近日，我校化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院鄧清海教授課題組在《Nature Communications》上發(fā)表論文“Practical and regioselective halonitrooxylation of olefins to access β-halonitrates”，發(fā)展了一種高區(qū)域選擇性合成β-鹵代硝酸酯的新方法。上海師范大學(xué)為唯一通訊單位，2021級(jí)博士生成軒為論文第一作者，鄧清海教授為論文通訊作者。

有機(jī)硝酸酯作為一氧化氮信號(hào)分子的有效供體，廣泛應(yīng)用于制藥行業(yè)。烯烴的雙官能團(tuán)化反應(yīng)可一步合成多位點(diǎn)反應(yīng)產(chǎn)物，是獲取復(fù)雜分子的有效策略。該轉(zhuǎn)化的主要挑戰(zhàn)之一是控制烯烴加成的區(qū)域選擇性非常困難。未活化的烷基烯烴的碳碳雙鍵由于較小的電子和空間位阻差異而表現(xiàn)出較差的區(qū)域選擇性。因此，開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單有效的策略來(lái)實(shí)現(xiàn)烷基烯烴的高區(qū)域選擇性地硝酸酯化雙官能化是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性和重要研究?jī)r(jià)值的課題。

鄧清海教授課題組長(zhǎng)期致力于高碘試劑的發(fā)展和應(yīng)用，主要包括高碘疊氮試劑（Nat. Commun., 2024, 15, 4919; Org. Lett., 2023, 25, 2739; Chem. Commun., 2023, 59, 7831; Org. Lett., 2019, 21, 7315）和高碘硝酸酯試劑（Angew. Chem. Int. Ed., 2023, e.202302521; Org. Chem. Front., 2020, 7, 3509）。在此基礎(chǔ)上，發(fā)展了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的未活化烯烴高區(qū)域選擇性鹵化-硝酸酯化反應(yīng)新方法。該方法以自主研發(fā)的非環(huán)高碘硝酸酯試劑和市售的三甲基鹵硅烷（鹵原子可為：氯、溴、碘）為硝酸酯源和鹵源，僅需0.5 mol%的氯化鐵作為催化劑，即可實(shí)現(xiàn)烷基烯烴的高區(qū)域選擇性鹵化-硝酸酯化反應(yīng)；芳基烯烴在無(wú)催化劑條件下，亦可實(shí)現(xiàn)高區(qū)域選擇性的鹵化-硝酸酯化反應(yīng)。該方法實(shí)現(xiàn)了127例β-鹵硝酸酯類(lèi)化合物的合成（收率高達(dá)99%，區(qū)域選擇性高達(dá)>20:1），顯示出廣闊的底物適用范圍和良好的官能團(tuán)耐受性。值得注意的是，一種衍生自乙烯的合成子2-碘硝酸乙酯能與多種官能團(tuán)（氧-氫、氮-氫、硫-氫）順利反應(yīng)。采用本工作策略，可將硝酸酯基團(tuán)直接或間接引入到阿司匹林、布洛芬、吲哚美辛、吉非羅齊、奧沙普秦、替米沙坦、維生素E、肽等藥物分子或天然產(chǎn)物分子中，預(yù)期在有機(jī)合成及藥物合成上有著潛在的應(yīng)用前景。

該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、上海自然科學(xué)基金、上海市“曙光計(jì)劃”項(xiàng)目、上海師范大學(xué)、資源化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與國(guó)際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、上海市仿生催化前沿科學(xué)研究基地、上海綠色能源化工工程技術(shù)研究中心等資金支持。

論文網(wǎng)址：doi.org/10.1038/s41467-024-51655-5

（供稿、攝影：化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院）