近日，安徽大學宣俊課題組報道了可見光促進的芳基重氮酯與肟的O-H官能團化反應，在DCE和THF中，均可高效率的合成一系列肟醚骨架。需要指出的是，該反應在可見光照射下就能夠發(fā)生，不需要任何添加劑及催化劑。同時作者根據(jù)控制實驗，提出了合理的反應機理。安徽大學為該論文的第一通訊單位，碩士研究生李倩為論文的第一作者，相關成果在線發(fā)表于Org. Lett.（DOI: 10.1021/acs.orglett.1c02555）。
宣俊教授課題組簡介 宣俊課題組成立于2017年9月，研究興趣集中于功能有機分子的綠色合成與結構修飾，主要包括：氮氧雜烯丙基陽離子參與的環(huán)加成反應、自由基串聯(lián)環(huán)化以及可見光促進下功能有機分子的綠色合成反應。圍繞上述研究方向，近年來以第一/通訊作者在Chem. Soc. Rev.、CCS Chem.、Angew. Chem. Int. Ed.、Sci. China Chem.、Sci. Bull.、Org. Lett.、Chem. Commun.等期刊上發(fā)表論文30余篇，累計引用3700余次；多篇論文被科技媒體或評述性期刊進行亮點介紹。目前課題組有教授1名、副教授1名、碩士研究生9名，本科生4名。
宣俊教授簡介 宣俊，安徽大學教授、博士生導師、化學化工學院副院長。2009年畢業(yè)于阜陽師范大學，獲理學學士學位，論文導師喬瑞教授。2015年于華中師范大學獲博士學位，導師為肖文精教授。隨后于德國明斯特大學有機化學研究所從事博士后研究，合作導師為Armido Studer教授。2017年7月入職安徽大學化學化工學院。曾獲德國洪堡博士后獎學金、湖北省優(yōu)秀博士學位論文、Science Bulletin 2020 Best Paper Award等多項獎勵。目前主持國家自然科學基金、安徽大學高層次人才科研建設基金、物質科學與信息技術研究院開放基金等多個基金項目。
前沿科研成果 無金屬、無添加劑條件下肟醚的光化學合成 肟醚是一類非常重要的有機化合物，廣泛存在多種藥物和生物活性分子中。近年來，對肟醚合成方法學的研究吸引了許多科研工作者的關注。一般而言，羰基化合物與羥胺的縮合脫水是合成肟醚最直接有效的方法，但這些反應通常需要額外的添加劑或催化劑（圖1a）。除此之外，肟與芳基硼酸或有機鹵化物的交叉偶聯(lián)反應以及過渡金屬催化下肟的烯丙基化反應是構建肟醚另外兩種比較常用的方法（圖1b、1c）。盡管這些方法為肟醚的合成提供諸多行之有效的方法，然而發(fā)展無金屬以及無添加劑條件下，肟醚的新合成方法依然具有很高的研究價值。 2018年，Davis等人首次報道了芳基重氮酯在藍色LED燈的照射下脫去氮氣，可以產生游離的單線態(tài)卡賓活性物種，進而與多種活性物種，如羧酸、苯酚、醇等發(fā)生O-H插入反應。受此工作啟發(fā)和作者前期在光促芳基重氮酯轉化方面的工作基礎上（CCS Chem. 2020, 2, 2764-2771; Org. Lett. 2021, 23, 4109-4114），本文利用肟作為卡賓捕獲試劑，實現(xiàn)了肟醚在無金屬及無添加劑條件下的綠色合成（圖1d）。值得一提的是，作者發(fā)現(xiàn)肟對光照產生卡賓的O-H插入反應在DCE作溶劑時能夠順利發(fā)生，當使用THF作為反應介質時可以得到溶劑參與的三組分偶聯(lián)產物。 圖1. 肟醚的常見幾種合成方法 （來源：Org. Lett.） 隨后，作者對該反應的底物范圍進行了詳細考察。研究發(fā)現(xiàn)，該光促條件下肟醚的合成反應在兩種溶劑中均體現(xiàn)了良好的官能團耐受性，而且電性和位阻效應對反應也無明顯影響。需要指出的是，作者還將該方法學成功應用于多種生物活性分子的后期修飾，在最優(yōu)的反應條件下均能夠以中等至良好的收率獲得目標產物（圖2）。 圖2. 生物活性分子的修飾 （來源：Org. Lett.） 作者也在其它環(huán)醚中進行了三組分偶聯(lián)反應的嘗試（圖3）。結果表明：除四氫呋喃以外，2,3-二氫呋喃和2,5-二氫呋喃均可以參與反應，以中等收率得到目標產物38和39。當使用1,4-環(huán)氧環(huán)己烷做溶劑時，可以42%的分離收率得到環(huán)己烷作為連接片段的肟醚化合物40。除五元環(huán)醚以外，六元環(huán)醚化合物，如六氫吡喃、1,4-二氧六環(huán)也高效參與反應，以中等分離收率得到對應的肟醚化合物。 圖3. 在其它環(huán)醚中的三組分偶聯(lián)反應 （來源：Org. Lett.） 最后，作者提出了以下可能的反應機理（圖4）。在藍色LED的照射下，芳基重氮酯光解脫去氮氣得到卡賓中間體A。當反應在DCE中進行時，中間體A對底物肟進行O-H插入得到肟醚產物（路徑A）。當使用THF作溶劑時，四氫呋喃中的氧原子首先對卡賓加成得到葉立德中間體B。B被質子化，隨后在C的進攻下發(fā)生開環(huán)生成最終的三組分偶聯(lián)產物（路徑 B）。 圖4. 可能的反應機理 （來源：Org. Lett.） 綜上所述，宣俊教授課題組實現(xiàn)了可見光促進的芳基重氮酯與肟的O-H官能團化反應來構建肟醚類化合物。與傳統(tǒng)的肟醚合成方法相比，該反應無需使用催化劑或者添加劑。同時所發(fā)展的方法學可被進一步應用于多種生物活性分子的后期修飾，進一步證明了該反應的合成價值和應用前景。該工作發(fā)表在Org. Lett.（DOI: 10.1021/acs.orglett.1c02555）上，安徽大學為第一單位，碩士研究生李倩為第一作者，宣俊教授為論文通訊作者。（論文作者：Qian Li, Bao-Gui Cai, Lei Li, and Jun Xuan*）。上述研究工作得到了國家自然科學基金委（21971001、21702001）的資助。
