表1.1 部分含氟基团的取代基常数

SCF3 OCF3 CF3 SO2CF3 SOCF3

π 1.44 1.04 0.88 0.55

σm 0.40 0.38 0.43 0.79 0.63

σp 0.50 0.35 0.54 0.93 0.69

图1.1 含有三氟甲硫基（CF 3 S-）的药物举例

1.2  传统的三氟甲硫基化方法介绍

由于三氟甲硫基（CF3S-）的优异性能，科学家们几十年来一直在探索能将其引入到已知的化合物上的方法。20 世纪初，科学家们基本上都是通过间接法来在有机分子中引入三氟甲硫基（CF3S-），其中包括在本身已经含有硫原子的化合物上引入三氟甲基基团的方法[11,12]和将卤素用氟替换的氟化法[13,14]。但是，这些方法存在很多缺陷，比如很多反应条件的要求很严苛，还有反应物本身就很难直接获得，需要提前制备反应前驱体，而且反应的选择性很差。由于研究者们对F原子对生物活性的重要性的不断探究以及生产者们不断地对含氟药物的投入，因此科研领域以及生产行业非常需要更好的将三氟甲硫基（CF3S-）引入化合物的方法。在21世纪以后，氟化学领域便开始把研究重心转移到寻找更方便更简单更高效地将三氟甲硫基（CF3S-）引入有机分子的直接法。

到 目 前 为 止，已 经 报 道 出 的 直 接 在 目 标 底 物 上 引 入 三 氟 甲 硫 基（CF3S-）的 方 法 能 大 体 上 根 据 机 理 总 结 为 三 种 类 型，分 别 是 亲 核、亲 电 和 自 由 基 反 应。由 于 亲 电 的 三 氟 甲 硫 基 化 试 剂 最 多，性 能 相 较于 亲 核 和 自 由 基 试 剂 更 好，能 在 各 种 不 同 的 底 物 上 引 入 三 氟 甲 硫 基（CF3S-）。本 课 题 探 索 的 三 氟 甲 基  磺 酰 氯（CF3SO2Cl）的 三 氟 甲 硫 基 化 也 是 属 于 亲 电 反 应 中 的 一 种，为 以 后 的 生 产 和 研 究 提 供 更 多 的 选 择。

1.2.1  亲核型的三氟甲硫基（CF3S-）化反应

到现在为止，氟化学领域的研究者们大致发现的亲核型的三氟甲硫基（CF3S-）化试剂可以分成两大种，一种是金属类，一种是非金属类。最早被发现用来引入三氟甲硫基（CF3S-）的金属类试剂应该是三氟甲硫汞试剂[Hg(SCF3)2]。但是该试剂有很多不足的地方，其有很高的毒性和腐蚀性。而且能用它进行三氟甲硫基（CF3S-）化的底物很有限，所得的产物产率也很低。金属类的试剂还有CsSCF3、CuSCF3和AgSCF3等，但是由于CuSCF3和AgSCF3性质相对稳定，所以是比较常用的亲核试剂。非金属类的试剂大部分都是铵盐类,例如四甲基铵盐[Me4NSCF3]。

早在1959年时Muetterties课题组就已经报道了三氟甲硫汞试剂[Hg(SCF3)2 ]的亲核三氟甲硫基化反应,主要针对卤代烷烃和卤代芳烃[15]。另一种类似的是Yagupolskii课题组在2003年报道的三氟甲硫铯[CsSCF3]试剂(图1.2)[16]。2014年，游力书课题组[17]使用三氟甲硫铯[CsSCF3]试剂在烯烃的烯丙位引入三氟甲硫基（CF3S-），该反应以钌为催化剂，选择性很好。但是这两种三氟甲硫基化试剂都有着相似的问题，那就是毒性大，稳定性差，并且难以制备，所以很难再对它们有更多的应用，其后也很少再有人报道。

图1.2 Hg(SCF3)2和CsSCF3以卤代烃为底物的三氟甲硫基化反应

另外，用过渡金属作为催化剂来向有机分子中引入三氟甲硫基（CF3S-）也引起了氟化学领域的关注。三 氟 甲 硫 基 银（AgSCF3）经 常 被 用 来 作 为 引 入 三 氟 甲 硫 基（CF3S-）的 亲 核 试 剂，虽 然 制 备 三 氟 甲 硫 基 银（AgSCF3）的 原 料 比 较 昂 贵，但 是 制 备 的 反 应 很 简 单，工 艺 并 不 复 杂，而 且 它 性 质 比 较 稳 定。2011年，Buchwald课题组成功地用钯催化，将芳基溴化物进行三氟甲硫基化。该反应是首次报道的用三氟甲硫基银作为三氟甲硫基化试剂的反应（图1.3）[18]。 三氟甲硫基银（AgSCF3）有个缺陷就是不与卤代芳烃反应，但Clark等人在2000年发现如果在反应中加入碘化钾（KI）或者TBAI，就能成功地用三氟甲硫基银（AgSCF3）与卤代芳烃反应。