近日，《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc.）在线发表高等研究院教授沈晓的最新研究成果。论文题为“Visible-Light-Induced [2 + 2] Cyclization of Alkynes with Bromodifluoroacetylsilanes: Facile Access togem-Difluorocyclobutenones”（《可见光驱动炔烃与溴二氟酰基硅烷的[2 + 2]环加成反应：偕-二氟环丁烯酮的高效构建》）。高等研究院博士后周刚和硕士研究生李永鹏为共同第一作者，沈晓为通讯作者，武汉大学为第一署名单位和通讯作者单位。

       环丁烯酮因其独特的环张力结构和共轭的C=C与C=O键组合，在化学领域受到了广泛关注。这些化合物通过两种主要的反应模式展现出卓越的合成应用价值：一是开环转化（包括热解、光解和过渡金属催化的反应），生成高度活性的中间体，随后可被各种亲核试剂、亲双烯体试剂和不饱和π体系捕获；二是通过亲核加成、还原和取代反应直接进行官能团修饰。同时，由于氟烷基单元引入到母体分子中赋予了特殊的化学、物理和生物性质，有机氟化合物在医药和材料科学领域也备受关注。战略性地引入氟已成为现代药物设计的常规策略，这一点在临床成功的多种治疗领域的药物中得到了体现，包括抗抑郁药氟西汀、抗癌药氟维司群、抗生素氟红霉素和抗逆转录病毒药物依法韦仑。在此背景下，构建偕-二氟环丁烯酮化合物尤为重要，因为这些化合物可以通过后续官能团化反应，为构筑多样化有机氟化物提供了理想的分子骨架。尽管它们具有合成潜力，但二氟环丁烯酮的合成却鲜有报道。以往的方法存在原料不易得，反应条件苛刻，底物普适性差的缺点。

       课题组在论文中介绍了一种简单高效的合成方法，从炔烃和溴二氟酰基硅烷出发，在可见光诱导的条件下，通过原位生成的二氟烯酮中间体进行环化反应，从而合成偕-二氟环丁烯酮。该反应条件温和，底物范围广泛，表现出良好的官能团耐受性以及多种下游转化的潜力，同时反应易于实现克级规模放大，具有条件简单、底物范围广泛、官能团耐受性良好等优势。该方法的合成实用性通过一系列下游转化得以进一步证明。相关温和制备偕-二氟环丁烯酮的方法将进一步促进生物活性氟分子的合成研究。

       该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国博士后科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金和武汉大学科研公共服务条件平台的支持。

       论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c03504

       新闻链接：https://news.whu.edu.cn/info/1015/479967.htm