福州大学岳会锋团队Org. Lett.：原位烯烃至自由基接力实现偕二氯环丁烯酮的环保持SN2′型烷基化

导语

四元碳环的刚性、紧凑拓扑结构在天然产物合成和药物化学中常被用来调节分子构象与理化性质，因此高度官能团化四元环砌块的合成方法备受关注。由乙炔和三氯乙酰氯一步制备的偕二氯环丁烯酮是其中极具吸引力的张力合成子，其偕二氯基序可发生SN2′型取代，生成α-氯代环丁烯酮，产物同时保留羰基、氯乙烯基和环张力，为多样化衍生提供了多重反应位点。金属介导的方法进一步拓展了这类反应：Xu等发展了铜催化的偕二氯环丁烯酮硼化、硅化及与联烯基醚的三组分硼化偶联；Lu等报道了4-碘环丁烯酮的对映选择性Negishi偶联和铑催化的不对称共轭加成/烯丙基取代反应；Zeng等实现了偕二氯环丁烯酮的二氟烷基化和全氟烷基化。然而，用C(sp³)片段对偕二氯环丁烯酮直接烷基化仍极具挑战。传统烷基锂和格氏试剂易导致分解，自由基途径可提供反应温和的解决方案，但光照下环丁烯酮易发生电环化开环生成乙烯基烯酮。Sahoo等最近证明，经PCET/脱羧、烷基三氟硼酸盐的SET氧化或光氧化还原条件下氟代烷基亚磺酸盐产生的碳中心自由基，可参与环保持的自由基SN2′型取代，但这些方法依赖预官能团化的自由基供体（如羧酸盐、三氟硼酸盐、亚磺酸盐）和外部光催化剂。

近日，福州大学岳会锋团队通过可见光诱导、环保持的自由基SN2′型烷基化反应，实现未活化烯烃与偕二氯环丁烯酮反应生成烷基取代的α-氯代环丁烯酮。该方案从烯烃出发原位产生活性烷基自由基，无需外部光催化剂，兼容末端烯烃和内烯烃以及结构复杂的底物，并保留了多官能团的α-氯代环丁烯酮骨架，用于下游多样化衍生（图1）。

图1. 偕二氯环丁烯酮的原位烯烃-自由基接力实现环保持型SN2′烷基化反应（图片来源：Org. Lett.）

图文解析

作者对溶剂、光源以及反应浓度进行了筛选，最终确定以EA作为反应溶剂，无需添加剂，在25℃，440nm的光照下反应12h作为反应条件(图2)。

图2. 条件筛选（图片来源：Org. Lett.）

在最优条件下，对烯烃底物和偕二氯环丁烯酮的普适性分别进行了考察(图3，4)，该反应显示出极好的底物普适性和官能团耐受性。

图3. 烯烃底物范围（图片来源：Org. Lett.）

图4. 偕二氯环丁烯酮底物范围（图片来源：Org. Lett.）

值得注意的是，该反应可以在保持反应活性和立体选择性的情况下放大至5 mmol。且产物能够进行Wittig 反应、亲核加成反应和氢化还原等衍生化(图5)。

图5. 产物的转化（图片来源：Org. Lett.）

根据自由基捕获实验结果，以及前期文献报道，作者提出了如下机理：

图6. 反应机理（图片来源：Org. Lett.）

总结

福州大学岳会锋团队报道了一种通过原位烯烃-自由基接力实现偕二氯环丁烯酮环保持型自由基SN2′烷基化的策略。通过将未活化烯烃的锆氢化与可见光诱导的C−Zr键均裂相结合，该方法使末端烯烃和内烯烃均能作为烷基自由基等价物，无需使用预先制备的自由基供体或外加光催化剂。该反应成功避免了光敏性环丁烯酮所面临的电环化开环反应，可直接获得C(sp³)取代的α-氯代环丁烯酮，同时保持张力四元环结构。该方案兼容官能团化烯烃、多样化偕二氯环丁烯酮以及结构复杂的底物，结合5.0 mmol规模放大实验和代表性产物衍生化，凸显了其制备价值。该本工作将烷基锆自由基化学拓展至高张力亲电试剂，并为多官能团环丁烯酮骨架的合成与多样化修饰提供了一种以基础化工原料为导向的平台。

论文信息

这一成果近期发表在Org. Lett.（2026, DOI: 10.1021/acs.orglett.6c02820）上，文章共同第一作者是福州大学硕士研究生苏泽旭和博士研究生韩建国，岳会锋教授为本文的通讯作者。

通讯作者简介

岳会锋，入选教育部海外引才专项，福建省“百人计划”创新人才，福建省“闽江学者”特聘教授，博士生导师。博士毕业于德国亚琛工业大学，之后先后于德国亚琛工业大学及沙特阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）从事博士后研究。于2023年5月加入福州大学化学学院。迄今为止共在相关专业期刊上发表第一和通讯作者文章32篇，包括Nat. Catal. (1), Nat. Synth. (1), Nat. Commun. (1), JACS (1), Angew. Chem. Int. Ed. (7)，JACS Au (1), CCS Chem. (1)，Chem. Sci. (2)，ACS Catal. (1), Green Chem. (1)等（其中6篇先后成为ESI高被引文章）。论文总被引大于3200次，H-index 为 31。

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