易文斌课题组有机氟化学重要研究成果

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近日，我院易文斌教授课题组在国际化学类顶级期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie）上发表了题为《General Access to N-CF3 Secondary Amines and Their Transformation to N-CF3 Sulfonamides》（N-CF3仲胺的通用合成方法及其磺酰胺化反应）的研究论文，文章链接为：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202212115。我院博士研究生王雷秉、硕士生导师王杰平为本文共同第一作者，易文斌教授和硕士生导师王杰平分别为第一和第二通讯作者。南京理工大学为该项工作的唯一完成单位。
         相比于氮-甲基（N-CH3）取代物，氮-三氟甲基（N-CF3）化合物通常会表现出更高的亲脂性、代谢稳定性，以及更低的碱性，适用于医药化工和功能材料等领域。然而目前将CF3与N结合的方法十分有限，其中N-CF3仲胺与N-CF3磺酰胺的简便且底物广泛的合成策略尚未见报道。N-CF3仲胺作为含能材料及药物改性的重要构建砌块，由于其极易发生水解转化为异氰酸酯，普通的柱色谱分离技术并不适用，导致合成及分离上受到严重阻碍。此外，磺酰胺药物是最大的一类抗菌药物，被世界卫生组织列为“高度重要的抗菌药物”，然而，受到磺酰基吸电子性的影响，缺电子状态下的N位点很难被三氟甲基化。因此开发有效的合成N-CF3仲胺及磺酰胺的方法显得十分迫切。

         为了解决这些问题，易文斌教授课题组设计了一种新型的氟化氢（HF）产生策略——由三乙基硅烷（Et3SiH）与氟化银（AgF）组成的氧化还原体系，并进行了机理研究。该体系副产物为银单质与三乙基氟硅烷（Et3SiF），在过滤及减压条件下即可除去。这种温和、绿色的HF源与由异硫氰酸酯（R-NCS）和氟化银产生的二氟甲基亚胺（R-N=CF2）加成得到相应的N-CF3仲胺。反应转化率极高，只需过滤及减压蒸馏就可获得纯产物，巧妙地解决了合成难、分离难的问题。同时展现出了极强的官能团兼容性，不仅有能耐受强吸电子基、强供电子基的芳香族产物，相对不稳定的脂肪族产物也可轻松获得，还能以克级规模放大。该工作是关于通用合成N-CF3仲胺的首次报道。
        在建立了仲胺的合成方法后，研究小组将其作为砌块并对N-CF3磺酰胺的构建进行了研究。由于三氟甲基的强吸电性与位阻导致了N-H键的惰性而难以活化，发现使用磺酰溴与AgOTf原位生成高活性的RSO2-OTf是该反应的关键，该类混酸酐是很好的磺酰化试剂。其与N-CF3仲胺构建了N-S键，并合成了一系列N-CF3磺酰胺化合物，包括类药物分子苯佐卡因和磺胺甲噁唑，这也是首个通用的合成N-三氟甲基磺酰胺的方法。
        该工作得到了多个国家专项和国家自然科学基金项目的支持。
         文章来源：南京理工大学
      易文斌，男，1979年生，教授，博士生导师，研究方向为有机氟化学，药物合成化学。2006年南京理工大学博士毕业留校工作。近年来主持了国家自然科学面上项目、江苏省自然科学基金重点项目等10余项省部级以上项目。近5年以第一或通讯作者身份在“Angew. Chem. Int. Ed.”等期刊上发表SCI收录论文35篇（一区30篇），获江苏省科技进步奖三等奖1项（排名第一），江苏省高校“青蓝工程”中青年学术带头人（化学工程与技术），江苏省“六大人才高峰”高层次人才（医药）。