近日云南大学药学院夏成峰团队在Angewandte Chemie International Edition期刊在线发表了题为“Photoinduced Consecutive Ferrous- and Ferric-Catalyzed Single-Electron Transfers”的研究论文，首次报道了通过光诱导铁催化配体金属电子转移和亚铁催化电子转移连续过程实现烯烃的双烷基化反应。

传统的光催化反应基于过渡金属配合物（铱或钌多吡啶配合物）和有机发色团作为光催化剂，在可见光激发下实现与底物的外球单电子转移途径产生活性自由基中间体。为了使光催化反应更加环境友好且具有成本效益，一些高丰度和廉价金属（如镍、铜、铈和钴）逐渐被应用于可见光催化体系中，利用原位生成的具有光反应活性的金属配合物，经中心金属与配位之间的内球单电子转移路径产生自由基中间体。铁是地球上最丰富的过渡金属，且价格低廉（铁，0.10美元/克），远比用作光催化剂的铱、钌等贵金属（铱，315美元/克；钌，240美元/克）廉价许多，具有显著的应用前景。同时铁表现出极低的毒性，这一特性对于在制药工业中的应用至关重要。虽然最近铁盐已在光氧化还原催化领域引起了广泛关注，成为铱和钌基光催化剂的有吸引力的替代品，目前的主要策略集中在铁催化的配体到金属电荷转移并用于脱羧官能化和氢官能化研究。同时光诱导亚铁催化电子转移的发展远落后于光诱导三价铁催化配体到金属电荷转移，目前仅有少量关于卤代烷生成烷基自由基方面的报道。

夏成峰团队利用Fe(II)/Fe(III)物种的原位相互转化，将Fe(III)介导的配体-金属电荷转移（LMCT）与Fe(II)介导的光诱导电子转移（ET）整合于同一催化循环，分别生成烷基自由基和苄基自由基，实现烯烃的区域选择性双烷基化，一步构建两个相邻的C(sp³)–C(sp³)键。该反应无需外加氧化剂或还原剂，在温和条件下即可获得多种1,2-二烷基化产物。在该研究中，团队首次实现了Fe(II)/Fe(III)连续光催化实现双路径电子转移，两条光化学路径通过铁价态的连续转换相互衔接，使脱卤与脱羧反应在同一催化体系中连续进行。同时利用烷基自由基与苄基自由基的反应性差异控制成键顺序，使两类自由基通过铁介导的自由基碳金属化和外球交叉偶联实现区域选择性双烷基化。该可见光引发连续铁催化体系对不同电子性质的底物及多种官能团具有良好兼容性，并展示了对布洛芬和吉非罗齐等药物分子进行后期修饰的适用性。

图.可见光诱导连续铁催化电子转移策略

云南大学药学院夏成峰教授和潘志强副研究员为该论文的共同通讯作者，博士生张佳迁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（2271246、22361048、U24A20802）、云南大学-云南省科技厅联合重点项目（202401BF070001-030）和“兴滇英才支持计划”项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.7397933

来源：自然资源药物化学重点实验室

编辑：张懿淼 责任编辑：李哲