蘭州化物所可見光促進羰基合成研究取得進展

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)化的新體系是實現(xiàn)社會可持續(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)計出新型羰基活化模式。常見的羰基活化模式：①與質(zhì)子和金屬陽離子結(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。中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所羰基合成與選擇氧化國家重點實驗室蘇毅進團隊希望通過分子內(nèi)單電子轉(zhuǎn)移過程，產(chǎn)生活性有機雙自由基中間體，用于介導(dǎo)新型羰基合成反應(yīng)。

對上述多種羰基活化模式進行串聯(lián)結(jié)合，可

實現(xiàn)一系列的成鍵和斷鍵過程，簡潔合成出結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜的有機功能分子。研究團隊使用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。初步的機理研究表明，原位生成可見光敏的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)得以實現(xiàn)的關(guān)鍵步驟。

上述新型羰基合成反應(yīng)為無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)過程可避免重金屬污染問題。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和甾體類藥物分子中間體16-DPA的后期高效羰基化修飾。