近日，Science在線發表了我校bevictor伟德官网肖勝雄教授團隊的李芳老師作為第一作者的研究論文《Photosensitization enables Pauson-Khand-type reactions with nitrenes》。
Pauson-Khand反應作為化學中最常見的環加成反應之一，一直是構建五元環的首選方法，它通常是在過渡金屬催化劑作用下，通過分子間或分子内碳碳雙鍵、三鍵和一氧化碳（CO）的[2+2+1]三組分偶聯反應。盡管此方法簡單、實用，但Pauson-Khand反應僅局限于用CO作為C1片段。本研究開發了一種新的類Pauson-Khand反應，拓展了其反應範圍，首次利用光誘導産生的三線态氮賓作為N1單元替代C1片段，結合三線态氮賓的雙自由基特性，實現了氮賓與非共轭二烯在370 nm紫光照射下的[2+2+1]環加成反應，一步構建了一系列常見飽和氮雜環的雙環生物電子等排體，且展示了該反應在藥物分子的後期功能化和可溶性環氧化物水解酶抑制劑開發中的應用。
圖1. Pauson-Khand反應(A: 以CO為C1片段)及本工作中拓展的Pauson-Khand反應（B、C：首次實現以光誘導産生的三線态氮賓作為N1單元）
作者利用亞氨基碘烷試劑作為N1單元，在光照條件下形成三線态氮賓中間體，利用自由基環加成策略和不同的非共轭二烯合成了各種氮雜-雙環-[3.3.0]-辛烷衍生物，克服了常規氮丙啶化反應。在流動化學放大實驗中，可實現>1 kg/天的生産效率。同時，機理實驗和計算表明，三線态氮賓的産生是反應的關鍵步驟。
圖2. 部分底物拓展和反應機理
李芳老師2016年碩士畢業于上海師範大學肖勝雄教授課題組，随後到德國亞琛工業大學攻讀博士學位并從事博士後工作，2023年11月加入bevictor伟德官网肖勝雄教授課題組。