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二氟甲硫基(-SCF2H)與三氟甲硫基(-SCF3)結(jié)構(gòu)相似，但是這兩個氟烷基的性質(zhì)卻有較大的不同。比如，三氟甲硫基具有很高的脂溶性，Hansch親脂系數(shù)π達到1.44，而二氟甲硫基的脂溶性系數(shù)(0.68)卻中等，這樣藥物化學(xué)家可以通過引入二氟甲硫基或三氟甲硫基來調(diào)控藥物分子脂溶性。同時，二氟甲硫基與其他含氟基團相比，吸電子性能較小。另外，二氟甲硫基中含有一個CF2H基團，由于其和OH以及NH在酸堿性和電性上相似，容易產(chǎn)生分子內(nèi)以及分子間的氫鍵等次級相互作用。由于二氟甲硫基這些獨特的性質(zhì)，含二氟甲硫基的化合物已在醫(yī)藥和農(nóng)藥等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

自從上個世紀(jì)50年代以來，一系列二氟甲硫基化方法已被報道。其中最經(jīng)典的向有機小分子引入二氟甲硫基的方法是通過含有硫醇或硫鹽化合物與二氟卡賓反應(yīng)間接生成二氟甲硫基。然而這些反應(yīng)中的活潑中間體二氟卡賓往往是在強堿條件下生成，許多對堿敏感的官能團無法兼容。因此，發(fā)展溫和條件下向小分子引入二氟甲硫基的研究已成為有機氟化學(xué)領(lǐng)域的研究難點。

中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所有機氟化學(xué)院重點實驗室的沈其龍課題組在過去的四年多時間里，發(fā)展出了一系列適用范圍廣的高活性三氟甲硫基試劑(Acc. Chem. Res. 2015, 48, 1227)，受到國際化學(xué)界的關(guān)注。最近，該課題組與呂龍課題組合作，在小分子的二氟甲硫基化這一研究領(lǐng)域取得了新的進展。這兩個課題組合作報道了第一個親電二氟甲硫基化試劑——二氟甲硫基鄰苯二甲酰亞胺。該試劑常溫下對水、空氣穩(wěn)定，在加熱條件下或Lewis酸的作用下，可以與二級胺、硫醇以及β-酮酸酯反應(yīng)，特別指出該試劑可以與各種富電子的雜環(huán)發(fā)生付-克反應(yīng)，在富電子雜環(huán)中引入二氟甲硫基。在銅鹽作用下，可以與末端炔烴，芳基硼酸發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)，高產(chǎn)率地得到二氟甲硫基化產(chǎn)物(J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 10547)。該試劑及其反應(yīng)已申請了4個中國專利(申請?zhí)枺?01510051696.5, 201510051697.X, 201510051924.9, 201510051839.2)。美國化學(xué)會《化學(xué)與工程新聞》周刊(C&E News)在7月27日出版的一期雜志中以Fluorine Double Take為題，對該工作進行了介紹。

同時，沈其龍課題組還開發(fā)出了第一個親核的二氟甲硫基試劑[(SIPr)Ag(SCF2H)]。該試劑同樣對水、空氣穩(wěn)定，在銅鹽的作用下，可以與芳基或雜芳基重氮鹽發(fā)生Sandmeyer類型的脫氮氣二氟甲硫基化反應(yīng)。該反應(yīng)條件溫和，兼容常見的官能團，為有機小分子中引入二氟甲硫基提供了一個新思路(Angew. Chem. Int. Ed.2015, 54, 7648)。

上述工作得到了國家自然科學(xué)基金委、科技部、上海有機所和有機氟化學(xué)重點實驗室的大力資助。