由于氟原子的引入可以显著地调节母体分子的物理、化学及生物活性等特性，从而使得含氟分子在医药、农药、材料工业等领域具有广泛的用途。因此，发展从简单易得的原料出发高效地合成含氟分子受到了多个领域的广泛关注。截至目前，含氟分子的合成研究工作主要集中在通过催化或者非催化的方法构筑碳氟（C_sp³-F）键来实现。由于大量廉价易得的多氟化合物（如多氟烷基芳烃、α-三氟甲基烯烃和 α-多氟羰基化合物）及多氟废料的存在，使得通过 C_sp³-F 键的选择性断裂官能团化合成含氟化合物的策略具有很好的实用价值和经济效益。但是，由于碳氟（C_sp³-F）键独特的热力学稳定性，使得在温和条件下实现对碳氟（C_sp³-F）键的选择性断裂转化具有很高的挑战性。目前针对碳氟（C_sp³-F）键的官能化尝试主要集中在采用传统的双电子活化途径，包括使用具有强还原性的低价金属、强路易斯酸、强布朗斯特酸等活化策略。尽管取得了很好的进展，但这些方法总是受到苛刻反应条件的限制，使得反应的转化种类有限，且具有有限的官能团兼容性和选择性不好等局限性。

基于上述背景，通过单电子转移 (SET) 引发多氟化合物（多氟代烷基芳烃、α-三氟甲基烯烃和α-多氟代羰基化合物）在温和条件下的碳氟（C_sp³-F） 键选择性断裂官能团化是一种非常具有价值的合成含氟分子的策略。通过对碳氟（C_sp³-F） 键选择性断裂形成的碳自由基的进一步捕捉和利用，实现新的碳碳键或者碳杂原子的构建，从而实现在温和条件下通过碳氟（C_sp³-F）键的选择性官能团化合成多元化的含氟化合物。近年来，利用光氧化还原催化、过渡金属催化或电化学等单电子转移方式产生来实现碳氟（C_sp³-F） 键的选择性官能团化逐渐受到了化学家的关注，并且取得了很多优秀的进展。因此，南方科技大学舒伟课题组亮点总结了近期在自由基途径实现多氟化合物中碳氟（C_sp³-F）键的选择性官能团化方面的进展，并介绍了各自的反应机理。

该成果以“Recent advances in radical enabled selective C_sp³-F bond activation of multifluorinated compounds”为题，发表于 Chemical Communications 。南方科技大学与英国伯明翰大学联合培养博士生李思凡为本文第一作者，南方科技大学舒伟教授为本文通讯作者。

近年来，在以光催化、过渡金属催化和电化学催化为主要方式，通过单电子转移实现对多氟化合物碳氟（C_sp³-F）键的选择性官能团化来构筑含氟分子方面取得了较大进展。但是，该领域仍具有较大的局限性和研究潜力。目前，已知的方法只适用于与 sp² 碳（如芳基、烯烃和羰基等）相连的三氟甲基或者多氟烷基的碳氟（C_sp³-F）键的选择性断裂。因此，进一步发展通过自由基引发的对更加多样化多氟化合物的选择性脱氟官能团化具有很大的价值。同时，发展基于自由基引发的碳氟（C_sp³-F）键选择性断裂的更加丰富的化学转化也有助于拓展该类反应的实用价值。此外，将自由基引发的碳氟（C_sp³-F）选择性脱氟官能团化引入到不对称催化合成中也将极大地促进该类反应在药物化学、农药化学和材料工业中的应用。

• Recent advances in radical enabled selective C_sp³–F bond activation of multifluorinated compounds
  Sifan Li and Wei Shu*(舒伟，南方科技大学)
  Chem. Commun., 2022,58, 1066-1077
  http://doi.org/10.1039/D1CC06446K

  

  
  

• 李思凡

  南方科技大学与英国伯明翰大学联合培养博士生，研究方向为可见光催化自由基化学。

• 舒伟
  
  博士，副教授、国家特聘青年专家、课题组长、博士生导师。2005年本科毕业于南开大学，获理学、经济学双学士学位；2010年博士毕业于中国科学院上海有机化学研究所，师从麻生明研究员和贾国成教授，获中科院院长优秀奖；博士毕业后分别于苏黎世大学、普林斯顿大学和麻省理工学院从事博士后和研究工作；2018年加入南方科技大学化学系开展独立研究。研究领域涉及可见光催化、过渡金属催化、不对称催化、自由基化学、药物化学和微流体化学等。