到20世纪80年代末，在寻找危害较小的亲电氟化试剂的研究过程中，经过不懈的努力，合成出各种不同类型的所谓“NF”，试剂(图式2.91)。关于这些试剂的基本概念是建立在20世纪50年代后期的一些研究工作的基础之上，即
N-氟代胺例如N-氟代全氟哌啶，以及稍后NF₄⁺和N₂F⁺的合成。NF试剂的氟化能力来自于与电负性的氮原子相连的氟，有时在同一分子中还存在强吸电子基团如羰基、磺酸基或者含有不稳定的正电荷进一步活化氟原子。与以前的亲电氟化试剂相比，这些NF试剂的最大优点就在于它们大多数是固体、不易挥发，不会爆炸。这些商品化的试剂(图式2.91)在随后的几年中促进了大量的亲电氟化研究工作的展开。

图式2.91  最重要的商品化的NF亲电试剂及其合成方法

亲电氟化反应的机理在相当长一段时间里都是一个有争议的问题[是真实的氟正离子“F⁺”转移，还是一个两步的单电子/氟自由基转移问题(图式2.92)]。但是普遍认为由于气相生成氟正离子“F⁺”的热焓极高(热焓为420kcal·mol^-1)，不太可能是一个真正的“亲电”机理。另外一个通过亲电的氟原子的纯粹的SN₂，途径也可排除。对于NF试剂在不同条件下反应的产物分布进行详细研究的结果表明，它是一个两步的反应机理，即首先发生单电子转移，随后进行氟自由基转移(图式2.93)。

图式2.92  亲电氟化的可能机理—单电子转移加上氟自由基转移或SN₂亲核取代反应的两步反应的机理

图式2. 93  N-氟化吡啶盐的亲电氟化反应机理

另外一个支持两步反应机理的证据是观察到不同NF试剂的第一还原电势与其氟化能力的相关性(图式2.94)。循环伏安法的系统研究不仅反映出各类NF试剂的不同反应活性范围，而且发现在这类试剂的基本结构上引入适当的取代基
(如吸电子或供电子基团)还可进一步调整其氟化能力。

图式2.94  各种不同亲电氟化试剂的还原峰值电位Ep,red[单位：伏，标准甘汞电极(SCE)为参比电极]；1～5mmol·L^-1 CH₃CN-0. lmol·L^-1 Bu₄N⁺BF₄^-或CF₃SO₃^-

最近通过QM/MM模拟了络合了钛原子的丙二酸酯与NF试剂SelectfluorTM(F-TEDA)的一个简单类似物之间的亲电氟化反应，该研究对单电子转移/氟转移的反应机理赋予了新的理念。在亲电的氟原子接近碳亲核试剂的过程中，首先是一个电子从亲核试剂转移到NF试剂Selectfluor上，随后氟再转移到亲核试剂上。有趣的是，只有在极性溶剂(如乙腈)中才能形成氟自由基转移的过渡态。如果模拟反应是在真空中进行，则发生电子转移后反应就停止了。

除了可以通过选择不同电性的(吸电子或供电子)取代基来改造NF试剂的反应活性以外，Umemoto及其同事又报道了一种可以增加氟化反应选择性的方法，它特别适用于苯酚和芳氨基甲酸酯的邻位氟化。在N-氟代-2-磺酸吡啶盐的
氟化反应中，由于π-π授-受相互作用及氢键作用使得亲电的氟原子趋向于特定的反应位置(图式2.95)。

图式2.95  利用N-氟代-2-磺酸吡啶盐对苯酚的直接邻位氟化

迄今所知的所有NF试剂的最主要的缺点就是相对其较大的相对分子质量而言，“活化”氟原子的含量太低。例如，对于Selectfluor，活化氟与其相对分子质量之比仅为5.4％，而NFTh为8.0％, NFPy为6.0％。解决这一问题的方法就是合成更“紧凑”的氟化试剂。途径之一是将两个或更多个吡啶盐单元结合到一个分子中(如化合物11，其商品名为Synfluor)。另一途径是将两个N－F键引入同一分子如二氮双环辛烷(DABCO)中(如化合物12)，该体系的氟化能力也显著增强了。可惜的是，这个体系中仅有一个氟原子可用于亲电氟化，而另一个氟原子只是通过其靠近活性中心的正电荷起到增强试剂氟化能力的作用(图式2.96)。

图式2.96  提高了分子中亲电氟原子比重的亲电氟化试剂。氟原子对相对分子质量的比例分别为：11: 11.2％; 12：理论值为12.8％，但12仅有一个氟原子是活化的，所以其实际“活化”氟比例仅为6.4％

类似的增强氟化活性的例子是Selectfluor的N-羟基类似物(13)，其商品名是Accuf luor。此外，还有许多氟化能力不同的NF试剂(图式2.97)。它们氟化能力的强弱通常采取选择在其母体结构如 DABCO,吡啶或磺酰胺接上电负性不同的取代基来加以调控。

图式2.97  不同反应活性的NF氟化试剂

以Selectfluor (F-TEDA-BF₄)为例，NF试剂对富电子双键、烯醇和烯醚底物的氟化反应见图式2.98。不稳定的碳阴离子(如苯基格氏试剂)亲电氟化反应的产率通常比较低，这主要是因为存在竞争性的氧化副反应。

图式2.98  各种底物与不同NF氟化试剂的反应