Nature Commun：•CF3和•CF2H在自由基取代反应中分别起到亲电和亲核性

纳米技术

2024-05-31

自由基取代是对杂环化合物官能团化的方法，比如非常古典的Minisci反应。人们通常观测发现CF₂H自由基具有与烷基自由基类似的亲核性，但是CF₃自由基通常是亲电性。人们对于·CH₃自由基与·CF₃自由基的区别比较清楚，但是对于为什么一个/两个F原子对自由基性质基本没有影响，但是3个F原子对自由基的性质产生较大影响的原因并不清楚。

有鉴于此，加州大学洛杉矶分校K. N. Houk等使用M06-2X进行理论计算，通过理论计算实现了对实验结果的重复，并且解释说明这种区别产生的原因。

主要内容

（1）

通过理论计算解释了F原子如何通过拉电子效应和共轭作用影响自由基的性质，以及CF₃如何在芳杂环反应中起到亲电反应。

（2）

这项工作发展了一种非常简单的模型用于理解自由基轨道能量的变化趋势，以及这些变化规律对于含氟自由基产生亲核、亲电性。

参考文献

Duan, M., Shao, Q., Zhou, Q. et al. Why •CF₂H is nucleophilic but •CF₃ is electrophilic in reactions with heterocycles. Nat Commun 15, 4630 (2024). 

DOI: 10.1038/s41467-024-48949-z

https://www.nature.com/articles/s41467-024-48949-z