Angew：深度电还原下Ar-CF3的可控脱氟氢化合成多种含氟化合物

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导读
近日，英国布里斯托大学的Alastair Lennox教授课题组报道了一种Ar-CF3化合物电化学下可控的直接加氢脱氟反应。他们利用电化学反应的电极电势可调性以及镍阴极的选择性，实现了Ar-CF3的深度电还原并以高选择性获得ArCF2H产物。此外，该策略还可扩展至一步双脱氟反应用于单氟甲基化ArCH2F产物的合成。这种含-CF3底物的后期修饰反应用于构建-CF2H或-CH2F的策略，将有助于实现复杂含氟先导化合物的快速多样化。
正文

图1. Ar-CF3电化学脱氟氢化（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
二氟甲基具有独特的物理化学性质,是药物和农用化学品设计中最受关注的官能团之一。例如，CF2H可作为亲脂性氢键供体被引入药物或生物活性分子中，用于改善脂溶性及代谢稳定性等(图2A)。直接二氟甲基化反应是向分子中引入CF2H的有效手段，然而这种类型的反应一般受限于狭窄的底物适用范围以及昂贵的二氟甲基化试剂。由传统的惰性CF3出发通过脱氟加氢获得含CF2H化合物具有一定的合成和战略优势，因此近年来受到了人们的广泛关注(图2B)。此前，Perichon、Savéant以及Bordeau等人先后开发了一种通过单电子还原来实现CF3脱氟官能团化的策略，该反应通过SET诱导C-F键断裂完成脱氟。然而，随着CF3的逐步脱氟，C-F键键能依次降低，这将导致难以控制脱氟反应停留在选择性生成CF2H产物这一步。随后，Prakash课题组报道了在酸性条件下使用过量的镁作为还原剂对易还原的双(CF3)芳烃进行加氢脱氟。这种脱氟/质子化(ET/PT，图2C）策略中的还原剂必须优先还原ArCF3并避免直接质子还原，因此在很大程度上限制了ArCF3的底物范围。Jui、Gouverneur和尚睿等课题组先后实现了官能团兼容性更好的脱氟反应，他们使用光催化策略，由激发态光敏剂引发SET，然后进行氢原子转移(HAT, 图2C)。此类型的反应具有良好的加氢脱氟效率和选择性，但由于还原电势窗口由光催化剂/氢原子供体来决定，对于每个特定的ArCF3底物需要使用适当的光催化剂/氢原子供体体系。因此，如何实现高底物适用范围的ArCF3催化脱氟氢化反应依然是一个亟待解决的难题。

电化学反应具有安全可调节的电势范围，可以轻松获得传统化学还原剂和激发态光催化剂范围之外的还原电势，因此是实现深度还原(