应，产率最高可达82%(图5)。

图5：杂原子磷亲核试剂

该反应可能的机理见如图6所示。

图6：杂原子亲核反应机理

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