聚焦“双一流”我校在光化学合成领域取得新进展

本网讯（化学化工学院）2H-氮杂环丙烯是最小的一类不饱和三元含氮环杂环化合物。因其具有较大的环张力而易于发生开环反应，在合成有机化学领域具有非常广阔的应用前景。然而，传统的2H-氮杂环丙烯开环过程大多局限于使用昂贵的过渡金属催化剂或在高温下才能进行。

近日，我校化学化工学院宣俊教授团队和华中师范大学肖文精教授团队合作，在可见光促进的2H-氮杂环丙烯开环官能化反应方面取得了最新研究进展。研究发现，使用亚硝基芳基化合物作为自由基受体，可有效捕捉光诱导2H-氮杂环丙烯开环所产生的自由基阳离子中间体。该反应为1,2,4-噁二唑化合物的光化学合成提供了一条绿色高效的途径（图1）。该项研究成果以《[3+2]-Cycloaddition of 2H‑Azirines with Nitrosoarenes: Visible-Light-Promoted Synthesis of 2,5-Dihydro-1,2,4-oxadiazoles》为题发表于美国化学会的《有机快报》上（Org. Lett. 2019, 21, 4234-4238，自然指数期刊，IF = 6.555）。我校化学化工学院硕士研究生蔡宝贵为该论文的第一作者，安徽大学为论文的第一通讯单位。同时，该课题组还利用可见光作为绿色能源，实现了3-酰基喹喔啉酮（Adv. Synth. Catal. 2020, DOI:10.1002/adsc.202000116）、色螨酮（Sci. Bull. 2019, 64, 337; Chem. Asian J. 2019, 14, 3269;）等多种重要含氮杂环化合物的光化学合成。

图1. 1,2,4-噁二唑的光化学合成反应

在上述研究基础上，该团队近期在英国皇家化学学会的旗舰期刊《化学社会评论》上在线发表题为Visible Light-Promoted Ring-Opening Functionalization of Three-Membered Carbo- and Heterocycles的综述文章，对包括2H-氮杂环丙烯、环丙烷、环丙烯、环氧乙烷、氮杂环丙烷和哑嗪等六大类三元环状化合物的光诱导开环官能化反应做了全面分析总结。文章从合成光化学的背景切入，分类介绍了上述六种三元杂环化合物在光促开环官能化反应方面不同的反应类型、反应原理和局限性，并展望了这类化合物在合成光化学领域未来的发展方向（图2）（ Chem. Soc. Rev. 2020, DOI:10.1039/C9CS00523D, IF = 40.443）。该论文的第一作者是我校硕士研究生何向奎，安徽大学为第一通讯单位。

图2. 可见光诱导三元环的开环官能化反应

上述工作得到了国家自然科学基金，安徽大学引进人才科研启动经费和安徽大学物质科学与信息技术研究院开放基金等项目的支持。