三氟甲基化试剂：Togni、Umemoto 与 Langlois 试剂
2026-10-17 · 专业著作 · 百灵威授权转载
给分子装上一个 CF3，挑试剂之前先要回答一个问题：这一步是亲电三氟甲基化，还是自由基三氟甲基化。Togni、Umemoto 与 Langlois 三类试剂正好分列在这条线的两侧，方向用错，条件怎么调都很难做好。
一、三条路线，三种角色
亲电路线把 CF3 当作带正电性的基团，去进攻富电子中心：芳环、烯醇负离子、硫醇、胺。Togni 和 Umemoto 试剂属于这一类，它们是 CF3+ 的载体。
自由基路线先产生 CF3 自由基，再对芳环、烯烃、杂环做加成或取代。Langlois 试剂是这条路线上最常用的来源；Togni 和 Umemoto 在光氧化还原或金属催化下也能释放 CF3 自由基，这一点常被当成额外选项。
需要说明的是，这三类都不把单个氟离子送进分子，也不处理醇羟基，它们与亲核氟化、亲电氟化是两套不同的工具箱。
二、Togni 试剂：高价碘上的可转移 CF3
Togni 试剂是高价碘化合物，可以理解为一个苯并碘氧杂环上挂着一个 CF3。常见两代：一代环上带羰基，二代把羰基换成两个甲基，后者亲脂性更好、通常也被认为反应性更高。
它既能做亲电 CF3 转移（芳环、烯醇、硫醇、胺），也能在铜催化或光氧化还原条件下断裂 I–CF3 键，作为 CF3 自由基源；配手性配体时还能做不对称三氟甲基化。
优点是固体、易称量、条件温和、官能团兼容性好；缺点是价格不低，副产物是碘代芳烃，多半要柱层析，放大时含碘废液要单独收集。
三、Umemoto 试剂：硫鎓盐型的强亲电源
Umemoto 试剂是 S-(三氟甲基)二苯并噻吩鎓盐，常配三氟甲磺酸根或四氟硼酸根。CF3 挂在硫上，形成一个缺电子的硫鎓中心，是很直接的亲电 CF3 源。
特点是结晶性好、热稳定性较好、亲电性强，对富电子芳环、烯醇和杂环的三氟甲基化效率高；在光氧化还原条件下同样能作为自由基前体。
限制主要在成本和后处理：试剂较贵，反应后生成二苯并噻吩类亲脂副产物，通常要柱层析；不同阴离子会影响溶解度和反应性，选型时要和溶剂一起考虑。
四、Langlois 试剂与选型思路
Langlois 试剂是三氟甲磺酸钠（CF3SO2Na），白色固体，便宜、稳定、水溶性好，是自由基三氟甲基化的常用来源。
它本身不会主动反应，需要引发：过氧化物、过硫酸盐、氧气或光氧化还原催化剂都能把它氧化成 CF3 自由基。适合芳环和杂环的 C–H 三氟甲基化、烯烃加成，也常用于水相或生物相关体系。
代价是需要氧化剂，选择性和官能团兼容性受引发体系影响；对亲电三氟甲基化能直接搞定的底物，它通常不是首选。
选型顺序可以这样排：底物是富电子芳环或烯醇、想要温和的 CF3+，先看 Togni；需要更强的亲电性、更好的结晶操作性，考虑 Umemoto；目标是自由基 C–H 或烯烃加成、又看重成本和规模，用 Langlois 配氧化剂。三者都要按当批 SDS/COA 储存，含碘、含氟废液分开收集。
五、小结
一句话：Togni 和 Umemoto 送的是 CF3+，Langlois 送的是 CF3 自由基。
记住：先定机理再挑试剂，亲电看前两者，自由基看 Langlois，引发体系往往决定成败。
一、三条路线，三种角色
亲电路线把 CF3 当作带正电性的基团，去进攻富电子中心：芳环、烯醇负离子、硫醇、胺。Togni 和 Umemoto 试剂属于这一类，它们是 CF3+ 的载体。
自由基路线先产生 CF3 自由基，再对芳环、烯烃、杂环做加成或取代。Langlois 试剂是这条路线上最常用的来源；Togni 和 Umemoto 在光氧化还原或金属催化下也能释放 CF3 自由基，这一点常被当成额外选项。
需要说明的是，这三类都不把单个氟离子送进分子，也不处理醇羟基，它们与亲核氟化、亲电氟化是两套不同的工具箱。
二、Togni 试剂：高价碘上的可转移 CF3
Togni 试剂是高价碘化合物，可以理解为一个苯并碘氧杂环上挂着一个 CF3。常见两代：一代环上带羰基，二代把羰基换成两个甲基，后者亲脂性更好、通常也被认为反应性更高。
它既能做亲电 CF3 转移（芳环、烯醇、硫醇、胺），也能在铜催化或光氧化还原条件下断裂 I–CF3 键，作为 CF3 自由基源；配手性配体时还能做不对称三氟甲基化。
优点是固体、易称量、条件温和、官能团兼容性好；缺点是价格不低，副产物是碘代芳烃，多半要柱层析，放大时含碘废液要单独收集。
三、Umemoto 试剂：硫鎓盐型的强亲电源
Umemoto 试剂是 S-(三氟甲基)二苯并噻吩鎓盐，常配三氟甲磺酸根或四氟硼酸根。CF3 挂在硫上，形成一个缺电子的硫鎓中心，是很直接的亲电 CF3 源。
特点是结晶性好、热稳定性较好、亲电性强，对富电子芳环、烯醇和杂环的三氟甲基化效率高；在光氧化还原条件下同样能作为自由基前体。
限制主要在成本和后处理：试剂较贵，反应后生成二苯并噻吩类亲脂副产物，通常要柱层析；不同阴离子会影响溶解度和反应性，选型时要和溶剂一起考虑。
四、Langlois 试剂与选型思路
Langlois 试剂是三氟甲磺酸钠（CF3SO2Na），白色固体，便宜、稳定、水溶性好，是自由基三氟甲基化的常用来源。
它本身不会主动反应，需要引发：过氧化物、过硫酸盐、氧气或光氧化还原催化剂都能把它氧化成 CF3 自由基。适合芳环和杂环的 C–H 三氟甲基化、烯烃加成，也常用于水相或生物相关体系。
代价是需要氧化剂，选择性和官能团兼容性受引发体系影响；对亲电三氟甲基化能直接搞定的底物，它通常不是首选。
选型顺序可以这样排：底物是富电子芳环或烯醇、想要温和的 CF3+，先看 Togni；需要更强的亲电性、更好的结晶操作性，考虑 Umemoto；目标是自由基 C–H 或烯烃加成、又看重成本和规模，用 Langlois 配氧化剂。三者都要按当批 SDS/COA 储存，含碘、含氟废液分开收集。
五、小结
一句话：Togni 和 Umemoto 送的是 CF3+，Langlois 送的是 CF3 自由基。
记住：先定机理再挑试剂，亲电看前两者，自由基看 Langlois，引发体系往往决定成败。
