1,2-噁嗪和苯并[c][1,2]噁嗪結構單元作為一類重要的氮氧雜環(huán)，是一些天然產(chǎn)物和藥物的核心骨架。此外，該類雜環(huán)可通過氮氧鍵斷裂，得到重要的δ-氨基醇類化合物。不同于1,2-噁嗪可以通過亞硝基化合物和親雙烯體通過D-A反應方便地構建，苯并[c][1,2]噁嗪的合成仍缺少高效便捷的合成策略。近日，蘭州大學功能有機分子化學國家重點實驗室韓丙教授課題組在前期氮氧自由基研究工作的基礎上，發(fā)現(xiàn)羥肟酸在電化學氧化下產(chǎn)生的氮氧自由基在使用RVC為陽極材料時，可以與苯乙烯等簡單烯烴發(fā)生[4+2]環(huán)化來高效、綠色的構建苯并[c][1,2]噁嗪骨架。此外，當使用碳氈為陽極材料時，該氮氧自由基則與烯烴發(fā)生雙氧化反應，從而實現(xiàn)了電化學調控的羥肟酸與烯烴的產(chǎn)物多樣性合成（圖1）。
該策略中[4+2]環(huán)化反應具有很好的底物適用性，不僅適用于多種取代的羥肟酸，也適用于各類取代的苯乙烯、降冰片烯、1,3-共軛烯烴以及吲哚衍生物，同時對甾體、萜類、氨基酸以及多肽有很好的兼容性。該反應還具有優(yōu)異的區(qū)域選擇性和立體專一性，并可用于含有苯并[c][1,2]噁嗪骨架的并環(huán)、稠環(huán)以及橋環(huán)的合成（圖2）。
此外，該策略中烯烴的雙氧化部分，除吲哚以外的代表性烯烴都能以良好的立體選擇性和中等到良好的產(chǎn)率得到相應的雙氧化產(chǎn)物（圖3）。
在此基礎上，作者通過動力學同位素實驗、循環(huán)伏安、電子順磁共振和恒電位電解實驗證實羥肟酸在電化學氧化下產(chǎn)生的氮氧自由基是反應的關鍵中間體，[4+2]環(huán)化反應和雙氧化反應都經(jīng)歷了氮氧自由基與烯烴的自由基加成。該研究不僅發(fā)現(xiàn)了羥肟酸在有機合成中的一種新反應活性并實現(xiàn)了其在有機電合成中的首次應用，而且為電化學氧自由基觸發(fā)的級聯(lián)反應以及通過電極材料調諧產(chǎn)物選擇性提供了為數(shù)不多的實例。這一成果近期發(fā)表在Angewandte Chemie International Edition 上，文章的第一作者是蘭州大學博士研究生魏邦毅，共同一作為蘭州大學博士研究生謝棟泰。Electrochemically Tuned Oxidative [4+2] Annulation and Dioxygenation of Olefins with Hydroxamic AcidsBang-Yi Wei, Dong-Tai Xie, Sheng-Qiang Lai, Yu Jiang, Hong Fu, Dian Wei, Bing HanAngew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202012209
