背景及概述
3,3-二氟环丁酮(3,3-Difluorocyclobutanone),CAS号1273564-99-0,分子式C₄H₄F₂O,分子量106.07,是含偕二氟取代的环丁酮类关键中间体。
理化性质
3,3-二氟环丁酮常温下为无色透明液体,具挥发性。沸点105.5±40.0℃,密度1.26±0.1g/cm³,LogP=0.98,难溶于水、易与二氯甲烷、乙醚、THF等有机溶剂混溶。分子中3-位偕二氟与环丁酮羰基共存,氟原子强吸电子效应增强羰基亲电性,环丁基骨架具刚性与代谢稳定性,化学性质活泼,可发生亲核加成、还原胺化、缩合环化等反应。需2-8℃或-20℃惰性气体密封储存,防潮避光。
合成方法
3,3-二氟环丁酮合成的主流工艺为3,3-二氟环丁醇氧化法:以3,3-二氟环丁醇为原料,在二氯甲烷中用PCC(氯铬酸吡啶鎓)室温搅拌氧化,经萃取、过滤、蒸馏纯化得产物,收率稳定、纯度可达98%。也可通过环丁酮直接二氟取代或二氟卡宾环化反应制备,适用于规模化合成。
医药应用
3,3-二氟环丁酮作为偕二氟环丁基砌块,广泛用于抗病毒、抗肿瘤、GPCR配体、酶抑制剂等药物合成。
抗乙肝病毒(HBV)药物:用于构建二氟环丁基杂环核苷类似物,抑制HBV聚合酶,提升分子亲脂性与细胞膜通透性。
抗肿瘤候选物:合成二氟环丁基酰胺、螺环化合物,作用于JAK、BTK激酶及微管蛋白,抑制肿瘤细胞增殖与转移。
GPCR配体:为5-HT、多巴胺受体提供刚性二氟环丁基骨架,增强靶点选择性、降低脱靶毒性,改善代谢稳定性。
手性药物中间体:经不对称还原、开环扩环生成二氟取代γ-内酰胺、环丁胺,是抗生素、抗抑郁药的核心药效团。

图1 3,3-二氟环丁酮医药应用示意图
安全与储存
3,3-二氟环丁酮属易燃、刺激性化学品(H226、H315、H319、H335),易燃、刺激眼/皮肤/呼吸道,需通风、护目镜、手套操作,远离火源。储存严格低温、惰性气氛,与氧化剂、强酸、强碱分开存放。
参考文献
[1]Jan Sietmann, Johannes M. Wahl.Angewandte Chemie International Edition(IF 16.9)Pub Date : 2020-02-19, DOI: 10.1002/anie.201910767.