广东
英文原题：Visible light induced alkoxypyridylation of alkenes using N-alkoxypyridinium salts as bifunctional reagents
通讯作者：许鹏飞、胡秀琴
作者：刘婕、姜浩文
背景介绍
烷氧基自由基相比于烷基自由基和其它的杂原子自由基反应活性更高，且更不稳定。由于O-H键的BDE值相比较于C-H键的BDE值更高，形成的烷氧基自由基更有利于提取体系中的其它底物或者溶剂中的氢原子，发生分子内或者分子间的氢原子转移过程，最终形成更稳定的烷基自由基；另外，形成的氧自由基还可以引发分子内β键的断裂用于C-H键和C-C键的功能化。因此，找到一个合适的受体来有效地捕获烷氧基自由基，同时引入吡啶基来开发烯烃的分子间双官能化具有挑战性。
文章亮点
基于本课题组对自由基化学和吡啶盐的系列探索，本文中利用N-烷氧基吡啶盐作为双功能试剂，在温和的反应条件下，成功实现了烯烃的吡啶烷氧基双官能团化反应。该策略具有原子利用度高，底物简单易制备、官能团兼容性强和催化量低等优点。
图文解读
本文考察了光催化剂，溶剂，碱的种类，光催化剂及碱的量和反应时间等因素对反应效果的影响。通过系统地筛选，最终确定出最优反应条件：N-乙烯基苯甲酰胺（0.25 mmol, 2.5 eq），吡啶盐（0.10 mmol, 1 eq），光催化剂（0.5 mol%），磷酸钾（0.3 eq），二甲基亚砜（1.0 mL, 0.1 M）在氩气环境中，室温下反应18个小时。
图1. 底物适用性研究
该反应具有广泛的底物普适性，电子效应和位阻效应对该反应基本没有影响。当N-乙烯基苯甲酰胺芳环上具有给电子或吸电子取代基、杂环取代基时，均能以中等至良好的收率得到目标产物（3aa-3au）。除了N-乙烯基苯甲酰胺这类型底物外，我们还尝试了其它类型的双键，当远端含有酯基的未活化的双键时和乙烯基醚类化合物对该反应也是适用的（3ax-3az）。不同取代的吡啶盐作为双功能试剂都具有良好的耐受性，并提供了中等产率的目标产物。此外，含卤素基团的吡啶盐也是兼容的，提供了相应的产物。该反应范围还可以扩展到N-乙氧基吡啶盐，在温和的条件下可以转化为吡啶乙氧基化产物。
图2. 放大量及机理验证实验
本反应可在30 mmol级放大量实验中以60%产率获得0.5g产物3ab（图2a）。通过自由基捕捉实验（图2b），说明该过程通过自由基路径进行的。竞争实验表明烷氧基自由基与烯烃加成后得到的烷基自由基是与体系中的吡啶盐发生作用，而不是吡啶（图2c）。Stern-Volmer实验充分说明该反应是由吡啶盐的还原淬灭而引发的（图2d）。
总结与展望
该团队成功地开发了一种利用光氧化还原催化实现烯烃的吡啶烷氧基双官能团化的新策略。在这个过程中，N-烷氧基吡啶盐作为双官能团化试剂，吡啶不再作为被浪费掉的部分，而是在温和的条件下被充分利用，提供了一种简单而经济的方法来同时构筑了两个新的化学键。该反应具有广泛的底物范围和良好的官能团耐受性，在多样性合成中将发挥重要作用。
通讯作者信息
许鹏飞 教授（兰州大学）
许鹏飞，兰州大学萃英教授二级岗。长期从事不对称有机合成与催化方面研究，在Acc. Chem. Res., Chem. Rev., J. Am. Chem. Soc., Angew Chem. Int. Ed., CCS Chem., Chem. Sci., Sci. China Chem., Green Chem., Org. Lett.等刊物上发表SCI论文270余篇。
课题组主页: http://xupf.lzu.edu.cn
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Org. Lett. 2024, 26, 17, 3661–3666
Publication Date: April 24, 2024
https://doi.org/10.1021/acs.orglett.4c01186
Copyright © 2024 American Chemical Society
Editor-in-Chief
Marisa C. Kozlowski
University of Pennsylvania
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