中国科大汪义丰教授团队利用自旋中心转移（Spin-center shift）机理 ， 从廉价易得的三氟乙酸衍生物出发合成出用途广泛的双氟化物和单氟化物 ， 开发了一种制备含氟有机化合物的新途径 。 北京时间3月5日 ， 国际著名学术期刊《科学》杂志在线发布了该项工作 。
氟是元素周期表电负性最大的元素 ， 同时氟原子具有很小的原子半径 ， 因此含氟有机物具有很多奇妙的性质 。 比如向药物分子引入氟原子或含氟基团 ， 可以提高对细胞膜的渗透性、代谢稳定性以及生物可利用度等 。 因此 ， 自然界几乎不存在的含氟有机物却是生命科学和材料科学等领域的“宠儿” 。 从廉价易得的原料出发 ， 通过高效、温和的途径制备单氟和双氟有机物一直是科研和产业界的热点问题 。
【含氟|《科学》：中国科学家开发出制备双单氟化合物的全新合成方法】已经报道的方法大多利用氟化或氟烷基化试剂向分子中引入氟原子 ， 汪义丰教授团队选择从成本低廉的三氟化物入手 ， 通过碳-氟键的选择性活化来合成单氟、双氟化物 。 在生物合成DNA的过程中 ， 一个关键的步骤是通过自旋中心转移机制切断碳-氧键 ， 受这一机理启发 ， 他们发现该过程也可以用于三氟乙酸衍生物的碳-氟键断裂 ， 并成功发展了分步可控的脱氟官能团化反应 ， 合成了结构多样的双氟和单氟有机化合物 。
文章图片
图：自旋中心转移反应过程第一次剪断三氟甲基中一个碳-氟键 ， 使得碳原子和官能团（用方块表示）成键 ， 生成二氟化物；自旋中心转移反应过程第二次剪开产物二氟化物的一个碳-氟键 ， 使另一个官能团（用三角形表示）和碳原子成键 ， 生成一氟化物 。 /插画：崔劼
该合成方法条件温和 ， 选择性好 ， 在医药、农药和其他含氟特种材料等领域有一定的应用前景 。 审稿人高度评价这一成果：“发展了面向单氟和双氟有机化合物的全新合成方法 。 ”
该工作受国家自然科学基金、中国科学院和中国科学技术大学项目资助 。
（经济日报采访人员 佘惠敏 通讯员赵小娜、范琼）
推荐阅读
- 原神|《原神》「飞彩镌流年」2.4 版本预下载已开启
- 科学|中阳县北街小学：体验科学魅力
- 牛上|英媒文章：2021年最有趣的科学发现
- 核心|中科大陈秀雄团队成功证明凯勒几何两大核心猜想，研究登上《美国数学会杂志》
- 曹志兴|90后教授曹志兴：最一流的基础科学来源于好奇心
- 审判|直接服务“三城一区”主平台，怀柔科学城知识产权巡回审判庭成立
- 龙珠|realme GT2 Pro 预热，联名《龙珠》定制新品
- 短片|马蜂窝推全球首份《星际太空旅行指南》，发布年度短片
- 生物地球化学过程|我国科学家发现第五条甲烷产生途径
- 孩子|“双减”后 科学实践课如何做好“加法”