There is a growing interest in organic compounds containing the difluoromethyl group, as it is considered a lipophilic hydrogen bond donor that may act as a bioisostere of hydroxyl, thiol, or amine groups. A series of difluoromethyl anisoles and thioanisoles was prepared and their druglike properties, hydrogen bonding, and lipophilicity were studied. The hydrogen bond acidity parameters A (0.085–0.126) were determined using Abraham's solute 1H NMR analysis. It was found that the difluoromethyl group acts as a hydrogen bond donor on a scale similar to that of thiophenol, aniline, and amine groups but not as that of hydroxyl. Although difluoromethyl is considered a lipophilicity enhancing group, the range of the experimental Δlog P(water–octanol) values (log P(XCF2H) – log P(XCH3)) spanned from −0.1 to +0.4. For both parameters, a linear correlation was found between the measured values and Hammett σ constants. These results may aid in the rational design of drugs containing the difluoromethyl moiety.

The effects of the CF2H moiety on H-bond (HB) acidity and lipophilicity of various compounds, when attached directly to an aromatic ring or to other functions like alkyls, ethers/thioethers, or electron-withdrawing groups, are discussed. It was found that the CF2H group acts as a HB donor with a strong dependence on the attached functional group (A = 0.035–0.165). Regarding lipophilicity, the CF2H group may act as a more lipophilic bioisostere of OH but as a similar or less lipophilic bioisostere of SH and CH3, respectively, when attached to Ar or alkyl. In addition, the lipophilicity of ethers, sulfoxides, and sulfones is dramatically increased upon CH3/CF2H exchange at the α position. Interestingly, this exchange significantly affects not only the polarity and the volume of the solutes but also their HB-accepting ability, the main factors influencing log Poct. Accordingly, this study may be helpful in the rational design of drugs containing this moiety.

A systematic study of trends in the lipophilicity of prominent representatives of the opioid family, including natural, semisynthetic, synthetic, and endogenous neuropeptide opioids, is described. This was enabled by a straightforward