后期氟化工具箱:给候选分子做“微创升级”:四类“氟旋钮”→ 亲电/亲核两大路线 → ¹⁸F-PET 示踪分线 → 选型导航与代表产品清单
后期氟化工具箱:给候选分子做“微创升级”:四类“氟旋钮”→ 亲电/亲核两大路线 → ¹⁸F-PET 示踪分线 → 选型导航与代表产品清单
在药物研发里,很多分子都会卡在同一类尴尬处境:活性够了,但暴露不够;选择性不错,但代谢太快;体外漂亮,体内却分布不理想。这时你往往不想推倒重来,而是希望做“最小结构改动”,去换来“最大性质变化”。
氟(F)是最常用、也最容易被误解的改动之一。它确实能在很小的结构变化下,显著影响分子的电子分布、构象偏好与代谢路径;需要强调的是:氟不自带“必然优化”,它更像一个“扳手/旋钮”——拧得对可能改善 DMPK/活性,拧错也可能让溶解度更差、脂溶性过高,甚至带来新的代谢与安全性风险。
1 氟到底能改什么?
旋钮(机制) | 在“分子层面”动了什么 | 最常被影响的可观测指标 | 可能带来的收益 | 常见误区/风险 | 建议怎么做验证闭环 |
A 电子效应(pKa/极性/反应性) | 强诱导效应 + 局部偶极改变:影响邻近基团电子云分布与酸碱性 | pKa、整体极性与极性分布(tPSA 往往不变,但 logD/偶极/构象导致的有效极性与溶剂化会变)、溶解度、结合模式变化 | 调 pKa/电离度→影响溶解度与渗透;改变局部极性→影响结合与选择性 | 理解成“F 是强氢键受体”: C–F 中的 F 多数情况下是很弱的氢键受体(常被设计上忽略);在强极化/特定构型等少数情形可出现弱相互作用,但更常见的贡献仍来自诱导效应、偶极与构象预组织。 | pKa 实测/预测对照;logD、溶解度、PAMPA/Caco-2 + 结合模式(晶体/计算)联动 |
B 构象效应(“姿势”控制) | 通过“gauche 效应/超共轭/偶极匹配”等让局部构象偏好改变 | 构象分布、结合构象、选择性、代谢位点暴露 | 固定更有利构象→提高效力/选择性;隐藏代谢易攻击位点→可能延长半衰期 | 构象变了也可能反向暴露代谢位点或提升非特异结合 | NMR/计算看构象;对照代谢位点(代谢产物谱、CYP 表型) |
C 代谢效应(路径与“软肋”重排) | 可能“加固”某位点,也可能改变氧化/水解优先级 | CLint、t1/2、代谢产物谱、CYP 参与型 | 常见策略:在代谢易氧化位点附近引 F,有机会降低代谢清除 | 两条现实:(1) 代谢会“绕路”到别处;(2) 在某些结构/体系中可能发生 C–F 断裂,出现(放射)脱氟或潜在安全性关注 | 肝微粒体/肝细胞 + 代谢产物鉴定;必要时做反应性代谢物评估/脱氟监测 |
D(常伴随)物性/分布与暴露 | F 常同时牵动极性、脂溶性与膜通透(方向依赖“位置/骨架”) | 口服暴露、组织分布、PPB、渗透/外排 | 有时可改善膜通透或分布,从而提升暴露 | 也可能导致溶解度下降、PPB 升高、分布“跑偏” | 体外 ADME(溶解度/渗透/外排/PPB)+ 小动物 PK 联动 |
缩写解释
1. pKa:酸解离常数(负对数),反映官能团酸碱性/电离倾向。
2. logP:辛醇/水分配系数(中性分子疏水性)。
3. logD:特定 pH 下的分配系数(包含电离态;常用 logD7.4)。
4. PSA(tPSA):极性表面积(拓扑极性表面积)。
5. HBA:氢键受体(Hydrogen Bond Acceptor)。
6. PAMPA:人工膜渗透实验(Parallel Artificial Membrane Permeability Assay,偏被动扩散)。
7. Caco-2:肠上皮细胞单层渗透模型(人结肠腺癌细胞系)。
8. NMR:核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance)。
9. CLint:内在清除率(Intrinsic Clearance,体外代谢清除能力指标)。
10. t1/2:半衰期(half-life)。
11. CYP:细胞色素 P450 酶系(Cytochrome P450)。
12. PPB:血浆蛋白结合(Plasma Protein Binding)。
13. ADME:吸收/分布/代谢/排泄(Absorption/Distribution/Metabolism/Excretion)。
14. PK:药代动力学(Pharmacokinetics)。
C 代谢效应补充:对 ¹⁸F-PET 而言,还要特别关注“放射脱氟”:一旦体内释放游离 [¹⁸F]F⁻,常见表现是骨组织非特异摄取升高(成像背景变差)。因此放射标记位点不仅要“能接上”,也要尽量选择体内稳定、低脱氟风险的结构环境。
2 什么是“后期氟化”?
很多人把 late-stage fluorination(后期氟化)误解成“合成最后一步加个 F”。更准确的定义是:
在复杂分子合成的后段(接近最终结构复杂度时),对“接近目标结构”的骨架进行位点选择性的 C–F 构建或官能团互换,用最少返工成本快速探索 SAR(Structure–Activity Relationship,构效关系)与性质空间。
它的价值不在于“氟化反应本身多厉害”,而在于研发效率:
1. 省时间:不用每次改一个位点就重走合成路线;
2. 省信息成本:改动小、对照强,能更快判断“这个位点到底负责什么”;
3. 更贴近真实候选分子:在真实复杂骨架上改,结论更可迁移。
3 后期氟化的两大工具箱:亲电 vs 亲核
后期氟化(late-stage fluorination)的常见路线,几乎都能归入两大工具箱:
1. 工具箱 A:亲电/自由基型引氟(更像“在骨架上精准点焊一个 F”)
2. 工具箱 B:亲核/去氧氟化(更像“把一个现成零件换成 C–F”)
3.1 先用“三问”把路线选清楚
Q1 要改的是哪类碳?
(a) 富电子 π 体系/可形成烯醇(盐)、烯胺等“富电子位点”? → 常从 A 入手
(b) 已有–OH、OTs/OTf 等“可替换接口”? → 常从 B 入手
Q2 手里有没有“现成入口位点”?
(a) 有(–OH、离去基团)→ B 的命中率通常更高
(b) 没有(只有 C–H)→ A(尤其“自由基/金属催化 C–H 氟化”子集)更常见,但选择性更依赖策略
Q3 更在意哪种选择性?
(a) 区域选择性(哪一个位点被氟化):A 往往需要“底物先天偏好/导向/催化控制”
(b) 化学选择性(不伤别的官能团):B 在有接口时通常更直观,但要防消除/重排等副反应
3.2 两大工具箱到底差在哪
维度 | 工具箱 A:亲电/自由基型引氟 | 工具箱 B:亲核/去氧氟化 |
核心逻辑 | 在没有现成“接口”的情况下,利用底物的电子特征或催化体系,把 F 引到目标碳上;机理上可能是两电子亲电过程,也可能是 SET/自由基路径(F-atom transfer 等) | 先把“可替换接口”准备好(离去基团或 –OH),再用 F⁻ 做取代/去氧,把该位点换成 C–F。(不仅是 ROH→RF 去氧氟化,也包括有离去基团的 SN2(烷基)/SNAr(芳基)亲核取代放氟。) |
你手里什么结构时最常用 | 分子上没有 OTs/OTf/–OH 这类现成入口,但存在:①较富电子芳环/杂芳环;②烯烃;③能形成烯醇(盐)/烯胺的位点;或你想探索某个 C–H 位点是否可直接引氟 | 分子上已经有“入口位点”:①OTs/OTf 等离去基团(可做 F⁻ 取代);②醇 –OH(高频:–OH → –F 的去氧氟化) |
“F 会落在哪”主要由什么决定 | 主要由:①哪个位置更容易被活化(电子更富/更易形成中间体);②是否存在导向/催化控制把反应“拉到某个位置”;③条件决定更偏向两电子还是SET/自由基通道(从而影响区域选择性与副反应) | 主要由:①接口在哪就改哪(位点几乎被“接口位置”锁定);②离去基团/活化方式决定“能否顺利取代”;③竞争路径(消除/重排/立体保持与否)决定产物“干不干净、立体信息保不保住” |
常见优势(研发视角) | 适合在复杂骨架上快速回答:哪些富电子位点/哪些 C–H 位点值得做含氟类比物(尤其在“没有现成接口”的情况下) | 对复杂分子里常见的 –OH 等官能团做“最小改动、强扰动”非常高频;接口明确,结构对照强,利于 SAR/性质扫描 |
常见问题/风险点 | ①机理不一定是单一“F⁺”:很多 N–F 体系可能涉及 SET/自由基;②N–F 试剂常兼具一定氧化性,敏感底物可能出现氧化相关副反应或官能团不耐受 | ①去氧氟化常见消除副反应(生成烯烃等)导致收率/纯度问题;②部分试剂存在显著安全/放热风险(尤其 DAST 类),需要严格遵循安全规范 |
3.3 工具箱 A|亲电/自由基型引氟
1. 核心判断依据:当分子上没有现成 –OH/OTs/OTf 这类“接口”时,A 路线常用于在富电子 π 体系(芳/杂芳、烯烃、烯醇(盐)/烯胺相关位点)或某些 C–H 位点上尝试引入 F。
2. 边界说明:不少 N–F 试剂参与的反应可能经由 SET/自由基,并非纯“两电子亲电取代/加成”。
3. 为什么 N–F 试剂(Selectfluor、NFSI)主流:相对早期强氟化体系(如 F₂),N–F 试剂通常更易处理、更容易通过催化/条件设计来获得可用的选择性;在后期氟化里,它们往往是“能较快产出可比对 SAR 信息”的路线。
4. Selectfluor vs NFSI(经验差异):
(a) Selectfluor:反应性更强、覆盖面更广;但在某些体系里更容易出现与氧化/SET 相关的副反应信号(敏感底物需更谨慎)。
(b) NFSI:相对温和,常用于更“稳”的官能团兼容性探索(最终仍取决于底物与催化方式)。
5. 适用场景(何时优先选 A 路线):
(a) 在复杂骨架上试探某个富电子环/位点是否可引氟,并快速看活性/代谢趋势;
(b) 从同一母体骨架快速做一串“位点/取代模式相近”的含氟类比物,用于 SAR 扫描;
(c) 若目标是非活化 C–H 位点,往往更依赖导向/催化/自由基策略,选择性不如“有接口替换”直观。
安全提示:强氟化体系(如 F₂)危险性高;本文只讲路线与选型逻辑,不涉及操作。
3.4 工具箱 B|亲核/去氧氟化
1. 核心判断依据:当分子上已经有“入口位点”时,B 路线更直接:
(a) 离去基团(OTs/OTf 等)→ F 的取代;
(b) 更高频的是 去氧氟化:–OH(醇)→ –F。
2. 为什么去氧氟化在后期很关键:复杂分子中 –OH 常见且易得(天然产物、糖、甾体、手性砌块等);把 –OH 换成 –F 往往是“最小改动、强性质扰动”的典型策略。
3. DAST:有效但风险高:DAST是经典去氧氟化试剂,但长期被强调存在明显的安全/放热风险,并且在某些底物上更易出现消除(生成烯烃)等竞争路径,影响纯度与立体保持。
4. 安全提示:文献或厂商常把 Deoxo-Fluor、XtalFluor、PyFluor 等描述为“更易操作/更可控/热稳定性更好(相对 DAST)”,但这不等于“更安全”。它们仍属于高活性含氟试剂体系, 放热、分解与副反应风险依赖底物与条件而变化;实际使用必须以 SDS 与机构 EHS 规范为准。
5. PyFluor:现代“更可控”的升级思路:作为较新的去氧氟化方案,PyFluor 常被强调“更工程化”:热稳定性与可控性更友好,并尽量减少消除等副反应带来的麻烦。
6. 结构替换会带来什么变化?去氧氟化可理解为把“可供/受氢键的 –OH”替换为“强偶极、不同构象偏好、且可能改变代谢路径的 C–F”,因此在不想大改结构但想明显动性质时很常用——但仍需用 DMPK/代谢物谱闭环验证。
4 氟魔法的“第二条主线”:¹⁸F-PET 不是优化药效,而是给分子加“可追踪条码”
4.1 ¹⁸F 是 PET 中最常用/最常见的放射性核素之一,一个核心原因是它的物理窗口非常“刚好”:
1. 半衰期约 110 分钟(109.7 min):足够支撑一定复杂度的放射合成、质控与从生产点到成像点的衔接。
2. 生产方式成熟:¹⁸F 通常由回旋加速器(cyclotron)制备,常见路径是对富集 ¹⁸O 靶材进行质子辐照,得到 [¹⁸F]F⁻(水溶液形式)这一放射化学“通用起点”。这也决定了¹⁸F标记在现实中往往依赖更成熟的工艺链(靶材/纯化/自动化模块/质控体系)。
说明:¹⁸F 放射化学必须在合规的辐射设施与标准流程下进行。
4.2 ¹⁸F 后期标记的三条典型路线
在“后期标记(late-stage radiolabeling)”中,¹⁸F 的核心诉求很明确:尽量靠近终点才引入放射性原子(减少衰变损失),同时让前体设计更灵活、流程更平台化/自动化。
提示:本文用三条最常见的“后期打标逻辑”来帮助理解;除此之外,¹⁸F 放化里还常见碘鎓盐/硫鎓盐前体、芳基金属前体,以及通过“把手/前体基团”实现的 ¹⁸F-氟烷基化/基团标记 等平台策略(此处不展开)。
先用一张表把三条路线“一眼看懂”
路线 | 通常需要什么“前体入口” | 这条路线主要解决的痛点 | 关键难点/边界 |
1)改良 SNAr 等亲核芳香放射氟化 | 芳/杂芳环上已有离去基团且环系可被激活;起点通常是 [¹⁸F]F⁻ | 把最经典可靠的 SNAr 做得更可控、更适合工艺窗口 | [¹⁸F]F⁻ 的溶解性/含水量/配位状态会强烈影响“有效亲核性”和反应窗口;并非所有芳环都适用 |
2)Cu 介导芳基硼酸酯(aryl-BPin)→ ¹⁸F-芳基 | 分子可改成/已经是芳基硼酸酯(BPin)这类常见把手 | 把“入口把手”换成药化里更常见的 BPin,显著拓宽可做成像版本的分子范围,利于平台化/自动化 | 依赖金属介导体系;底物与官能团兼容性仍需评估(但总体是非常实用的“平台路线”) |
3)芳烃 C–H 直接¹⁸F 氟化(光氧化还原等) | 不方便预装离去基团或把手,希望在芳烃 C–H 上直接打标 | “解放前体设计”:减少为放射标记专门改造前体的负担 | 适用边界更依赖底物结构与选择性控制;通常需要更具体的底物评估与验证 |
路线 1|改良的亲核芳香放射氟化(SNAr 等):让 [¹⁸F]F⁻ 变得“更可用”
1. 是什么:最传统也最可靠的思路之一 —— 用[¹⁸F]F⁻对芳/杂芳环进行亲核芳香取代(SNAr)或相关的芳香亲核放射氟化,替换环上的离去基团(通常更适用于“可被激活”的芳/杂芳体系)。
2. 为什么要“改良”:放射化学里,[¹⁸F]F⁻的表现高度受溶解性、含水量、配位状态影响,直接决定“有效亲核性”和反应窗口 —— 不是小细节,而是成败关键。
3. 现代趋势:出现许多工程化策略,目标都是把 [¹⁸F]F⁻变成更“可控、可平台化”的形态,让经典 SNAr 能在更现实的工艺窗口下稳定工作。
4. 代表性例子:Sanford 团队报道过“将 [¹⁸F]F⁻ 以更有机相可用、便于平台化处理的季铵盐形态(如 [¹⁸F]Me₄NF / [¹⁸F]TMAF)引入反应体系的思路,可作为‘让 [¹⁸F]F⁻ 更可用’的范例。”
5. 一句话重点:这条路线是把经典 SNAr 做得更可控、更平台化。
路线 2|Cu 介导的芳基硼酸酯 → ¹⁸F-芳基:用更常见的“BPin 把手”做入口
1. 是什么:用 Cu 介导体系把 芳基硼酸酯(aryl-BPin)转成¹⁸F-芳基。
2. 为什么重要:BPin/硼酸类前体在药物化学里非常常见、可得性高,因此这条路线在实践中常常意味着:
(a) 更多母体分子能更容易得到对应的“¹⁸F 放射标记 PET 示踪版本(radiotracer);
(b) 更利于形成可复制的模块化流程(对平台化/自动化尤其友好)。
3. 一句话重点:把“前体入口”从少见/苛刻的类型,替换成药化里更通用的BPin把手,因此极大拓宽适用面。
路线 3|芳烃 C–H 直接¹⁸F 氟化(光氧化还原等):让某些分子“少装一个前体官能团”
1. 是什么:目标很直接——尽量绕开“必须预装离去基团/把手”的限制,在芳烃 C–H 位点上直接引入 ¹⁸F。
2. 价值:拓宽前体设计空间:有些分子不必为放射标记专门再改一套复杂前体。
3. 边界说明:这条路线往往更依赖底物结构与选择性控制,真实项目里需要更具体的底物评估与验证;它更像“打开新大门”,但不一定是“可平台化的一套标准流程”。
4. 一句话重点:它在理念上最“解放前体”,但适用范围更依赖结构与体系,需要更谨慎的可行性判断。
5 路线导航表:遇到什么研发问题,先看哪类后期氟化?
研发场景 | 可能优先的工具箱 | 为什么它更匹配 | 要重点观察的“结果指标” |
活性不错,但体内暴露低/代谢太快,想快速“拧性质旋钮”而不重做合成 | 后期氟化总策略(优先找可改位点) | 在接近最终骨架上做微创改动,信息密度最高 | 溶解度、logD、肝微粒体稳定性、血浆蛋白结合、体内暴露 |
分子上有芳环/富电子位点,想快速做一串含氟类比物扫 SAR | 亲电氟化(N–F 体系) | 对富电子位点更顺手,适合做“位点/取代模式试探” | 活性/选择性变化趋势;是否出现氧化副反应信号 |
分子上有 –OH(天然产物/甾体/糖/手性砌块等),想做“最小改动但性质明显变化” | 亲核去氧氟化(ROH→RF) | –OH 是最常见可改手柄之一,换成 –F 会显著改变氢键与偶极特征 | 立体化学保持与否、消除副反应、整体溶解度/渗透变化 |
不是要优化药效,而是要“追踪分子去哪了”(分布/靶向/肿瘤摄取) | ¹⁸F-PET 后期标记路线 | ¹⁸F 半衰期短,要求快速、可质控、可放大,路线选择决定能否落地 | 放化纯度、摩尔活度、残留控制、自动化/重现性 |
6 氟化之后一定更好吗?
FAQ 1:C–F 键很强,是不是就等于“更抗代谢”?
不一定。很多人会因为 C–F 键很强,就直觉认为‘加了 F 就一定更耐代谢’;但真实的化学/代谢体系往往不会去硬断 C–F,而是更可能绕到别的位点或换一条代谢路线:
1. 某些结构在化学条件或代谢酶作用下仍可能发生脱氟/断裂,并伴随氟离子释放或形成其他具有安全性关注的代谢物。
2. 甚至有些情况下,“在代谢软肋附近放一个 F”并不能终止代谢,只是把代谢转移到别的位置(或走到更不理想的路径)。
小结:氟化更像是对代谢路径的强干预——可能变好,也可能引入新问题。
FAQ 2:后期氟化是“通用解”吗?任何位点都能直接引入 F 吗?
不是。后期氟化的核心价值是效率与对照性,但它受现实约束:
1. 位点可达性:想改的那个位置是否能被体系触及/选择性地改到;
2. 选择性与官能团兼容性:复杂骨架里副反应、竞争位点往往不可忽视;
3. “改的位点是否真的决定性质”:就算成功引入 F,也未必能解决你最关心的问题。
因此:后期氟化是一个策略集合(一系列不同入口与方法学),而不是单一反应或“万能最后一步”。
FAQ 3:如何用数据把“氟化是否有效”说清楚?(最小验证闭环)?
1. 先写清楚要拧哪个旋钮
是溶解度?渗透?代谢稳定性?构象/结合模式?还是分布/暴露?
2. 再做“最小改动”的含氟类比物。“最小改动”= 一次只动一个结构变量。优先选最怀疑的“旋钮位点”(如代谢软肋附近、影响 pKa 的邻位、关键结合构象附近),做一个或一组位点清晰的含氟对照(例如 H→F 或 –OH→–F)。
3. 最后用最少的一组指标把结论闭环, 比如:
(a) 溶解度(或溶出趋势)
(b) logD(最好固定 pH,如 7.4)
(c) 代谢稳定性(肝微粒体/肝细胞趋势)
小结:氟化更像一次“性质旋钮”的微调,而不是天然优化;只有用对照数据闭环,才能判断它到底带来了改善还是变差。
7. 产品选型导航表|后期氟化“氟化工具箱”先看哪张表?(对应表A–表E)
遇到的需求/场景(典型问题) | 优先看哪张表 | 为什么这张表最合适 | 会在这张表里找到什么 |
想做亲电氟化:在芳环/富电子位点上引入 F;或用 N–F 试剂做后期“点焊式”氟化筛选 | 表A|亲电氟化试剂 | 表A集中放了 N–F 亲电氟化的常用主力试剂(Selectfluor、NFSI、NFPy 盐)与强亲电试剂(XeF₂),最适合先从“用什么氟化剂”入手。 | Selectfluor / NFSI / NFPy·OTf / XeF₂ 等亲电氟化试剂与用途提示 |
想做官能团互换/去氧氟化:把 醇(–OH)变成烷基氟(–F),或把酚类转成芳基氟;希望在复杂分子后期做“最小改动、性质明显变化” | 表B|官能团转化/去氧氟化工具箱 | 表B把去氧氟化与Ritter体系集中到一起:DAST/Deoxo-Fluor/XtalFluor/PyFluor/AlkylFluor/PhenoFluor Mix 这类“改官能团就能上F”的工具都在这里 | 醇→烷基F、酚→芳基F 的主力试剂/体系(含DAST替代品、Ritter体系关键组分) |
在搭建亲核氟化/¹⁸F 放化底盘:需要“氟源 + 碱/缓冲 + 相转移/络合 + HF等效体”;或要做体系对照(无水/耐水) | 表C|氟源/HF体系/碱与相转移 | 表C是“底盘表”:把 KF/CsF/TBAF、K₂CO₃/KHCO₃/Cs₂CO₃、K222、TBAB/TMAHCO₃ 以及 HF·base(吡啶HF、Et₃N·3HF)集中在一起,适合先把体系搭起来 | 氟源、碱/缓冲盐、相转移/络合剂、HF等效体等“体系组件” |
要做方法学搭建与条件筛选:需要溶剂体系、金属盐催化(Ag/Cu)、光化学/光催化组件;或者想复现/摸索文献条件窗口 | 表D|反应介质/溶剂 & 催化/光化学组件 | 表D集中的是“反应条件硬件”:溶剂(ACN/硝基甲烷/吡啶)、金属盐(AgNO₃、Cu(OTf)₂)、光化学助剂(TCB)、光催化剂(Ir配合物)等,适合做条件窗口优化 | 关键溶剂、催化剂、光敏/电子受体与光催化剂等“搭体系用”的材料 |
需要真实复杂骨架来做“后期氟化可行性验证/对照实验”:想用药物或天然产物标准品评估位点选择性、官能团兼容性、是否值得做氟化改造 | 表E|代表底物/药物标准品 | 表E集中的是“测试底物/对照分子”:胆酸/石胆酸等甾体胆汁酸,雌酮(酚底物),塞来昔布/罗氟司特/丙酸氟替卡松/伊维菌素等真实药物标准品,用于方法学迁移与验证 | 复杂分子标准品(用来跑反应、做结构-性质对照、做方法可迁移性验证) |
表A|亲电氟化试剂(N–F 试剂 & 强亲电氟化剂)
分类 | Cas编号 | 阿拉丁货号 | 名称 | 规格或纯度 | 产品特色或应用(氟化工具箱相关) |
亲电氟化试剂(固体,高危/强氧化) | 13709-36-9 | 二氟化氙 | PrimorTrace™, ≥99.99% metals basis | 经典固体亲电氟化剂;用于亲电氟化条件探索/对照(强氧化性,需专业安全与材质兼容评估)。 | |
亲电氟化试剂(N–F,温和) | 133745-75-2 | N-氟苯磺酰亚胺 | ≥97% | 经典温和N–F亲电氟化试剂(NFSI);官能团兼容性较好,常用于复杂分子的后期亲电/自由基氟化方法学。 | |
亲电氟化试剂(N–F,强) | 107263-95-6 | 1-氟吡啶三氟甲烷磺酸盐[氟化试剂] | ≥96% | N-氟吡啶鎓盐类亲电氟化试剂(NFPy·OTf):反应性较强,适合做亲电氟化的条件拓展与位点探索。 | |
亲电氟化试剂(N–F,通用型) | 140681-55-6 | N-氟-N'-(氯甲基)三乙二胺双(四氟硼酸盐) | ≥95% | Selectfluor(F-TEDA-BF₄):应用广的通用型 N–F 亲电氟化试剂;常作为复杂骨架后期亲电/自由基氟化的常用主力试剂用于条件与位点快速筛选。 |
表B|官能团转化/去氧氟化工具箱(DAST / Deoxo-Fluor / XtalFluor / Ritter 体系等)
分类 | Cas编号 | 阿拉丁货号 | 名称 | 规格或纯度 | 产品特色或应用(氟化工具箱相关) |
去氧/官能团转化氟化试剂(固体,DAST替代) | 63517-29-3 | (二乙氨基)二氟锍鎓四氟硼酸盐 | 试剂级 | 常用固体去氧氟化试剂(XtalFluor-E 类);用于醇→烷基氟等“官能团转化型氟化”,便于称量与放大筛选。 | |
去氧/官能团转化氟化试剂(固体,DAST替代) | 63517-33-9 | 二氟-4-吗啉基四氟硼酸锍 | ≥98% | 常用固体去氧氟化试剂(XtalFluor-M 类);用于醇→烷基氟等转化,常作为DAST的更易操作替代方案之一。 | |
去氧氟化活化试剂(PyFluor) | 878376-35-3 | 吡啶-2-磺酰氟 | ≥98% | PyFluor核心试剂:用于将醇位点“活化”后实现去氧氟化(官能团互换型后期氟化),常用于敏感/复杂底物的温和筛选。 | |
去氧/官能团转化氟化试剂(Ritter体系) | 2043361-32-4 | 1,3-二(2,6-二异丙基苯基)-2-氟咪唑鎓四氟硼酸盐 | ≥97% | Ritter 体系氟咪唑鎓盐(常见商品名:AlkylFluor):用于选择性活化醇位点实现去氧氟化(ROH→RF);适合复杂分子后期“微创替换”。 | |
Ritter体系(酚→芳基F)关键组分/氟化络合物 | 1648825-53-9 | 2-氯-1,3-双(2,6-二异丙基苯基)-1H-氯化咪唑-氟化铯络合物 | 30+ wt. %(2-Chloro-1,3-bis(2,6-diisopropylphenyl)imidazolium chloride) | 典型“PhenoFluor Mix/同类体系”关键组分:促进酚类活化并与CsF协同实现芳基氟化;适合后期氟化的官能团互换路线。 | |
去氧氟化试剂(经典,高危) | 38078-09-0 | 二乙氨基三氟化硫(DAST) | ≥95% | 经典去氧氟化试剂(醇/羰基→含氟产物);后期官能团转化常用对照,但热不稳定/副反应风险较高(强调安全)。 | |
去氧氟化试剂(DAST改良) | 202289-38-1 | 双(2-甲氧基乙基)氨基三氟化硫 | ≥90%(T) | Ritter 体系氟咪唑鎓盐(常被归入 AlkylFluor 类试剂体系):用于醇位点活化与去氧氟化(ROH→RF),适合复杂底物后期改造。 |
表C|氟源 / HF体系 / 碱与相转移(亲核氟化与¹⁸F常用“底盘”)
分类 | Cas编号 | 阿拉丁货号 | 名称 | 规格或纯度 | 产品特色或应用(氟化工具箱相关) |
HF体系/氟化介质(高危) | 7664-39-3 | 氢氟酸 | 优级试剂, ≥40% | 经典“HF 氟源/酸性介质”;用于构建 HF 体系氟化、氟化氢加合物(HF·Base)等(强腐蚀/高危,强调安全合规)。 | |
HF体系/氟化介质(更易操作的HF形式) | 62778-11-4 | 吡啶氢氟酸盐 | 吡啶 ~30 %, 氢氟酸 ~70 % | “Olah 试剂”类 HF 复合物;提供更可操作的 HF 氟源/酸性介质,用于HF体系氟化与条件筛选(仍需严格防护)。 | |
HF体系/可操作氟源(高危) | 73602-61-6 | 三乙胺三氢氟酸盐 | ≥97% | Et₃N·3HF:更可操作的HF等效氟源;用于需要HF参与的氟化/去氧氟化条件探索(仍属腐蚀性体系)。 | |
无机氟源(F⁻) | 7789-23-3 | 氟化钾 | 适用于分析, ACS, 优级品 | 基础亲核氟源(F⁻);用于亲核氟化、与络合/相转移体系配合提升F⁻“可用性”,也可作为¹⁸F体系的“非放射对照”。 | |
无机氟源(F⁻,高亲核/常配套体系) | 13400-13-0 | 氟化铯 | UltraBio™, ≥99%(F) | 常用强亲核F⁻来源;与相转移/活化体系或Ritter类试剂配套,常见于酚/醇官能团转化型氟化。 | |
有机氟源/相转移盐(含水) | 429-41-4 | 四丁基氟化铵 | 75% 水溶液 | 常用“可溶性F⁻源/相转移型氟源”;用于亲核氟化或与活化试剂配套(含水,适合水容忍体系,对严格无水体系需谨慎)。 | |
有机氟源(季铵氟化物,含结晶水) | 17787-40-5 | 四甲基氟化铵四水合物 | ≥98% | 可溶性F⁻来源(季铵盐);用于水分容忍或特定体系的亲核氟化对照(含结晶水,严格无水体系需注意)。 | |
无机碱/氟化物活化 | 584-08-7 | 碳酸钾 | 无水级, 高级纯, 试剂级, ≥99% | 放化/亲核氟化常用碱;常与相转移/络合剂配合以活化氟化物、调pH并促进反应推进。 | |
无机碱/缓冲盐 | 298-14-6 | 碳酸氢钾 | 适用于分析, ACS, 优级品 | 温和碱/缓冲盐;用于放化或亲核氟化中提供更温和的碱性环境,利于敏感底物条件探索。 | |
无机碱/活化剂 | 534-17-8 | 碳酸铯 | purum p.a., ≥98%(T) | 强碱/活化剂;常用于生成更活泼的底物阴离子(如酚盐),促进亲核氟化或Ritter体系的官能团转化。 | |
放化/相转移用碱盐(季铵) | 58345-96-3 | 四甲基碳酸氢铵 | 60%水溶液 | 放化常用季铵碱盐;可用于构建更“有机相友好”的氟化物体系/缓冲碱环境,便于¹⁸F与亲核氟化流程设计。 | |
放化/相转移用碱盐(季铵) | 17351-62-1 | 四丁基碳酸氢铵 | ≥95% | TBAB:常用于¹⁸F/亲核氟化中的相转移/洗脱型碱盐;提升无机氟化物在有机相的可用性并提供温和碱性环境。 | |
相转移/络合剂(放化关键辅料) | 23978-09-8 | 4,7,13,16,21,24-六氧-1,10-二氮双环[8.8.8]二十六烷 | ≥98% | K 2.2.2(K222,常称 Kryptofix 2.2.2):络合 K⁺ 提高 F⁻ 的“有效可用性/亲核性”;是 ¹⁸F 放射性氟化与常规亲核氟化的常用络合/相转移助剂。 |
表D|反应介质/溶剂 & 催化/光化学组件(方法学搭建常用)
分类 | Cas编号 | 阿拉丁货号 | 名称 | 规格或纯度 | 产品特色或应用(氟化工具箱相关) |
反应溶剂/介质 | 75-05-8 | 乙腈(ACN) | 用于DNA合成, H2O≤10 ppm | 极性非质子溶剂;亲核氟化/放射性氟化(含¹⁸F)常用反应介质与干燥体系溶剂,低水含量利于氟化物活化。 | |
反应溶剂/碱/配体 | 110-86-1 | 吡啶 | 无水级, ≥99.8% | 常用碱/溶剂/配体;也可与 HF 形成“吡啶·HF”等更易操作的 HF 形式,便于 HF 体系氟化选型。 | |
反应溶剂/介质 | 75-52-5 | 硝基甲烷(易制爆) | 无水级, ≥98.5%(GC) | 极性溶剂;可用于调控亲电氟化体系的反应性/选择性(易制爆/受控品,使用需合规)。 | |
催化剂/金属盐(脱羧/自由基相关) | 7761-88-8 | 硝酸银浓缩液 | 稀释成1升使用,稀释后的浓度为0.1M | 银盐常见于“脱羧→自由基→捕获氟源”的体系中作助剂/催化组分;用于方法学验证与条件筛选。 | |
金属催化剂(¹⁸F/芳基F偶联) | 34946-82-2 | 三氟甲烷磺酸铜(Ⅱ) | ≥98% | Cu介导芳基硼酸酯/硼酸盐与F⁻(含¹⁸F)偶联制备芳基氟/¹⁸F标记的代表性金属盐催化体系。 | |
光化学助剂/电子受体 | 712-74-3 | 1,2,4,5-四氰苯 | ≥97% | 常用光化学电子受体/光敏体系组分;用于构建自由基途径的后期氟化条件(如烯丙位C–H等自由基氟化探索)。 | |
光氧化还原催化剂(方法学工具) | 370878-69-6 | 三[5-氟-2-(2-吡啶基-kN)苯基-kC]铱(III) | ≥95% | 典型Ir光催化剂:用于光氧化还原条件下生成自由基/活化底物,实现后期氟化或¹⁸F方法学探索(涉及金属残留/工艺质控时需关注)。 |
表E|代表底物/药物标准品(用于后期氟化方法验证与对照)
分类 | Cas编号 | 阿拉丁货号 | 名称 | 规格或纯度 | 产品特色或应用(氟化工具箱相关) |
复杂底物/案例骨架(甾体/胆汁酸) | 81-25-4 | 胆酸,无水 | 分析标准品, ≥98% | 典型多官能团甾体骨架模型;用于后期氟化(位点选择性/官能团兼容性)方法学验证与对照。 | |
复杂底物/案例骨架(胆汁酸衍生物) | 434-13-9 | 石胆酸 | Moligand™, ≥97% | 典型甾体胆汁酸骨架;用于后期氟化条件筛选、脱羧/官能团转化路线的底物兼容性验证。 | |
复杂底物/案例骨架(酚类底物) | 53-16-7 | 雌酮 | Moligand™, 分析标准品 | 典型“酚/芳环”复杂底物;常用于检验酚→芳基氟(Ritter/PhenoFluor类)等官能团转化的适用性。 | |
复杂底物/案例药物 | 169590-42-5 | 塞来昔布 | Moligand™, ≥99% | 真实药物骨架标准品;用于后期氟化案例验证(复杂杂环/芳环体系的位点选择性与性质对照)。 | |
复杂底物/案例药物 | 162401-32-3 | 罗氟司特 | Moligand™, ≥99% | 真实药物骨架标准品;可用于¹⁸F/氟化策略讨论中的“候选分子示踪/性质对照”语境。 | |
复杂底物/案例药物(含氟药物标准品) | 80474-14-2 | 丙酸氟替卡松 | Moligand™, ≥97% | 含氟药物标准品;用于对照“含氟结构对性质/代谢的影响”与方法学验证(分析/质控)。 | |
复杂底物/案例药物(大环天然产物) | 70288-86-7 | 伊维茵素 | Moligand™, 分析标准品 | 高复杂度大环底物/标准品;用于评估后期氟化在“多官能团/空间位阻大”体系中的兼容性与方法可迁移性。 |
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