【人物与科研】可见光诱导的非活化烯烃的三组分烷基—芳基化反应

导语

由于其独特的性质，1-苯基-1-吡啶甲基结构广泛存在于药物及农药活性分子结构中，如：非尼拉敏及其衍生物、丙吡胺、西酞普兰和吡吗啉等。已报道的方法通常以需提前制备的1-苯基-1-吡啶基甲烷或α-(2-吡啶基)苯乙烯为原料，其原子及步骤经济性较差。最近五年，可见光诱导的烯烃的三组分双官能团化反应发展成为一种快速构建复杂分子的高效方法。近日，南京农业大学邓红平教授课题组发展了一种新型的可见光诱导的烯烃的三组分双官能团化的策略，以廉价易得的烯烃、含酸性C(sp³)-H键的底物和腈基取代的杂芳香化合物为原料，实现了非活化烯烃的烷基-芳基化反应，高效地合成一系列含1-苯基-1-吡啶甲基结构的复杂分子。相关研究成果发表在Organic Letters（DOI: 10.1021/acs.orglett.2c03247）。

前沿科研成果

可见光诱导的非活化烯烃的三组分烷基—芳基化反应

图1. 可见光诱导的非活化烯烃的三组分烷基-芳基化反应（来源：Organic Letters）

作者以2-萘乙烯、丙二酸二甲酯和4-腈基吡啶为原料对反应条件进行了优化，反应在最优条件下以75%的收率地生成烯烃的烷基-芳基化产物。在最优的反应条件下，作者考察了烯烃的底物普适性，发现该方法适用于各类芳香烯烃或1，1-双取代的脂肪族烯烃，以中等到优秀的收率地生成其相应的烷基-芳基化产物；对于直链脂肪族烯烃，其催化效率较低。值得注意的是，针对复杂的烯烃底物如天然产物β-蒎烯、诺卡酮及药物活性分子（Clofibrate、Ibuprofen、Gemfibrozil）的烯烃衍生物，该反应也能顺利进行。

图2. 烯烃底物的普适性（来源：Organic Letters）

针对各种含酸性C(sp³)-H键的底物，如含取代基的丙二酸二甲酯、1,3-环戊二酮、1,3-环己二酮、1,3-环庚二酮和丙二腈，该烯烃的三组分烷基-芳基化反应也能顺利发生；同时，该催化体系也适用于其他的一系列腈基取代的芳香烃。

图3. 含酸性C(sp³)-H键的底物及腈基取代的芳香烃的普适性

特别值得指出的是，利用该方法学，以廉价易得的芳基烯烃、丙二腈和2-腈基吡啶为原料，经过三步转化，分别完成了对抗过敏药物活性分子（非尼拉敏、氯苯那敏和溴苯那敏）的高效合成。

图4. 抗过敏药物活性分子（非尼拉敏、氯苯那敏和溴苯那敏）的合成（来源：Organic Letters）

接着，作者利用一系列控制实验（开关灯实验、荧光淬灭实验、自由基捕获实验及循环伏安法测反应物的氧化电势）对反应的机理进行了详细研究，最终提出了反应的可能机理。

图5. 反应的可能机理（来源：Organic Letters）

综上，作者发展了一种新型的可见光诱导的烯烃的三组分双官能团化的方法学，高效地实现了非活化烯烃的烷基-芳基化反应，该反应原料廉价易得，条件温和，底物普适性广，且该方法成功应用于天然产物及药物活性分子衍生物的后期官能团修饰和抗过敏药物活性分子（非尼拉敏、氯苯那敏和溴苯那敏）的合成中。

文章的第一作者为南京农业大学博士研究生洪洋。研究工作得到了国家自然科学基金（21901121）和江苏省自然科学基金（BK20190502）的资助。

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邓红平教授及其课题组简介

课题组合影

邓红平，南京农业大学理学院教授，博士生导师。2012年于中国科学院上海有机化学研究所获得理学博士学位；2012年至2018年，先后在瑞典斯德哥尔摩大学和新加坡国立大学从事博士后研究，2018年12月作为高层次引进人才加入南京农业大学理学院。课题组主要研究领域为可见光催化惰性键的活化及流体合成的方法学研究、绿色合成工艺研究和天然产物分子的全合成。以第一作者或通讯作者在 J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、ACS Catal.、Chem. Sci.、Org. Lett.、Chem. Commun.等国际期刊上发表 SCI论文10余篇。课题组目前有博士研究生3名，硕士研究生4名。

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