Nature Communications刊登谢劲、朱成建团队在可见光

近日,化学化工学院分子与材料合成研究团队的谢劲课题组和朱成建课题组在可见光双元协同催化领域取得又一重要进展,首次实现了可见光与有机小分子协同催化的三级烷基醚的三氟甲硫基修饰。该成果“Synergistic Catalysis for the Umpolung Trifluoromethylthiolation of Tertiary Ethers”于2018年6月28日在化学顶级期刊Angewandte Chemie International Edition (DOI:10.1002/anie.201805927) 上在线发表。论文的第一作者是2017级博士研究生徐文涛,谢劲副教授和朱成建教授为该论文的通讯作者。

优信彩票购彩大厅,芳香羧酸是一类廉价、易得、种类丰富的化工原料,通过对羧酸的活化官能团化可以快速丰富有机小分子化合物数据库。经过近十年的发展,钯、银、铜催化的脱酸偶联策略已经使芳香羧酸作为廉价的芳基源,而羧酸作为酰基源仍鲜见报道。我们经过计算发现,芳香羧酸的C-C和C-O键具有相似的键解离能(103 vs 102 kcal / mol),这给高选择性C-O键官能团化带来巨大挑战。无论在经典的有机教科书还是当代的有机合成前沿领域中,合成化学家们都需要先将芳香羧酸进行预活化,转变为相应的酰氯、酯、酸酐、酰胺等中间体,随后用于金属催化的各类偶联反应中来合成芳香酮类化合物。

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2018年初,谢劲与朱成建团队首次实现了可见光与硫醇协同催化的亚胺极反转硼氢化修饰(Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 3990)。最近,该团队通过对该协同催化体系进一步深入研究,成功解决了目前三氟甲硫基化研究领域存在的重要挑战,实现了温和条件下三级叔醚的专一选择性C-O键自由基三氟甲硫基转化。该方法具有非常好的的官能团耐受性和区域选择性,对于键能较低的苄基C-H键也能很好兼容。该项工作为构建具有位阻的三级烷基三氟甲基硫醚制备提供了一条全新的合成思路,相关研究工作已经申请中国专利保护(谢劲等,一种制备三级烷基三氟甲基硫醚的方法,专利申请号:201810431033.X)。

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2017级硕士研究生马俊杨,曲阜师范大学的袁相爱副教授以及化学化工学院基础实验中心的戴洁博士也参与部分工作。上述研究工作得到了中组部青年千人计划、南京大学登峰人才支持计划、国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费等经费的资助。感谢中国科学院上海有机所沈其龙教授慷慨相赠二氟甲硫化试剂。同时感谢化学化工学院和配位化学国家重点实验室在谢劲课题组建设初期提供的大力支持。研究团队长期热烈欢迎青年才俊加入,一起探寻合成化学的魅力。

唑吡旦是一个作用快、效果好、副作用轻的非苯类新型镇静催眠药,最先是由法国Sanofi-Aventis公司开发,已先后在法国、美国和英国等十几个国家上市,在世界各地作为镇静催眠药广泛使用,有逐步取代苯类药物的趋势。在2016年全球最畅销的前200种药物分子中,其排名第28位,每年拥有巨大的销售额。其专利保护法使用溴代对甲基苯乙酮为原料,需要经历6步,最终收率19%。而我们采用发明的芳香羧酸直接脱氧碳碳偶联策略,可以从便宜的大化工原料,对甲基苯基酸出发,历经三步,以50%的总收率实现该药物分子的合成。

有机氟化物在药物、材料科学等领域有着广泛的应用。其中,三氟甲硫基官能团具有很强的吸电性和高脂溶性,能够显著改善母体药物分子的细胞膜渗透性和代谢稳定性。因此,向有机分子,特别是复杂药物分子定点引入三氟甲硫基成为氟化学领域中新兴的研究热点。近年来,有机合成化学家们已经成功发展了卤代烷烃的直接亲核三氟甲硫基化、烷基金属试剂和烯烃的亲电三氟甲硫基化,以及惰性sp3C-H键的选择性三氟甲硫基修饰。然而这些离子型策略大都只能实现一级、二级烷基三氟甲基硫醚的构建,对于存在着显著空间位阻效应的三级烷基三氟甲基硫醚仍非常困难。

近日,南京大学化学化工学院分子与材料合成研究团队的谢劲课题组和朱成建课题组合作在可见光催化的芳香羧酸脱氧机制中取得重要突破,首次实现了芳香羧酸直接的脱氧碳碳偶联。该成果“A general deoxygenation approach for synthesis of ketones from aromatic carboxylic acids and alkenes”于2018年8月29日在著名综合期刊Nature Communications上在线发表。论文的第一作者是2016级博士研究生张目亮,谢劲副教授和朱成建教授为该论文的通讯作者。

(化学化工学院 科学技术处)

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