金催化剂参与的光氧化还原反应实现烯烃的砜化-硫官能团化

可见光参与的原子转移自由基加成反应是实现烯烃双官能团化的重要手段。这类反应由于反应条件温和，具有高度的原子经济性，是当前有机化学的研究热点。传统的原子转移自由基加成反应只能实现卤素原子的转移，含硫官能团的转移尚未实现。近日，山东大学佟振合院士金属有机与光催化团队的徐政虎（点击查看介绍）课题组通过金催化剂与光氧化还原催化剂的协同策略实现了包括硫三氟甲基、硫烷基、硫芳基在内的多种含硫官能团高度区域选择性和立体选择性对烯烃转移加成。

研究人员对反应的普适性进行了探索，反应不仅可以有效作用于芳基端烯，对非端烯、环状烯烃也能以较高的收率得到目标产物，且反应的非对映选择性非常好，这在传统的自由基反应中是很难做到的。研究发现顺式和反式β-甲基苯乙烯可得到相同的产物，说明两个反应可能经历了相同的苄基自由基中间体。

为了对反应机理进行更深入的研究，作者进行了一系列控制实验和自由基捕获实验：反应体系中加入二苯乙烯，以较高的收率得到了二苯乙烯砜产物，证明反应体系中生成了苯磺酰基自由基；他们还利用当量的金催化剂参与反应，能够分离得到IPrAuSCF₃物种，该物种可以由独立合成反应确认，并且在标准反应体系中可以使用核磁共振氟谱检测到该物种；采用当量的IPrAuSCF₃试剂与能提供砜自由基的前体PhSO₂Cl在光催化的条件下几乎以定量的产率得到目标产物。这些实验证明了IPrAuSCF₃可能是反应的中间体，结合进一步的荧光淬灭实验和瞬态吸收光谱等研究，作者推测是[IPrAu(I)]⁺淬灭了激发态的Ru(bpy)₃^2+*，生成高活性的IPrAu(0)中间体与苯磺酰硫酯进行反应，并生成了中间体IPrAuSCF₃，同时释放出PhSO₂^•与烯烃加成，生成的苄基自由基氧化IPrAuSCF₃得到Au(II)中间体A，并进一步被Ru(bpy)₃³⁺氧化得到Au(III)中间体B，还原消除得到目标产物同时实现Au催化剂的再生。该论文发表在Chemical Science 上，第一作者是山东大学的博士生李昊昱。

该论文作者为：Haoyu Li, Cuicui Shan, Chen-Ho Tung and Zhenghu Xu

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Dual Gold and Photoredox Catalysis: Visible Light-mediated Intermolecular Atom Transfer Thiosulfonylation of Alkenes

Chem. Sci., 2017, 8, 2610 –2615, DOI: 10.1039/C6SC05093J

导师介绍

徐政虎

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