袁伟明课题组在可见光催化的自由基反应研究领域取得最新进展

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7月6日，化学学院袁伟明课题组在化学国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition（ACIE, 影响因子：12.959）上在线发表最新研究成果“Selective 1,2-Aryl-aminoalkylation of Alkenes Enabled by Metallaphotoredox Catalysis”，该成果突破了一级烷基自由基难以进行烯烃三组分串共轭加成、偶联串联反应的瓶颈，为制备一系列具有重要生物活性的α-芳基取代的γ-氨基丁酸衍生物骨架提供了高效、简洁合成路线。文章的第一作者为华中科技大学一年级博士研究生郑松林，其中，化学院大三本科生廖子轩和李尉溶作为论文共同作者参与了该研究工作。华中科技大学为该论文唯一通讯单位，袁伟明研究员为该论文唯一通讯作者。
α-芳基取代的γ-氨基丁酸衍生物是一类重要的结构单元，在一些拮抗剂和药物中表现出重要的生物活性（图一）。传统合成这类化合物的方法一般需要多步反应，且要使用一些强氧化剂、强碱或者活泼的有机金属试剂，导致官能团兼容性以及原子和步骤经济性较差。因此，开发更加简洁、高效的方法合成此类结构骨架具有重要的研究意义。

图1：一些含有α-芳基取代的γ-氨基丁酸衍生物结构的拮抗剂和药物

       镍/可见光氧化还原催化的烯烃的1，2-双碳官能团化反应近年来得到了快速的关注（Chem. Sci. 2020, 11, 4051），该反应可以避免使用有机金属试剂，取而代之的是使用廉价易得、温和的烷基自由基前体作为碳亲核试剂端，同时可见光的介入使得反应条件十分温和，从而提高了该类反应的底物普适性、官能团兼容性以及原子和步骤经济性。此外，相比于传统的过渡金属催化烯烃的双碳化反应，金属/可见光组合催化策略通过单电子氧化亲核试剂端生成烷基自由基启动反应，从而导致反应的区域选择性发生完全翻转。最近，Chu，Nevado，Molander和Aggarwal课题组分别报道了烯烃与芳基卤化物和各类烷基自由基前体的三组分交叉偶联反应。但是，这类反应都局限于二级和三级烷基自由基，而一级烷基自由基由于立体位阻小，活性高很容易直接与芳基卤化物发生两组分偶联竞争反应，从而很难被应用于烯烃的共轭加成、偶联三组分串联反应中。
       近日，华中科技大学的袁伟明课题组在镍/光氧化还原催化下，以α-氨甲基三甲基硅烷为自由基前体成功实现了一级烷基自由基参与的烯烃1，2-双碳官能团化反应。通过采用极性匹配增强效应以及形成稳定的一级氨基烷基自由基的策略有效抑制了两组分偶联以及Giese类型氢化副反应（图2）。该反应条件十分温和，无需外加任何碱或添加剂等，整个过程呈现氧化还原中性。反应具有很好的官能团兼容性和化学选择性。该方法从廉价易得的原料出发，只需一步便能高效合成α-芳基取代的γ-氨基丁酸衍生物。

图2：一级烷基自由基参与的烯烃1，2-双碳官能团化反应

       在该工作中，袁伟明课题组成功实现了一级烷基自由基参与的烯烃的1，2-双碳官能团化三组分串联反应，为快速合成高附加值的α-芳基取代的γ-氨基丁酸衍生物提供了一种简洁、高效的合成方法，该方法有望在一些拮抗剂和药物分子合成中发挥重要应用。
       论文信息：
       Selective 1, 2-Aryl-aminoalkylation of Alkenes Enabled by Metallaphotoredox Catalysis
       Songlin Zheng, Zimin Chen, Yuanyuan Hu, Xiaoxiang Xi, Zixuan Liao, Weirong Li and Weiming Yuan*
       Angewandte Chemie International Edition
       https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202006439
       DOI: 10.1002/anie.202006439


       文章来源：华中科技大学
       袁伟明，华中科技大学化学与化工学院研究员、博士生导师。1987年7月出生于安徽安庆，2009年毕业于华东师范大学化学系，获学士学位。同年保送本校（本科直博）于2014年获得理学博士学位，博士导师：麻生明院士。2014-2016年在瑞典斯德哥尔摩大学K. J. Szabo教授课题组从事博士后研究，研究方向：过渡金属催化的亲电氟化反应。2016-2018年在德国柏林工业大学Martin Oestreich教授课题组继续博士后研究，研究方向：主族硼路易斯酸催化的转移氢化和硅氢化反应。2018年10月底加入华中科技大学化学与化工学院开展独立研究工作，主要研究兴趣包括过渡金属催化的有机合成、不对称催化，主要致力于发展高效经济、绿色友好的碳-碳键和碳-杂原子键构筑新方法、新策略。迄今为止，一共发表SCI学术论文22篇，其中以第一作者（含共一）身份在国际知名期刊Chem，Angew. Chem. Int. Ed.，ACS. Catal.等上发表科研论文12篇；获授权国际、国内发明专利2项。H-index 15，论文总引超过700次（数据来源：google scholar）。