中国科学院上海有机化学研究所肖吉昌

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肖吉昌，1969年8月出生于湖南益阳，中国科学院“百人计划”研究员，中国科学院上海有机化学研究所课题组长； 1988年9月至1992年7月：湖南师范大学化学系，理学学士； 1992年7月至1997年7月：湖南省邵阳师范高等专科学校，讲师； 1997年8月至2000年7月：上海化工研究院，工学硕士； 2000年8月至2003年7月：中国科学院上海有机化学研究所，理学博士(导师：陈庆云院士)； 2003年8月至2005年7月：美国UniversityofIdaho(Jean’neM.Shreeve教授小组)，博士后研究。

姓 名:肖吉昌        
性 别:男
职 称:研究员        
学 历:研究生
电 话:021-54925340        
传 真:021-64166128
电子邮件:jchxiao@mail.sioc.ac.cn        
个人主页:
通讯地址:上海市零陵路345号有机氟化学重点实验室　200032        
专家类别：百人；研究员
职务：课题组长
研究方向：
氟化方法学研究—新型氟化试剂的研制及其反应含氟离子液体的合成与应用高张力含氟小分子的合成与反应含氟卟啉化学含氟功能材料

代表论著：
1. Jiang, Hua-Wei; Chen, Qing-Yun; Xiao, Ji-Chang; Gu, Yu-Cheng. “Synthesis and Reactions of the First Fluoroalkylated Ni(II) N-Confused Porphyrins” Chem. Commun. 2008, 5435-5437.
2. Hang, Xiao-Chun; Chen, Qing-Yun; Xiao, Ji-Chang. “Ring-Opening Reactions of Difluoro(methylene)cyclopropanes with Halogens and Amines” J. Org. Chem. 2008, 73, 8598-8600.
3. Zhu, Zhi-Qiang; Xiang, Shaoji; Chen, Qing-Yun; Chen, Chaosen; Zeng, Zhuo; Cui, Yi-Ping; Xiao, Ji-Chang “Novel low-melting salts with donor-acceptor substituents as targets for second-order nonlinear optical applications” Chem. Commun. 2008, 5016-5018.
4. Hang, Xiao-Chun; Chen, Qing-Yun; Xiao, Ji-Chang. “1,3-Dipolar Cycloaddition of Difluoro(methylene)cyclopropanes with Nitrones: Efficient synthesis of 3,3-Difluorinated Tetrahydropyridinols” Synlett 2008, 1989-1992.
5. Zhang, Cheng-Pan; Chen, Qing-Yun; Xiao, Ji-Chang. “Reactions of HMPA with hexafluorobenzene, pentafluorochlorobenzene and pentafluorophenol” J. Fluorine Chem. 2008, 129, 424-428.
6. Hang, Xiao-Chun; Chen, Qing-Yun; Xiao, Ji-Chang. “Highly regio- and stereoselective Diels-Alder cycloaddition of difluoro(methylene)cyclopropanes” Eur. J. Org. Chem. 2008, 1101-1106.
7. Zeng, Zhuo; Phillips, Benjamin S.; Xiao, Ji-Chang; Shreeve, Jean'ne M. “Polyfluoroalkyl, Polyethylene Glycol, 1,4-Bismethylenebenzene, or 1,4-Bismethylene-2,3,5,6-Tetrafluorobenzene Bridged Functionalized Dicationic Ionic Liquids: Synthesis and Properties as High Temperature Lubricants.” Chem. Mater. 2008, 20, 2719-2726.
8. Gao, Haixiang; Ye, Chengfeng; Gupta, Om D.; Xiao, Ji-Chang; Hiskey, Michael A.; Twamley, Brendan; Shreeve, Jean'ne M. “2,4,5-trinitroimidazole-based energetic salts” Chem. Eur. J. 2007, 13, 3853-3860.
9. Chen, Liang; Jin, Li-Mei; Xiao, Ji-Chang; Guo, Can-Cheng; Chen, Qing-Yun. “Fluoroalkylation of porphyrins: synthesis of porphyrins bearing double meso, -fused fluoroalkyl rings via radical cyclization” Synlett 2007, 2096-2100.
10. Cheng, Zhan-Ling; Xiao, Ji-Chang; Liu, Chao; Chen, Qing-Yun. “Chemistry of difluorocarbene: synthesis and conversion of difluoro(methylene)cyclopropanes” Eur. J. Org. Chem. 2006, 24, 5581-5587.

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二氟卡宾是一种活泼的反应中间体，可以实现多种化学反应，如X-H键（X = O, N, S等）的插入反应、重键的[2+1]环加成等。寻找高效的二氟卡宾试剂、发现新颖的二氟卡宾反应是有机氟化学的重要研究方向。

S. A. Fuqua和D. J. Burton等在上世纪六十年代就实现了醛、酮的Wittig二氟烯基化（ClCF2CO2Na + Ph3P +RCHO → RCH=CF2），但反应的机理一直不明确。中国科学院上海有机化学研究所的肖吉昌课题组通过对该反应进行深入的研究，首次合成出其关键的反应中间体——二氟乙酸鏻内盐（Ph3P+CF2CO2-, PDFA），证实了该反应的机理，并实现了该反应中间体公斤级的制备。该课题组发现，Ph3P+CF2CO2- 不仅可以作为Wittig型二氟烯基化试剂，而且也能成为高效的二氟卡宾试剂。与以往大多数二氟卡宾试剂不同的是，Ph3P+CF2CO2- 在温和的加热条件下即可释放二氟卡宾，不需要额外加入任何添加剂或碱（Chem. Commun.,2013, 49, 7513; Chem. Commun., 2015, 51, 8805; Chem. Eur. J., 2013, 19, 15261）。

通常情况下，三氟甲硫基负离子（CF3S-）可由三氟甲基负离子（CF3-）与硫反应得到，而三氟甲基负离子（CF3-）也能通过二氟卡宾（:CF2）与氟负离子（F-）反应生成。肖吉昌课题组发现，由Ph3P+CF2CO2- 产生的二氟卡宾确实能与氟负离子及硫反应，实现卤代烷的三氟甲硫基化。由于该反应无需任何过渡金属参与、反应速度很快（5 min），他们与哈佛医学院的梁欢课题组合作，将该策略成功应用于18F标记的三氟甲硫基化（Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 13236）。然而，进一步的机理研究表明，从二氟卡宾到三氟甲硫基负离子的转化并非经历上述普遍认为的过程，而是二氟卡宾先与硫反应生成硫代氟光气（S=CF2）、然后再结合氟负离子形成三氟甲硫基负离子，这样产生的三氟甲硫基负离子可以很好地实现α-溴代羰基化合物的三氟甲硫基化，他们由此也同样发展了一种高效的18F标记的方法（Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 3196）。由于18F标记的诊断试剂是正电子发射断层扫描（PET）技术的核心与基础，Ph3P+CF2CO2-作为新的二氟卡宾试剂有望应用于PET医学影像诊断试剂的研究与开发。

高效二氟卡宾试剂与单质硫的反应及其在18F标记三氟甲硫基化反应中的应用

上述反应展现了二氟卡宾具有新的反应性能，可以成为一种制备硫代氟光气（S=CF2）的实用方法。尽管硫代氟光气具有独特的反应性能，但由于具有制备困难、沸点低、毒性高等缺点，一直未能实现广泛的应用。近期，肖吉昌课题组在上述研究的基础上，进一步研究了硫代氟光气的反应，发现硫代氟光气可以与不同结构的胺发生反应，分别得到硫代氟甲酰胺（可进一步转化为三氟甲基胺）、异硫氰和二氟甲硫基取代的杂芳香烃。该反应温和高效，硫代氟光气不需要分离、在反应体系中迅速转化，有效避免了硫代氟光气制备、存储和运输中潜在的危险和不便（Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 16669）。该反应可以高效构建含有二氟甲硫基的杂芳香烃，相比于该类分子已有的合成方法具有明显的优势，有望用于含氟药物的研究开发。

硫代氟光气与胺的反应及二氟甲硫基杂环分子的合成

该文章作者为：Jiao Yu, Jin‐Hong Lin, Ji‐Chang Xiao

Reaction of Thiocarbonyl Fluoride Generated from Difluorocarbene with Amines

Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 16669, DOI: 10.1002/anie.201710186

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2019自然科学基金面上项目-含氟有机盐的合成与反应研究
批准号        21971252        学科分类        新试剂与新反应 ( B010301 )
项目负责人        肖吉昌        负责人职称                依托单位        中国科学院上海有机化学研究所
资助金额        66.00万元        项目类别        面上项目       
研究期限        2019 年 09 月 17 日 至2019 年 09 月 17 日