通訊作者：Corinna S. Schindler分子間[2+2]光環(huán)化反應是一類有效的合成高張力4元環(huán)產(chǎn)物的方法，雖然該方法普遍用于環(huán)丁烷/氧雜環(huán)丁烷的合成，目前氮雜環(huán)丁烷的合成仍難以實現(xiàn)。4元環(huán)結構的高張力雜丁環(huán)結構在藥物領域受到廣泛的關注，因為其三維結構中擁有高密度sp3結構，展現(xiàn)了特異性化學空間，具有更好的藥代動力學特性和毒理學益處。有鑒于此，密歇根大學Corinna S. Schindler等報道了一種通過可見光輔助合成策略，實現(xiàn)了經(jīng)由oximes的三重態(tài)（2-異惡唑啉-3-羧酸鹽）進行反應。這種oximes的反應性通過Ir基光催化劑的能量傳遞作用提高了反應性，從而得以對大范圍烯烴進行[2+2]成環(huán)反應。作者在底物拓展中發(fā)現(xiàn)，該反應操作方法簡單方便，條件溫和，大量底物兼容，從方便易得的前體有機物得到官能團化的氮雜環(huán)丁烷物種。尤為重要的一點在于，生成的氮雜環(huán)丁烷官能團能夠脫除生成無保護的氮雜環(huán)丁烷。Functionalized Azetidines Via Visible Light-Enabled Aza Paternò-Büchi ReactionsNat. Commun. 2019, DOI: 10.1038/s41467-019-13072-x.Marc R. Becker, Jolene P. Reid, Katie Rykaczewski, Corinna S. Schindler. ACS Catal. 2020, 10, 4387?4397. 反應實施。將1.5倍量正己烯（13）、1倍量環(huán)狀結構的2-異惡唑啉-3-羧酸鹽（14）作為反應物，1~2 mol % fac-[Ir(dFppy)3]作為光敏劑，在MeCN中35℃中藍光LED（427 nm）進行光反應，以94 %的收率對烯烴和亞胺雙鍵進行[2+2]光環(huán)化。作者考察了多種不同氧化還原電位的Ir光催化劑、Ru光催化劑，發(fā)現(xiàn)18號fac-[Ir(dFppy)3]的III*/IV半波電位為-1.28 V，II/III*半波電位為+0.36 V，能獲得最高的產(chǎn)物收率。底物拓展。該反應的烯烴底物端兼容氣態(tài)乙烯底物，兼容帶有氰基、酰胺基、羥基、N-Ts基、吡啶氧基、對磺酰苯酯基、芳基酯、酚基、TBSO、烷基酯、硅烷基、CF3、BPin基等官能團，兼容環(huán)辛烯、環(huán)己烯、4甲基乙烯、帶有螺環(huán)結構的烯烴。機理研究。IrIII光敏劑受光激發(fā)，形成IrIII*，隨后對2-異惡唑啉-3-羧酸鹽（14）中的亞胺雙鍵活化形成三重態(tài)（Ⅰ），隨后與烯烴進行[2+2]光環(huán)化反應得到中間體Ⅲ或Ⅳ。該步過程中當異惡唑啉底物為單取代，反應更容易在底物中位阻較小的位點進行。在中間體生成C-N鍵后，得到氮雜環(huán)丁烷產(chǎn)物分子。Corinna S. Schindler教授，2004年于慕尼黑工業(yè)大學畢業(yè)，2010年于蘇黎世聯(lián)邦理工學院獲博士學位（導師：Erick M. Carreira）。隨后2010-2013年間在哈佛大學進行博士后研究（導師：Eric N. Jacobsen）。2103年入職密歇根大學科學與藝術學院。https://www.schindlerresearchgroup.com/Marc R. Becker, Emily R. Wearing?and Corinna S. Schindler*. Synthesis of azetidines via visible-light-mediated intermolecular [2+2] photocycloadditions, Nature Chemistry 2020DOI: 10.1038/s41557-020-0541-1https://doi.org/10.1038/s41557-020-0541-1
