近日，山东大学微生物技术国家重点实验室史大永教授团队在ACS Catalysis (IF = 13.7)上在线发表题为“Nickel-Catalyzed Stereoselective Cascade C-F Functionalizations of gem-Difluoroalkenes”的研究论文。微生物技术国家重点实验室博士生李晓伟为第一作者，微生物技术国家重点实验室史大永教授为该研究的通讯作者，山东大学微生物技术国家重点实验室为第一完成单位和通讯作者单位。
由于氟原子体积小、电负性强，碳-氟（C-F）键是最强和最不活跃的化学键之一。选择性C-F键的活化和官能化因此一直是化学家们持续关注的焦点。在过去的几十年里，有机氟化合物中关于一个C-F键的活化已经被广泛实现。然而，迄今为止，在保持高化学选择性的情况下，从多氟化合物中连续替换两个氟原子的方法几乎没有得到证实。特别是通过“一锅法”实现用不同的官能团替换两个氟原子的方法仍未得到发展，因此将具有重大意义。关键问题与两个C-F键之间极其相似的高能量、更加拥挤的立体环境、难以控制的自偶联和交叉选择性、较差的烯烃底物的稳定性，以及化学选择性和立体选择性有关。
容易获得的谐二氟烯烃作为重要的合成中间体已应用于各种有趣的转化中，可作为双C-F键活化的理想前体。为了寻找实现谐二氟烯烃双C-F键功能化的解决方案，作者聚焦于还原性交叉偶联反应。在该研究工作中，作者以结构简单、容易获得的谐二氟烯烃为原料，锰粉为还原剂，三氟甲磺酸烯醇酯和氘水作为双功能化试剂，在镍催化下，经由还原性连续脱氟，首次一锅实现了谐二氟烯烃的烯化和氘化反应。氘代化合物在许多领域发挥着重要作用，包括药物发现和开发、机制调查和光谱研究。烯烃又是药物和生物活性分子中最基本和最普遍的子结构，因此，以氘代烯烃类化合物为目标的催化合成过程相当重要。该反应在温和条件下合成了各种功能化的氘代1,3-二烯类化合物，表现出较好的官能团耐受性和完全的(E)-选择性，为合成多样性的新型氘代烯烃类化合物提供了新的选择。此外，克级反应、复杂化合物的修饰以及产物的转化反应进一步证明了该方法的实用性。
该研究工作得到了国家重点研发计划、山东省联合基金、青岛市科技惠民示范引导专项、青岛市新兴产业培育计划、广东省基础与应用基础研究基金等资助。山东大学生命环境研究公共技术平台核磁共振波谱仪为本工作提供了重要支持。
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acscatal.3c00047
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