蘭州化物所可見(jiàn)光促進(jìn)羰基合成研究取得進(jìn)展

蘭州化物所可見(jiàn)光促進(jìn)羰基合成研究取得進(jìn)展

羰基合成化學(xué)是把石油化工基礎(chǔ)分子轉(zhuǎn)化成大宗化學(xué)品的支柱性技術(shù)，是資源、能源和環(huán)境領(lǐng)域的重要研究課題。以綠色合成與清潔轉(zhuǎn)化為導(dǎo)向，發(fā)展含羰基化合物高值化轉(zhuǎn)化的新體系是實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要。

建立含羰基化合物的新型轉(zhuǎn)化反應(yīng)的關(guān)鍵是基于現(xiàn)代合成化學(xué)和催化化學(xué)的概念，設(shè)計(jì)出新型羰基活化模式。常見(jiàn)的羰基活化模式：①與質(zhì)子和金屬陽(yáng)離子結(jié)合，得到碳正離子活性中間體；②經(jīng)親核加成，得到氧負(fù)離子活性中間體；③經(jīng)單電子轉(zhuǎn)移過(guò)程，得到碳自由基活性中間體；④經(jīng)去質(zhì)子化，得到α-碳負(fù)離子活性中間體；⑤經(jīng)氫原子攫取，得到α-碳自由基活性中間體；⑥有別于上述五種傳統(tǒng)的羰基活化模式。中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所羰基合成與選擇氧化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室蘇毅進(jìn)團(tuán)隊(duì)希望通過(guò)分子內(nèi)單電子轉(zhuǎn)移過(guò)程，產(chǎn)生活性有機(jī)雙自由基中間體，用于介導(dǎo)新型羰基合成反應(yīng)。

對(duì)上述多種羰基活化模式進(jìn)行串聯(lián)結(jié)合，可

實(shí)現(xiàn)一系列的成鍵和斷鍵過(guò)程，簡(jiǎn)潔合成出結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的有機(jī)功能分子。研究團(tuán)隊(duì)使用N-芳基甲酰甲基溴化吡啶季銨鹽作為目標(biāo)含羰基化合物，通過(guò)結(jié)合去質(zhì)子和分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移兩種羰基活化模式，在可見(jiàn)光照射下，高區(qū)域和立體選擇性地為基礎(chǔ)化學(xué)分子——缺電子烯烴提供芳基乙酮基和2-吡啶基修飾。初步的機(jī)理研究表明，原位生成可見(jiàn)光敏的Donor-Acceptor Molecule(以光敏的1,2-二氫吡啶作為Donor，羰基作為Acceptor)是反應(yīng)得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵步驟。

上述新型羰基合成反應(yīng)為無(wú)金屬參與的高效合成技術(shù)提供了新手段，用于藥物分子研發(fā)過(guò)程可避免重金屬污染問(wèn)題。該反應(yīng)適用于絕大部分的缺電子烯烴和N-芳基甲酰甲基溴化吡啶季銨鹽，可用于藥物分子的多樣化衍生，為藥物研發(fā)的高通量篩選環(huán)節(jié)提供物質(zhì)基礎(chǔ)，例如該反應(yīng)可用于藥物分子Bisacodyl和甾體類(lèi)藥物分子中間體16-DPA的后期高效羰基化修飾。