在药物分子、农用化学品和有机材料中引入氟原子或含氟基团，往往能显著提升其物理、化学和生物性能，包括改善脂溶性、渗透性、极性和代谢稳定性。尤其在生命科学等相关领域具有重要地位——据估计目前市场上超过20%的药物均为含氟药物。因此，开发高效多功能的氟化合成方法始终是研究热点。其中，自由基介导的脱羧氟化反应策略因其能高效构建药物分子而得到广泛关注（图1a）。然而，尽管反应模式已从传统过渡金属催化的Hunsdiecker型反应发展到现代光/电催化过程，这些方法仍存在明显缺陷（如反应模式局限导致产物多样性不足、复杂产物合成所需前体难以获取等）（图1b）。为拓展含氟化合物的合成方法，当前亟需开发一种以烯烃等廉价、易得化合物为底物，用于构建结构复杂的含氟化合物。

近期，上海交通大学朱晨教授团队发展了一种在温和光化学条件下，通过脱羧-脱砜的双官能化反应实现含氟化合物模块化合成的自由基反应路径（图1c）。与传统自由基脱羧单氟化策略不同，该方法在光照条件下，以烯烃、α-磺酰基羧酸作为底物，经历自由基脱羧，随后进行杂芳基迁移伴随二氧化硫的脱除，最终实现烯烃的双官能团化构建结构多样的含氟化合物。相关成果以“Modular access to alkylfluorides via radical decarboxylative-desulfonylative gem-difunctionalization”为题发表在期刊Nat. Commun.上（DOI: 10.1038/s41467-025-60011-0）。

图 1. 含氟结构的重要性及其自由基引入策略。a) 含氟结构在生物活性分子中的重要作用；b) 传统脱羧氟化反应过程；c) 脱羧-脱砜化反应实现含氟化合物的构建

通过详细的底物范围考察，初步测试了多种苯乙烯类化合物，结果表明无论芳基取代基的电子效应或空间位阻如何，以及对于萘基和杂环乙烯基等均有较好的适用性。值得注意的是，该方法对于带有敏感官能团（包括氯代、溴代、环氧化物、未经保护的羟基以及硝基等）的非活化脂肪族烯烃也表现出良好的耐受性。除此之外，通过α-磺酰基羧酸不同官能团结构的变化可以增加含氟化合物产物的种类，实现产物骨架多样性的构建（图 2）。

图2 底物拓展

机理方面，基于开关灯实验、循环伏安法、荧光淬灭实验、UV-Vis实验以及荧光量子产率测定的研究提出了合理的反应机理（图3）。

图 3. 可能的反应机理

综上所述，本研究通过自由基介导的脱羧-脱砜双官能团化反应实现模块化合成含氟化合物。与传统自由基脱羧单氟化策略不同，该反应在光照条件下，通过多组分反应同步构建多重化学键，为合成具有显著结构复杂性和广泛多样性的含氟化合物提供了通用途径。该策略展现出广泛的底物适用性和优异的官能团兼容性，无论是苯乙烯衍生物还是更具挑战性的非活化烯烃，均可作为高效底物参与转化。此外，该方法能实现单氟烷基结构在复杂烯烃骨架中的精准引入，为含氟化合物的高效构建提供了一种新型合成方法。

上海交通大学朱晨教授为论文通讯作者，上海交通大学博士后王先津和苏州大学硕士研究生李昊天为论文共同第一作者。本研究得到了国家自然科学基金（22371185、22171201）、中央高校基本科研业务费专项资金（23X010301599、24X010301678）、上海市学术/技术研究带头人项目（23XD1421900）的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-60011-0