SF5Cl参与的三组分反应用于合成五氟化硫基化合物

有机氟化学的研究主要围绕新试剂和新反应进行，近年来其研究主要集中在氟化、三氟甲基化、三氟甲氧基和三氟甲硫基化等热门官能团，而少氟烷基、卤氟甲基和五氟化硫基等方向并未得到足够重视。其中，五氟化硫基被称为“超三氟甲基”，具有极佳的脂溶性和稳定性（相对术语，视母体分子而定）。从原子组成来看，五氟化硫基具有较大的体积和吸电子的特性，这在常见的官能团中是比较少见且独特的，独特的结构意味着独特的性质。因此五氟化硫基在医药、液晶材料、分子识别等领域有着较大的潜在应用。然而，五氟化硫基化的反应进展比较缓慢，一方面是由于相应的试剂种类较少；另一方面对于其反应性了解不多。

【SF₅的性质及合成】SF₅Cl是最常见的五氟化硫基化试剂之一，相对SF₅Br具有更好的稳定性，相对SF₆具有更好的反应性。然而该试剂是气体，纯化和储存不太方便；另外其制备需要使用到剧毒的SF₄。2021年，卿老师课题组在Togni等人的基础上，对SF₅Cl的制备方法进行了改进，成功得到了易于储存和使用的SF₅Cl/正己烷溶液。将硫单质、KF和TCCA溶解在MeCN，室温下反应即可制备得到SF₅Cl，副产物SOF₂和SO₂F₂可以通过用正己烷萃取除去。值得一提的是，该反应必须避光，在光照下得到的主要是副产物SOF₂和SO₂F₂。该方法制备得到SF5Cl/正己烷溶液可以稳定保存，并且可以放大生产。

【SF₅Cl和重氮化合物的反应】2021年，卿老师课题组发现SF₅Cl与重氮化合物的反应可一步合成α-SF₅羰基化合物。在K₃PO₄存在下，可以实现重氮化合物的氢五氟化硫基化反应；而在Cu催化下得到的则是氯五氟化硫基化反应，这里面涉及到一个极性反转过程。（Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 15271 –15275）

【反应的设计】在本文的工作中，基于自由基反应的特性，卿老师课题组在先前体系中插入了烯烃。SF₅自由基加成到重氮化合物生成新的碳中心自由基，进一步与烯烃反应并生成氯原子转移产物。该氯代物受α位取代基影响可进一步生成烯烃和呋喃。

【条件优化】该反应条件十分温和，加入1.5 equiv.磷酸钾即能得到三组分目标产物。

【三组分反应制备SF₅氯代物】底物范围较广，官能团兼容性较好。

【三组分反应制备SF₅取代烯烃】当烯烃上取代基为CH₂TMS时，在二氧化硅作用下可发生消除反应得到烯烃。

【三组分反应制备SF₅取代呋喃】当烯烃上取代基为OAc时，氯代物将进一步转化为醛，该类型二羰基化合物很容易生成呋喃（Paal-Knorr反应）。

【总结】上海有机所的卿凤翎老师课题组报道了SF₅Cl、重氮化合物和烯烃的三组分反应，并将其用于SF₅取代氯代物、烯烃和呋喃的合成当中。鉴于SF₅Cl的制备方法已经比较便捷，其在五氟化硫基取代化合物的合成当中将有更广泛的应用。

参考文献：Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202208860