二氟甲基自由基反应及其在18F标记中的应用

doi:10.7503/cjcu20220652

高等学校化学学报 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (12): 20220652.doi: 10.7503/cjcu20220652

二氟甲基自由基反应及其在¹⁸F标记中的应用

李嘉颢¹, 梁炜秋¹, 穆博帅¹, 刘志博¹^,²()

^1.北京大学化学与分子工程学院, 北京 100871
^2.北京大学?清华大学生命科学联合中心, 北京 100871

收稿日期:2022-10-01 出版日期:2022-12-10 发布日期:2022-11-28
通讯作者: 刘志博 E-mail:zbliu@pku.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(U1867209);北京市自然科学基金重点研究专题(Z200018)

Difluoromethyl Radical Reaction and Its Application in ¹⁸F-Labeling

LI Jiahao¹, LIANG Weiqiu¹, MU Boshuai¹, LIU Zhibo¹^,²()

^1.College of Chemistry and Molecular Engineering，Peking University，Beijing 100871，China
^2.Peking University?Tsinghua University Center for Life Science，Beijing 100871，China

Received:2022-10-01 Online:2022-12-10 Published:2022-11-28
Contact: LIU Zhibo E-mail:zbliu@pku.edu.cn
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China(U1867209);the Beijing Natural Science Foundation, China(Z200018)

摘要/Abstract

摘要：

随着正电子发射断层扫描(PET)技术的进步, 高效¹⁸F标记反应显现出重大的研究价值. 同时, 在有机氟化学的快速发展下, 研究人员已开发出一系列产生二氟甲基自由基(·CHF₂)的一碳合成子, 得以被引入到¹⁸F标记反应中. 本文从化学原理出发, 总结了近年来·CHF₂合成子、碳氢键活化反应及¹⁸F标记的研究, 并展望了未来的研究趋势.

关键词: 二氟甲基自由基(·CHF₂), C—H键活化, ¹⁸F标记, 正电子发射断层扫描

Abstract:

With the progress of positron emission tomography（PET）， the study of efficient ¹⁸F-labeling reactions is of great value. Meanwhile， with the rapid development of organic fluorine chemistry， researchers have developed a series of reagents as C1 synthons to yield difluoromethyl radical（·CHF₂）， which can be introduced into the ¹⁸F- labeling reactions. In this review， we analyzed from the perspective of chemical principles and summarized the recent studies on ·CHF₂ synthons， C—H bond activation and related ¹⁸F-labeling reactions. Furthermore， the research trends and hotspots were discussed.

Key words: Difluoromethyl radical（·CHF₂）, C—H Bond activation, ¹⁸F-labeling, Positron emission tomography

中图分类号:

O646

TrendMD:

李嘉颢, 梁炜秋, 穆博帅, 刘志博. 二氟甲基自由基反应及其在¹⁸F标记中的应用. 高等学校化学学报, 2022, 43(12): 20220652.

LI Jiahao, LIANG Weiqiu, MU Boshuai, LIU Zhibo. Difluoromethyl Radical Reaction and Its Application in ¹⁸F-Labeling. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(12): 20220652.

图/表 1

参考文献 41

7	Zafrani Y.， Yeffet D.， Sod⁃Moriah G.， Berliner A.， Amir D.， Marciano D.， Gershonov E.， Saphier S.， J. Med. Chem.， 2017， 60（2）， 797—804
8	Patkar P.， Haubrich B. A.， Qi M.， Nguyen T. T. M.， Thomas C. D.， Nes W. D.， Biochem. J.， 2013， 456， 253—262
9	Zhang W.， Lin J. H..， Wu W. F.， Cao Y. C.， Xiao J. C.， Chin. J. Chem.， 2020， 38（2）， 169—172
10	Krasikova R.， Curr. Org. Chem.， 2013， 17（19）， 2097—2107
11	Xie Q. Q.， Zhu Z. Y.， Li L. C.， Ni C. F.， Hu J. B.， Angew. Chem.， 2019， 131（19）， 6471—6476
12	Sap J. B. I.， Meyer C. F.， Ford J.， Straathof N. J. W.， Dürr A. B.， Lelos M. J.， Paisey S. J.， Mollner T. A.， Hell S. M.， Trabanco A. A.， Genicot C.， Ende C. W.， Paton R. S.， Tredwell M.， Gourverneur V.， Nature， 2022， 606（7912）， 102—108
13	Iida T.， Hashimoto R.， Aikawa K.， Ito S.， Mikami K.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2012， 51（38）， 9535—9538
14	Burton D. J.， Hartgraves G. A.， J. Fluor. Chem.， 2007， 128（10）， 1198—1215
15	Fujiwara Y.， Dixon J. A.， Rodriguez R. A.， Baxter R. D.， Dixon D. D.， Collins M. R.， Blackmond D. G.， Baran P. S.， J. Am. Chem. Soc.， 2012， 134（3）， 1494—1497
16	Fujiwara Y.， Dixon J. A.， O’Hara F.， Funder， E. D.， Dixon D. D.， Rodriguez R. A.， Baxter R. D.， Herlé B.， Sach N.， Collins M. R. Ishihara Y.， Baran P. S.， Nature， 2012， 492（7427）， 95—99
17	Tung T. T.， Christensen S. B.， Nielsen J.， Chem. Eur. J.， 2017， 23（72）， 18125—18128
18	Sakamoto R.， Kashiwagi H.， Maruoka K.， Org. Lett.， 2017， 19（19）， 5126—5129
19	Sun A. C.， McClain E. J.， Beatty J. W.， Stephenson C. R. J.， Org. Lett.， 2018， 20（12）， 3487—3490
20	Dai P.， Yu X.， Teng P.， Zhang W. H.， Deng C.， Org. Lett.， 2018， 20（21）， 6901—6905
21	Zhang W.， Xiang X. X.， Chen J. Y.， Yang C.， Pan， Y. L.， Cheng J. P.， Meng Q. B.， Li X.， Nat. Commun.， 2020， 11（1）， 1—10
22	Ghosh I.， Khamrai J.， Savateev A.， Shlapakov N.， Antonietti M.， König B.， Science， 2019， 365（6451）， 360—366
23	Yang J.， Zhu S. Q.， Wang F.， Qing F. L.， Chu L. L.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2020， 60（8）， 4300—4306
24	Zhu S. Q.， Liu Y. L.， Li H.， Xu X. H.， Qing F. L.， J. Am. Chem. Soc.， 2018， 140（37）， 11613—11617
25	Xiong P.， Xu H. H.， Song J. S.， Xu H. C.， J. Am. Chem. Soc.， 2018， 140（7）， 2460—2464
26	Tang X. J.， Thomoson C. S.， Dolbier W. R.， Org. Lett.， 2014， 16（17）， 4595—4597
27	Tang X. J.， Zhang Z. X.， Dolbier W. R.， Chem. Eur. J.， 2015， 21（52）， 18961—18965
28	Lin Q. Y.， Xu X. H.， Zhang K.， Qing F. L.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2016， 55（4）， 1479—1483
29	Meyer C. F.， Hell S. M.， Misale A.， Trabanco A. A.， Gouverneur V.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2019， 58（26）， 8829—8833
30	Zhang S.， Li L. J.， Zhang J. J.， Zhang J. Q.， Xue M. Y.， Xu K.， Chem. Sci.， 2019， 10（1）， 3181—3185
1	Coenen H. H.， Ermert J.， Clin. Trans. Imaging， 2018， 6（3）， 169—193
2	Liu Z. B.， Pourghiasian M.， Radtke M. A.， Lau J.， Pan J. H.， Dias G. M.， Yapp D.， Lin K. S.， Bérnard F.， Perrin D. M.， Angew. Chem.， 2014， 126（44）， 12070—12074
3	Taylor N. J.， Emer E.， Preshlock S.， Schedler M.， Tredwell M.， Verhoog S.， Mercier J.， Genicot C.， Gouverneur V.， J. Am. Chem. Soc.， 2017， 139（24）， 8267—8276
4	Francis F.， Wuest F.， Molecules， 2021， 26（21）， 6478
5	Sap J. B. I.， Meyer C. F.， Straathof N. J. W.， Iwumene N.， Ende C. W. A.， Trabanco A. A.， Gouverneur V.， Chem. Soc. Rev.， 2021， 50（14）， 8214—8247
6	O’Hara F.， Burns A. C.， Collins M. R.， Dalvie D.， Ornelas， M. A.， Vaz， A. D. N.， Fujiwara Y.， Baran P. S.， J. Med. Chem.， 2014， 57（4）， 1616—1620
31	Zou Z. L.， Zhang W. G.， Wang Y.， Kong L. Y.， Karotsis G.， Wang Y.， Pan Y.， Org. Lett.， 2019， 21（6）， 1857—1862
32	Yin F.， Wang Z. T.， Li Z. D.， Li C. Z.， J. Am. Chem. Soc.， 2012， 134（25）， 10401—10404
33	Mizuta S.， Stenhagen I. S. R.， O’Duill M.， Wolstenhulme J.， Kirjavainen A. K.， Forsback S. J.， Tredwell M.， Sandford G.， Moore P. R.， Huiban M.， Luthra S. K.， Passchier J.， Solin O.， Gouverneur V.， Org. Lett.， 2013， 15（11）， 2648—2651
34	Verhoog S.， Pfeifer L.， Khotavivattana T.， Calderwood S.， Collier T. L.， Wheelhouse K.， Tredwell M.， Gouverneur V.， Synlett.， 2016， 27（1）， 25—28
35	Shi H.， Braun A.， Wang L.， Liang S. H.， Vasdev N.， Ritter T.， Angew. Chem.， 2016， 128（36）， 10944—10948
36	Yuan G. Y.， Wang F.， Stephenson N. A.， Wang L.， Rotstein B. H.， Vasdev N.， Tang P. P.， Liang S. H.， Chem. Commun.， 2017， 53（1）， 126—129
37	Sap J. B. I.， Wilson T. C.， Kee C. W.， Straathof N. J. W.， Ende C. W. A.， Mukherjee， P.， Zhang L.， Genicot C.， Gouverneur V.， Chem. Sci.， 2019， 10（11）， 3237—3241
38	Trump L.， Lemos A.， Lallemand B.， Pasau P.， Mercier J.， Lemaire C.， Luxen A.， Genicot C.， Angew. Chem.， 2019， 131（37）， 13283—13288
39	Becker G.， Dammicco S.， Bahri M. A.， Salmon E.， Molecules， 2020， 25（10）， 2303
40	Trump L.， Lemos A.， Jacq J.， Pasau P.， Lallemand B.， Mercier J.， Genicot C.， Luxen A.， Lemaire C.， Org. Process Res. Dev.， 2020， 24（5）， 734—744
41	Lemos A. L. P.， Trump L.， Lallemand B.， Pasau P.， Mercier J.， Lemaire C.， Monbaliu J. C.， Genicot C.， Luxen A.， Catalysts， 2020， 10（3）， 275

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Difluoromethyl Radical Reaction and Its Application in ¹⁸F-Labeling

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