C(sp³)–C(sp³)键是有机分子的关键结构基元，发展选择性构建C(sp³)–C(sp³)键的高效合成方法一直是有机合成领域的长期目标。近年来，通过自由基脱氧将结构多样和易于获取的醇作为烷基合成砌块应用于光催化的自由基反应引起了广泛的关注。尽管取得了显著的进展，已发展的C–O键活化方法一般都依赖于涉及分子间电子转移的氧化或还原过程，限制了反应模式的扩展和对新反应活性的探索。相比之下，能量转移（EnT）催化为绕过电子转移生成烷基自由基提供了一种解决方案。但将光催化能量转移应用于醇的脱氧自由基转化仍受限于相应的有效C–O键活化策略的缺乏。

近日，华中科技大学吴雪松课题组发展了1,3-苯并二硫杂环戊基阳离子（BDT）作为醇羟基活化试剂的高效策略，可用于能量转移驱动的脱氧自由基烷基化反应，避免电子转移过程。基于BDT对醇的活化，实现了一系列光催化能量转移驱动的烯烃与醇和肟碳酸酯的双官能化反应，以及能量转移和镍协同催化下醇分别与环状和不饱和肟碳酸酯的交叉选择性C(sp³)–C(sp³)偶联反应，将多种伯、仲和叔醇的烷基片段有效地引入到氨基酸、亚胺、腈和吡咯啉衍生物等含氮有机分子中。机理研究显示，能量转移介导的肟酯N–O键裂解同时提供一个O中心自由基和一个亚氨基自由基。随后，醇生成的2-烷氧基-1,3-苯并二硫杂环戊烷和O中心自由基之间的区域选择性氢原子转移产生C中心自由基，进一步经自由基β裂解断裂C(sp³)–O键得到烷基自由基。镍催化的自由基分选和S_H2过程是两种不同烷基自由基选择性交叉偶联的关键。

总之，吴雪松课题组基于1,3-苯并二硫杂环戊基阳离子（BDT）对醇的活化，发展一系列醇参与的光催化能量转移驱动的脱氧烷基化反应。BDT作为醇的活化试剂具有装载高效简便、HAT区域选择性好、脱氧活性高、底物范围广和官能团兼容性好等特点。并且脱氧过程中的主要副产物可回收用于活化试剂的再生。该研究为醇的脱氧自由基转化模式提供了重要的补充。

Alcohol Activation by Benzodithiolylium for Deoxygenative Alkylation Driven by Photocatalytic Energy Transfer

Bin-Qing He, Lu Zhao, Jun Zhang, Wen-Hui Bao, Mingjun Yang, Xuesong Wu

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202423795