近日,浙师大生化学院朱钢国教授课题组在国际著名学术期刊Nature Communications(《自然通讯》)发表了题为“[3+2] Cycloaddition of alkyl aldehydes and alkynes enabled by photoinduced hydrogen atom transfer”的研究论文。Nature Communications是Nature出版集团旗下的国际顶级综合性学术期刊,最新影响因子17.69。
鲍德温(Baldwin)规则是环化反应的基本原则之一,该规则认为,5-endo-trig自由基环化是很难发生的。朱钢国课题组之前采用无痕导向策略,利用自由基极性效应和共轭稳定作用,实现了一个末端炔烃的5-endo磺化碳环化反应,一步构建了环戊烯和茚类化合物(Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202110864)。但是,该策略仅适用于末端炔烃,如何实现非末端炔烃的5-endo碳环化依然面临挑战。
环戊酮结构在药物、功能材料和天然产物中广泛存在。[3+2]环加成反应是一种快速构建环戊酮的有效方法,然而该反应通常需要使用较难合成、甚至不太稳定的1,3-偶极子,一定程度上限制了它们的应用,因此,发展新的[3+2]环加成策略十分必要。
近年来,自由基反应因为其温和、官能团兼容性好等特点引起了化学工作者的重视,遗憾的是,自由基介导的炔烃[3+2]环加成反应构建环戊酮还未见报道。该课题组在之前5-endo-trig自由基环化工作基础上,首次采用常见的脂肪醛为3碳合成子,以廉价的四丁基铵十聚钨酸盐(TBADT)为光催化剂,通过三次氢原子转移,实现了各种非末端炔烃的[3+2]环加成反应,区域和立体选择性地合成了多取代环戊酮。该工作是对5-endo-trig自由基环化的新发展。而且,反应室温进行,官能团兼容性良好,原子经济性高达100%,已被成功用于具有生物活性的小分子天然产物(±)-β-cuparenone, (±)-laurokamurene B和 (±)-cuparene的全合成或形式合成。
生化学院化学2019级硕士研究生勒思雅同学是该论文的第一作者,朱钢国教授为论文通讯作者,浙江师范大学为论文唯一完成单位。该工作得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金和浙江师范大学的经费支持。化合物的表征测试得到了生化学院分析测试中心实验技术人员的大力支持。
编辑:赵菡婧