可见光驱动在无金属参与条件下的烯烃与二氧化碳以及硅烷或烷烃的三组分硅羧化和碳羧化反应

作为一种快速构建含多官能团分子的有效方法，烯烃的双官能团化反应近年来得到了广泛的关注。其中使用C(sp³)‒H和Si‒H活化的策略实现烯烃双官能团化，更是由于其原子经济性和步骤经济性显现出独特的优越性（图1a）。然而，目前已发展的利用C(sp³)‒H和Si‒H作为原料的三组分烯烃双官能团化反应往往需要使用过量的氧化剂，从而导致了大量废弃物的生成，并且限制了该类反应的类型。因此发展一种更加绿色、无需外加氧化剂的新合成方法可拓展此类反应的底物类型，具有重要的合成意义。

另一方面，可见光催化在近年取得了迅速的发展，一系列具有挑战性的化学转化得以实现。最近，新加坡国立大学化学系的吴杰博士（点击查看介绍）课题组设计了光催化剂与HAT（氢原子转移）催化剂相结合的策略实现了无需外加氧化剂且无金属参与的烯烃与二氧化碳以及硅烷或烷烃的三组分硅羧化和碳羧化反应。

图1. C(sp³)‒H或Si‒H为原料的烯烃三组分双官能团化反应

研究发现，在4CzIPN作为光催化剂、quinuclidin-3-yl acetate作为HAT催化剂，DMSO作溶剂的条件下，烯烃的硅羧化和碳羧化反应能够在室温条件下顺利进行（图2a）。并且该反应具有广泛的底物适用性。使用芳基酮类化合物代替二氧化碳作为亲电试剂，该反应同样能够得到相应的产物（图2b）。值得一提的是，利用流动合成的方法，此类反应效率可以得到大幅提高，并且能够进行克级规模合成（图3）。

图2. 烯烃硅羧化和碳羧化底物适用范围以及芳基酮类化合物作为亲电试剂的反应

图3. 克级规模的流动合成

该研究不仅发展了一种无需添加氧化剂利用C(sp³)‒H和Si‒H作为原料的三组分烯烃双官能团化反应，而且为二氧化碳在合成中的利用提供了一种新的思路。相关成果发表在Angew. Chem. Int. Ed. 上，新加坡国立大学的博士后侯静博士为该论文的第一作者。目前，侯静博士已在南京理工大学化工学院任职副教授。

该论文作者为：Jing Hou, Aloysius Ee, Hui Cao, Han-Wee Ong, Jin-Hui Xu, Jie Wu

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Visible-Light-Mediated Metal-Free Difunctionalization of Alkenes with CO₂ and Silanes or C(sp³)-H Alkanes

Angew. Chem. Int. Ed., 2018, DOI: 10.1002/anie.201811266

导师介绍

吴杰

http://www.x-mol.com/university/faculty/49776

（本稿件来自Wiley）