N-雜環(huán)卡賓（NHC）作為獨(dú)特的路易斯堿催化劑，可以利用極性反轉(zhuǎn)的活性來(lái)介導(dǎo)各種有機(jī)轉(zhuǎn)化。Scheidt課題組的早期工作報(bào)道了利用NHC和MnO2將烯丙醇和醛氧化為酯的方法（Scheme 1A）。化學(xué)計(jì)量比的MnO2氧化Breslow中間體可得到酰基咪唑中間體，然后與醇置換得到所需的C-O鍵。為避免化學(xué)計(jì)量氧化劑的使用，在2012年Boydston課題組開發(fā)了一種NHC催化的醛經(jīng)陽(yáng)極氧化形成酯的方法（Scheme 1B）。然后，Ohmiya課題組在2019年報(bào)道了NHC催化的醛和N-(酰氧基)-鄰苯二甲酰亞胺衍生物的脫羧烷基化反應(yīng)，并得到了多種具有α-季碳中心的酮（Scheme 1C）。其中Breslow中間體引發(fā)氧化還原活性酯的單電子轉(zhuǎn)移，隨后進(jìn)行自由基-自由基偶聯(lián)，得到所需的酮。由于NHC與光氧化還原催化的報(bào)道相對(duì)匱乏，受上述文獻(xiàn)的啟發(fā)，近日美國(guó)西北大學(xué)的Karl A. Scheidt課題報(bào)道光氧化還原和NHC協(xié)同催化的簡(jiǎn)單羧酸轉(zhuǎn)化成酮的反應(yīng)。相關(guān)研究成果發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.上（DOI: 10.1002/anie.202001824）。
（來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
作者推測(cè)原位活化的羧酸與NHC加成會(huì)得到酰基咪唑，其經(jīng)單電子還原提供一個(gè)咪唑鎓自由基離子，它與烷基自由基偶聯(lián)時(shí)，將會(huì)得到有價(jià)值的酮化合物（Scheme 1D）。起初，作者通過(guò)半高通量實(shí)驗(yàn)（HTE）篩選眾多烷基自由基前體（如烷基硅烷、Hantzsch酯、硅酸酯和三氟硼酸鉀鹽），并確定Hantzsch酯在反應(yīng)體系中具有較高的活性。因此，作者以苯酰基咪唑1a和芐基Hantzsch酯（2a; E1/2 = +1.00 V vs SCE）作為自由基偶聯(lián)體，PC-1作為光催化劑，二甲基三唑鎓（Az-1）作為NHC前體，碳酸銫為堿，THF為溶劑對(duì)反應(yīng)進(jìn)行研究（Table 1）。經(jīng)過(guò)對(duì)銥和NHC催化劑、堿、溶劑等條件的篩選，作者發(fā)現(xiàn)用乙腈代替THF時(shí)，反應(yīng)效果最佳，以72%的收率得到所需的偶聯(lián)產(chǎn)物3a（Entry 11）。
（來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
在最優(yōu)反應(yīng)條件下，作者考察了?；溥虻牡孜锓秶═able 2）。芳酰基咪唑可耐受多種吸電子和供電子取代基（包括活性的羰基、烯基、炔基等），并以良好的收率得到相應(yīng)的產(chǎn)物。雜芳基底物如4-吡啶基、吲哚基和萘基?；溥蚰茼樌D(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的酮產(chǎn)物。值得注意的是，不穩(wěn)定的脂肪族底物也適用于該反應(yīng)，產(chǎn)物3m-3p收率適中。
（來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
帶有吸電子和給電子基團(tuán)（包括鹵素和甲氧基取代基）的取代芐基Hantzsch酯對(duì)反具有良好的耐受性（3q-3t）。環(huán)己基Hantzsch酯也能有效地用作烷基自由基的前體。另外，各種Meyer腈衍生物也可作為烷基自由基的前體，并得到含γ-叔碳和γ-季碳中心的酮（3v-3y）（Table 3）。
（來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
為證明該反應(yīng)的簡(jiǎn)便實(shí)用性，作者以苯甲酸為原料，與羰基二咪唑原位生成苯基酰基咪唑，其在標(biāo)準(zhǔn)條件下“一鍋法”反應(yīng)，能以65%的收率得到3a（Table 4）。隨后作者還利用該反應(yīng)體系對(duì)各種藥物化合物進(jìn)行后期官能化。
（來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
作者推測(cè)可能的反應(yīng)途徑包括：首先光激發(fā)光催化劑（IrIII*）將Hantzsch酯氧化為自由基陽(yáng)離子，Hantzsch酯斷裂產(chǎn)生芐基自由基；?；蜴f經(jīng)單電子還原形成氮鎓自由基，同時(shí)再生基態(tài)光催化劑（IrIII）；伴隨著NHC的離去，自由基和自由基結(jié)合得到了所需的酮（Scheme 3B）。
（來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
總結(jié)：作者發(fā)展了?；溥蚪?jīng)還原性單電子轉(zhuǎn)移的烷基化反應(yīng)，并制備了一系列有價(jià)值的酮化合物。在NHC-光氧化還原催化劑作用下，苯甲酸首先原位形成?；溥颍缓蠼?jīng)自由基-自由基偶聯(lián)得到酮衍生物。此外，該反應(yīng)在藥物化合物的后期官能化中進(jìn)一步展示了其合成實(shí)用性。
