烯烴作為有機(jī)合成中重要的合成前體, 其官能團(tuán)化反應(yīng)是快速高效構(gòu)建復(fù)雜分子的重要方法, 一直備受關(guān)注. 最近, 自由基加成和氫原子遷移的策略為非活化烯烴遠(yuǎn)程官能團(tuán)化提供了新的思路和方法[1-2]. 二氧化碳(CO2)是一種溫室氣體, 同時(shí)也是豐富、無毒、易得的C1資源, 利用CO2構(gòu)建羧酸類化合物是CO2作為C1資源的重要應(yīng)用之一[3-7]. 使用簡(jiǎn)單的化合物為原料, 通過C—H羧基化實(shí)現(xiàn)羧酸類化合物的合成具有重要的應(yīng)用價(jià)值, 其中水楊酸的合成已經(jīng)得到了工業(yè)化應(yīng)用. 苯乙酸類化合物在藥物分子中廣泛存在, 例如布洛芬類消炎藥, 以CO2作為C(1)源, 通過芐位C—H羧基化則可以簡(jiǎn)單方便地構(gòu)建這類化合物. 氨基酸化合物是重要的合成砌塊和生物活性分子, 發(fā)展其高效的合成方法具有重要的應(yīng)用價(jià)值. 在利用可見光催化CO2參與亞胺和烯酰胺羧基化反應(yīng)構(gòu)建氨基酸工作的基礎(chǔ)上[8-9], 四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院余達(dá)剛課題組與鄭州大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院藍(lán)宇課題組合作報(bào)道了首例CO2參與的在可見光氧化還原作用下通過1,5-氫遷移實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程烷基碳–氫羧基化反應(yīng)[10]. 作者巧妙地將烯烴自由基加成反應(yīng)、1,5-氫遷移和羧基化反應(yīng)設(shè)計(jì)在一個(gè)串聯(lián)反應(yīng)中, 實(shí)現(xiàn)了一系列非天然α-氨基酸類化合物的高效合成. 該反應(yīng)以非活化烯烴作為自由基(如CF3、CHF2、和P(O)Ph2自由基)的受體, 通過自由基加成得到碳自由基, 經(jīng)分子內(nèi)1,5-氫遷移生成芳基和胺基穩(wěn)定的碳自由基, 進(jìn)一步通過單電子還原生成碳負(fù)離子, 進(jìn)而和CO2反應(yīng)實(shí)現(xiàn)羧基化(Scheme 1). 圖式1 遠(yuǎn)程碳-氫羧基化及其反應(yīng)途徑 該1,5-氫遷移助力的遠(yuǎn)程烷基碳-氫羧基化反應(yīng)以Ir(ppy)2(dtbbpy)PF6為光催化劑, CF3SO2Na為CF3自由基源, Cs2CO3和KOPiv為堿, DMAc為溶劑, 在30 W藍(lán)光燈照射下室溫進(jìn)行(表1). 此反應(yīng)具有非常好的底物普適性, 通過在芐位引入胺基, CF3自由基對(duì)烯烴加成后, 在芐位發(fā)生1,5-氫遷移, 碳-氫羧基化反應(yīng)后得到一系列非天然α-氨基酸衍生物. 作者考察了芐基胺氮上的取代基, 除了苯甲?；?/span>, 2-噻吩?；⑼榛；屯檠貂；杉嫒?/span>. 其次, 苯環(huán)上的一些敏感基團(tuán)(如鹵素、酯基、氰基、酰胺等)都可以較好兼容. 當(dāng)芐位沒有胺基取代基時(shí), 反應(yīng)也能發(fā)生, 但收率較低, 說明胺基的存在對(duì)反應(yīng)有一個(gè)促進(jìn)作用. 反應(yīng)使用其他的自由基源, 如CHF2SO2Na為CHF2自由基源, HP(O)Ph2為P(O)Ph2自由基源時(shí), 反應(yīng)也能順利發(fā)生遠(yuǎn)程碳–氫羧基化反應(yīng). 由于反應(yīng)是通過一個(gè)芐基碳負(fù)離子中間體實(shí)現(xiàn)的, 當(dāng)使用其他親電試劑(如醛、酮、芐溴)代替CO2時(shí), 也能順利實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的加成或取代反應(yīng). 為了更好地理解反應(yīng)機(jī)理, 作者通過系列控制實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算對(duì)機(jī)理進(jìn)行了研究, 很好地證明了反應(yīng)經(jīng)歷了自由基加成、1,5-氫遷移形成芐基自由基、芐基自由基單電子還原生成芐基碳負(fù)離子以及對(duì)CO2的親核進(jìn)攻等過程. 利用非活化烯烴自由基官能團(tuán)化串聯(lián)的1,5-氫遷移策略, 該團(tuán)隊(duì)發(fā)展了可見光促進(jìn)的CO2參與的遠(yuǎn)程芐位C—H羧基化, 實(shí)現(xiàn)了一系列含有三氟甲基、二氟甲基等官能團(tuán)的α-氨基酸類化合物的合成, 可謂“一石二鳥”. 四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院余達(dá)剛教授 該文發(fā)表在 Chin.J.Org.Chem. 2020, 40(12): 4375-4376. DOI:10.6023/cjoc202000087, 
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