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【有机】郑柯课题组Nat. Commun.：电化学卤原子转移烷基化—α-胺烷基自由基活化非活化烷基碘

时间：2023-11-13 来源：浏览：

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非活化烷基卤化物作为极其重要的合成中间体和烷基自由基前体，在有机合成和药物研发中有着广泛的应用，由于其多样化的结构和廉价易得性，几十年来，对于非活化烷基卤化物的活化和合成转化研究一直以来都是有机合成的热点与难点。由于非活化烷基卤化物较高的还原电位 (E red < –2 V vs SCE)，从非活化烷基卤化物直接获得烷基自由基一直都是研究的难点。目前，活化策略主要分为单电子转移 (SET) 和卤原子转移 (XAT)。单电子转移活化策略在过渡金属催化和可见光催化领域得到了广泛的研究。Fu和Peters发现激发态的Cu-亲核物种可以通过SET过程活化非活化烷基卤化物产生相应的烷基自由基。卤原子转移的策略主要在集中在可见光催化领域，发展了高效的卤原子转移试剂 Bu ₃ SnH、(Me ₃ Si) ₃ SiH ，Leonori 发展了α-胺烷基自由基，与非活化烷基卤化物发生高效的卤原子转移 (XAT) 产生烷基自由基。电化学合成领域则主要利用阴极直接电还原非活化烷基卤化物的策略，通常需要牺牲阳极，使阴极具有较高的还原能力，而且反应的类型受底物的还原电位影响较大。因此，在温和的条件下直接从非活化烷基卤化物出发高效生成相应的烷基自由基仍是极具挑战性的研究课题。

郑柯课题组发展了一种经济性高、实用性强、应用前景广的 非活化烷基碘化物新活化策略 ，电化学阳极氧化简单的烷基胺产生关键的α-胺烷基自由基作为高效的卤原子转移试剂，进而在不牺牲阳极的条件下与结构多样的非活化烷基碘化物 (一级、二级和三级) 发生卤原子转移 (XAT)，高效、可控的生成相应的烷基自由基，在简单、温和和无过渡金属催化的条件下实现了一系列结构多样化烯烃的高效烷基化，并且一步合成了多种结构多样的非天然氨基酸衍生物。该电化学卤原子转移 ( e -XAT) 新策略具有优秀的官能团兼容性和多样的底物类型，多种复杂分子和生物活性分子的烷基化以及克级放大合成进一步展现了该电化学合成的实用性，为C-X键的活化提供了简单温和的新活化策略。

相关研究成果发表在 Nature Communications 。文章的第一作者是四川大学博士研究生孙祥，四川大学郑柯教授是通讯作者，四川大学为第一单位。以上工作都得到国家自然科学基金委、科技部、以及四川大学的经费支持。

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