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导读
近期，新疆师范大学化学化工学院阿布都热西提·阿布力克木教授课题组与中科大合作在国际著名权威期刊美国化学会出版的Organic Letters（中国科学院1区，Top期刊）发表题为“Visible-Light-Promoted C(sp2)‑Monofluoromethylation and Difunctionalization of Alkenes with Bench-Stable Sulfonyl Monofluoromethyl Iodides”的研究论文。课题组硕士研究生阿卜拉江·麦麦提敏为第一作者，阿布都热西提·阿布力克木教授为通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金（No. 22161046）的资助。
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氟原子凭借其极强的电负性与微小的原子半径，被誉为药物化学与材料科学中的“魔法元素”。单氟甲基（-CH₂F）作为甲基与羟甲基的生物电子等排体，能在不大幅增加分子体积的前提下，精准调节分子的极性、脂溶性与代谢稳定性。然而，如何高效、可控地将单氟甲基引入烯烃骨架，并实现对反应路径的精准操控，始终是氟化学领域亟待突破的难题。
该研究成功开发了一类新型的磺酰基单氟甲基碘化物作为一种新型、易于制备且储存方便的单氟甲基化试剂。克服了传统单氟甲基化试剂合成路线烦琐、反应条件苛刻、原子经济性差等局限。研究表明，该试剂在可见光催化条件下能够高效产生单氟甲基自由基，为后续官能化反应提供了可靠的自由基来源。
该研究最令人瞩目的突破在于：通过简单改变碱的种类，即可实现两条完全不同的反应路径的精准调控。当使用有机强碱DBU时，反应专一性地生成Heck型C(sp⟡)-H单官能团化产物——烯丙基单氟甲基化合物。而当将碱切换为无机弱碱Na₂CO₃时，反应路径发生根本性改变，主产物转为双官能团化加成产物。这一“一石二鸟”的策略极大地提升了合成效率与原子经济性，为复杂分子的精准修饰提供了高效平台。该方法的另一亮点在于其出色的底物普适性。研究团队系统考察了数十种不同电子效应与空间位阻的烯烃底物，包括芳基取代烯烃：无论是给电子基（甲基、二甲苯基）还是吸电子基（卤素、三氟甲基）取代的苯乙烯，均能以74%～99%的良好至优异产率得到目标产物。脂肪族未活化烯烃：该方法成功拓展至苯丙烯、十二碳烯及1－二十四碳烯等未活化脂肪族烯烃，以62%～94%的产率获得单氟甲基化产物，填补了该领域的方法学空白。
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研究团队通过系统的自由基捕获实验、开关实验、量子产率测定及Stern-Volmer猝灭实验，证实了反应经由可见光诱导的自由基极性交叉机理。量子产率测定值Φ=0.55表明反应主要通过光氧化还原催化途径进行，而非自由基链式反应。DFT计算生动描绘了完整的催化循环。
阿布都热西提•阿布力克木，博士、教授、博士生导师、博士后合作导师，新疆师范大学化学化工学院有机化学学术带头人。自治区人才项目入选者。主持国家自然科学基金资助项目2项、自治区重大科技专项课题1项、自治区自然基金资助项目2项、高校科研计划重点项目2项等。已在国内外重要学术期刊Org. Lett.、Org. Chem. Front.、J. Org. Chem.、化学学报、Eur. J. Org. Chem.、Tetrahedron Letters、Chin. J. Org. Chem.等发表论文40余篇、其中SCI收录30余篇。
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来源：新疆师范大学
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