導(dǎo)讀

近日，南京大學(xué)朱成建教授和謝勁教授團(tuán)隊(duì)報道了一種激發(fā)態(tài)鎳-鋰雙金屬協(xié)同的多氟芳烴與芳基氯的親電交叉偶聯(lián)新策略，實(shí)現(xiàn)了多氟芳烴中非常規(guī)C-F反應(yīng)位點(diǎn)的高選擇性芳基化。該策略不僅為含氟生物活性分子及功能材料的高效合成開辟了新方法，還有效改變了化學(xué)反應(yīng)中的區(qū)域選擇性，為其調(diào)控提供了重要參考。該研究論文以“Selective arylation of atypical C–F bonds in polyfluoroarenes with aryl chlorides”為題，于2025年10月3日發(fā)表在《Nature Chemistry》上。

多氟芳烴和多氟雜芳烴在醫(yī)藥、農(nóng)藥和有機(jī)材料等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用（圖1a）。近幾十年來，通過C-H或C-X鍵氟化一直是合成氟代芳環(huán)的重要方法。盡管這些方法能夠高效合成多種單氟芳烴，但它們通常需要預(yù)先引入多個官能團(tuán)或?qū)蚧鶊F(tuán)，因此將這些策略應(yīng)用于多氟芳烴的合成中存在較大局限。利用廉價易得的多氟芳烴化工品為原料，通過直接脫氟官能團(tuán)化策略已成為合成復(fù)雜多氟芳基化合物的有效方法。這些策略包括芳基親核取代（SNAr）策略、光催化單電子還原（SET）策略以及金屬催化C-F鍵活化策略等（圖1b）。然而，大多依賴于有機(jī)鋰、格氏試劑等金屬親核試劑的使用，或依賴光催化劑的氧化還原能力，這在一定程度上限制了其限制了其應(yīng)用范圍。

圖1 多氟芳烴的官能團(tuán)化。（圖片來源：Nature Chemistry）

研究團(tuán)隊(duì)針對多氟芳烴選擇性C-F鍵活化這一難題，另辟蹊徑，提出一種鋰-鎳雙金屬協(xié)同策略。通過Li-F相互作用，他們成功實(shí)現(xiàn)了五氟苯C(1)-F位點(diǎn)的特異性活化，突破了傳統(tǒng)Ni催化的C(3)-F位點(diǎn)反應(yīng)的局限（圖1c）?；谶@一創(chuàng)新性活化模式，團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種多氟芳烴與氯代芳烴的C-F/C-Cl鍵親電交叉偶聯(lián)反應(yīng)。該方法不僅展現(xiàn)了優(yōu)異的位點(diǎn)選擇性和底物兼容性，還為構(gòu)建復(fù)雜含氟聯(lián)芳烴提供了全新路徑。

美國著名金屬化學(xué)家Daniel J. Weix教授在Research Briefing中評論道：“Although cross-coupling of aryl fluorides with aryl nucleophiles has been reported, translating this to a cross-electrophile coupling with other aryl halides seemed impossible to me because of the exceptional stability of the C–F bond. I think this work is a notable advance for the field and a useful way to synthesize partially fluorinated biaryl compounds.”

該工作通訊單位為南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院、配位化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與化學(xué)與生物醫(yī)藥創(chuàng)新研究院（ChemBIC）。劉志博士為論文第一作者，南京大學(xué)謝勁教授、朱成建教授、李偉鵬助理教授以及韓杰副研究員為論文共同通訊作者。此項(xiàng)研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃（2022YFA1503200）、國家自然科學(xué)基金（22471121、22471122、22271144）、中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)（項(xiàng)目編號：020514380252）、化學(xué)和生物醫(yī)藥創(chuàng)新研究院、配位化學(xué)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和多靶標(biāo)天然藥物全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的共同資助。

文章鏈接為：https://www.nature.com/articles/s41557-025-01962-1

來源：南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院