11月15日國際知名期刊《德國應化》(Angewandte Chemie International Edition)在線刊發了化學與化工學院袁偉明研究員團隊的最新研究成果:“利用可見光/鎳協同催化還原?;悸摬呗詫ⅤマD化成酮的研究進展” (From Esters to Ketones via a Photoredox-Assisted Reductive Acyl Cross-Coupling (PARAC) Strategy, DOI: 10.1002/anie.202114731)。
眾所周知,酮是一類非常重要的有機化合物,其骨架廣泛存在于天然產物和生物活性分子中。傳統合成方法主要依賴于高活性有機金屬試劑對羰基親電試劑的加成/氧化反應或者偶聯過程,在底物多樣性和官能團兼容性方面受到一定限制,且目前開發的方法大多難以構建結構復雜、大位阻的酮如芳基/三級烷基酮或三級/三級不對稱烷基酮等,因此開發溫和條件實現結構多樣化、尤其是大位阻酮的合成仍然是目前面臨的挑戰,具有重要研究意義。
針對這一問題,袁偉明研究員課題組提出了鎳/可見光協同催化還原?;悸摬呗?,實現了溫和條件下兩種羧酸酯之間的交叉偶聯反應,構建了一系列傳統方法難以合成的大位阻、結構復雜且官能團多樣化的酮類骨架,涵蓋了各類不同取代的芳基/烷基和二烷基酮的高效合成,取得了目前最好的底物應用范圍(圖1)。通過理論計算揭示了反應歷程,提出了Ni(0)/Ni(I)/Ni(III)的催化循環機理,為復雜酮的合成提供了新的思路。

圖1 可見光/鎳協同催化還原?;悸摲磻?/span>
華中科技大學為該論文的第一完成單位,袁偉明研究員與武漢大學戚孝天教授為論文的共同通訊作者(理論計算部分),論文第一作者是我?;瘜W與化工學院博士生奚曉翔與武漢大學的羅宜欣博士(理論計算部分),該研究工作得到了華中科技大學啟動基金的資助。