- 南京大學(xué)燕紅課題組Angew：碳硼烷選擇性功能化研究取得新進(jìn)展
- 發(fā)布日期：2022-06-15
近日，南京大學(xué)化院燕紅課題組近期報(bào)道了光催化碳硼烷羧酸脫羧自由基偶聯(lián)反應(yīng)，成功地實(shí)現(xiàn)了碳硼烷選擇性功能化。研究論文在Angew. Chem. Int. Ed. 被選為VIP文章在線發(fā)表(DOI:10.1002/anie. 202205672)。
碳硼烷及其衍生物由于其獨(dú)特的三維立體結(jié)構(gòu)、低毒性以及良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性等特性，被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、光化學(xué)、超分子和配位化學(xué)、材料等眾多領(lǐng)域。經(jīng)典的閉式碳硼烷(C2B10H12）具有二十面體的籠狀結(jié)構(gòu)，以閉式碳硼烷為例，其中10個(gè)為B–H頂點(diǎn)，2個(gè)為C–H頂點(diǎn)。其中，B–H鍵的化學(xué)極性小且鍵能高，難以發(fā)生反應(yīng)。同時(shí)B–H鍵數(shù)目眾多且化學(xué)環(huán)境相似。這些因素使得碳硼烷的選擇性官能化團(tuán)極具挑戰(zhàn)性。盡管自上個(gè)世紀(jì)六十年代碳硼烷發(fā)現(xiàn)以來化學(xué)家陸續(xù)開發(fā)了碳硼烷官能團(tuán)化的方法，但是對(duì)于相對(duì)富電子的B(8, 9, 10, 12)位點(diǎn)的選擇性控制仍無法得到滿意的結(jié)果，存在著化學(xué)選擇性差，反應(yīng)條件苛刻等問題。這促使我們開發(fā)新的合成方法來實(shí)現(xiàn)碳硼烷富電子硼位點(diǎn)的選擇性官能團(tuán)化。
受課題組前期工作在碳硼烷羧酸脫羧偶聯(lián)工作的啟發(fā)(Org. Lett. 2017, 19, 862-865），近期，南京大學(xué)燕紅教授課題組報(bào)道了以碳硼烷羧酸為碳硼烷自由基前體，在可見光催化下可脫羧生成活潑碳硼烷簇硼自由基，然后與一系列自由基受體偶聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了烷基化、烯基化以及雜芳基化碳硼烷衍生物的高效合成。該反應(yīng)具有反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)產(chǎn)率較高，底物適用性廣等一系列優(yōu)點(diǎn)。
綜上所述，燕紅課題組報(bào)道了光催化碳硼烷羧酸脫羧自由基偶聯(lián)反應(yīng)，不僅為構(gòu)筑基于硼原子團(tuán)簇的功能分子提供了一種有效的方法，而且在生物醫(yī)藥和發(fā)光材料應(yīng)用等相關(guān)領(lǐng)域展現(xiàn)了應(yīng)用潛力。研究論文以Site-Selective Functionalization of Carboranes at Electron-Rich Boron Vertex: Photocatalytic B-C Coupling via a Carboranyl Cage Radical為題于2022年6月7日在Angew. Chem. Int. Ed. 被選為VIP文章在線發(fā)表(DOI:10.1002/anie. 202205672)。文章的第一作者分別為南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院博士生陳蒙和南京大學(xué)匡亞明學(xué)院本科生徐旌凱，本研究得到了國家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)項(xiàng)目的支持。
