近日，太阳成集团tyc234cc宣俊课题组通过将卡宾转移反应与卡宾催化反应相结合，实现了异羟肟酸酯类衍生物的光化学合成。德国亚琛工业大学Koenigs课题组通过理论计算，对反应机理进行了进一步阐述。相关成果发表于ACS Catalysis上。
异羟肟酸酯是一类具有重要应用价值的有机化合物，不仅具有抗真菌、抗癌等药理活性，同时该类结构也经常用作合成中间体以及手性配体。由于其具有丰富的应用价值，开发异羟肟酸酯衍生物的合成方法一直备受学术界和工业界的青睐。自从2018年芳基重氮酯被证明能够在单一可见光照射下分解产生游离态卡宾以来，化学工作者们便对重氮化合物的光化学转化产生了极大的兴趣。在过去的几年里，重氮化合物的光化学转化取得了长足的发展。然而其反应组分大多局限于两组分反应，另外将卡宾转移反应与其他类型的催化模式相结合的报道非常有限。
宣俊课题组和亚琛工业大学Koenigs课题组合作，成功将光促卡宾转移反应和卡宾催化相结合，通过原位产生两种性质不同的卡宾物种，各自发挥作用实现了重氮化合物的多组分转化。该工作不仅为异羟肟酸酯类衍生物的绿色合成提供一条新途径，而且为共催化条件下重氮化合物的多样性转化反应设计提供参考。在进行条件优化后，作者首先对底物的适用范围进行了考察，醛、亚硝基芳烃以芳基重氮酯均能表现出良好的普适性。同时作者还将该方法应用到多种生物活性分子的后修饰中，例如Vitamin E, Melonal, L-(-)-Borneol等。为了提升该反应的应用价值，作者进行了克量级规模合成及衍生化研究，均能取得很好的效果。此外，作者通过控制实验以及DFT计算提出了合适的反应机理。
图1. 异羟肟酸酯衍生物的光化学合成
该成果发表在ACS Catalysis上，题为“Dark and Light Reactions of Carbenes-Merging Carbene Transfer Reactions with N-Heterocyclic Carbene Catalysis for the Synthesis of Hydroxamic Acid Esters”（ACS Catal.2022, 12, 11129–11136）。太阳成集团tyc234cc博士研究生蔡宝贵与硕士研究生李倩为该论文的第一作者，宣俊教授与Rene M. Koenigs教授为该论文的共同通讯作者，太阳成集团tyc234cc为第一通讯单位。该研究工作得到了国家自然科学基金、安徽省青年“****”人才项目、以及太阳成集团tyc234cc高层次人才科研启动经费等项目的资助。