烷烃碳氢键的官能团化是有机化学中的难点、热点之一,为简单烷烃的直接转化和复杂分子的后期结构修饰提供了强有力的合成策略,其中又可大致分为三类:过渡金属催化的碳氢活化,卡宾/氮宾的碳氢插入以及氢原子转移(HAT)机制。另一方面,可见光促进的有机合成化学在近年来得到了长足的发展,其中,无光催化剂参与的、可见光直接促进的有机反应也得到越来越多的关注。
中国科学院上海有机化学研究所天然产物有机合成化学重点实验室金健课题组利用温和的可见光照射条件来产生氮、氧自由基,从而引发各类后续反应。在近期的研究中发现,可见光可以促使Selectfluor产生氮正离子自由基(Org. Lett. 2019, 21, 6179-6184),也可以促使双氧水产生羟基自由基(New J. Chem. 2019, 43, 12533-12537),这两类杂原子自由基随后与烷烃碳氢键发生氢原子转移(HAT)的过程,生成的烷基自由基与杂芳烃发生加成反应,最后生成杂芳基化产物,实现烷烃的直接官能团化。
本项研究工作得到国家自然科学基金委、中国科学院、上海市科委和上海有机所的资助。