近日云南大学药学院夏成峰团队在Nature Communications期刊在线发表了题为“Visible light-induced oxygen atom transfer into C−Cl bond of acyl chlorides for homolytic cleavage”的研究论文,报道了在可见光照射下氧代苯并三氮唑经裂解产生高活性原子氧的新方法,同时首次发现原子氧插入酰氯的碳氯键并发生均裂生成烷基自由基或酰基自由基的新反应特性。

原子氧O(³P)与卡宾、氮宾的三重态物种类似含有两个未成对电子,是一类气相活性氧物种,参与大气中臭氧和一氧化氮等的生成。由于能量高、在大气中含量稀少,目前只能通过激光闪光光解、高压微波放电和g射线辐射等方式产生极少量的原子氧,因此对其在溶液凝聚相中的化学性质了解极为有限,只有零星关于碳氢键σ插入、烯烃环氧化等的报道。
夏成峰团队合成了一类氧代苯并三氮唑类分子,发现该分子在温和的可见光照射下能发生裂解产生高浓度的原子氧, 为活性氧的研究提供了一种高效简便的生成方法。采用该方法产生的原子氧,系统研究了其化学反应特性,发现了对酰氯中的碳氯键插入新反应,生成不稳定的次酰氯结构。不同的酰氯产生的次酰氯会再次发生裂解,而且依据酰氯种类的不同,裂解方式也不同。其中脂肪酰氯主要发生的是氧氯键的均裂,首次羧基自由基和氯自由基,羧基自由基经脱二氧化碳后最终生成烷基自由基。而芳香酰氯则发生氧碳键的均裂,生成酰基自由基和次氯酸自由基。基于上述研究结果,团队将该原子氧用于酰氯与烯烃、硅基烯醇醚之间的串联自由基偶联反应,为原子氧进一步在复杂分子中的合成提供了基础。

图.原子氧产生策略和反应类型
云南大学药学院夏成峰教授为该论文通讯作者,博士后张阳为该论文的第一作者。本研究得到国家自然科学基金委项目(22271246)、“兴滇英才支持计划”云岭学者项目和彩云博士后计划(C615300504087)的资助。
论文链接:
https://doi.org/10.1038/s41467-026-77774-9
来源:药学院
编辑:张懿淼 责任编辑:李哲