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近日，南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院陸紅健教授團(tuán)隊(duì)在國際著名期刊Journal of the American Chemical Society上發(fā)表題為《Visible-Light-Induced Nitrogen-Atom Deletion of Unactivated Secondary Amines》的最新研究成果。

Figure 1.光“點(diǎn)亮”氮原子刪除

單原子刪除已成為一種強(qiáng)大的C?C鍵形成策略，但現(xiàn)有方法主要局限于芐位底物，限制了其更廣泛的合成應(yīng)用。本文開發(fā)了一種實(shí)用且廣泛適用的單原子氮?jiǎng)h除（SADN）策略，該策略利用可見光激發(fā)和市售試劑DPPH實(shí)現(xiàn)。這種光誘導(dǎo)方法克服了底物范圍方面長期存在的限制——特別是對芐位位置的約束——并能夠?qū)Χ喾N非活化仲胺進(jìn)行高效的SADN反應(yīng)。該轉(zhuǎn)化有以下三大特點(diǎn)：1.它以大量存在的烷基胺作為親核烷基供體，與成熟的C-N鍵形成方法相結(jié)合，為構(gòu)建具有挑戰(zhàn)性的C(sp3)-C(sp3)鍵（包括1°?1°、1°?2°、1°?3°、2°?2°和2°?3°連接）提供了簡捷途徑。這一方法為從簡單前體構(gòu)建復(fù)雜分子架構(gòu)提供了一種新的逆合成邏輯；2. 從骨架編輯的角度看，該策略能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)多樣的N-雜環(huán)的環(huán)收縮反應(yīng)，產(chǎn)生一系列廣泛的氮原子刪除框架——包括碳環(huán)、雜環(huán)、螺環(huán)和橋聯(lián)雙環(huán)——涵蓋了不同的環(huán)尺寸和連接方式。其操作簡便性、高官能團(tuán)耐受性和廣泛的底物范圍，使其非常適用于生物活性分子的后期修飾與合成；3. 在機(jī)理上，首次證明可見光可以直接激發(fā)異二氮烯中間體，從而將反應(yīng)路徑從氮原子插入重導(dǎo)向?yàn)檫x擇性氮原子刪除。這一發(fā)現(xiàn)為控制異二氮烯的反應(yīng)性引入了一種新的光化學(xué)策略，并為未來開發(fā)基于氮原子的多樣化轉(zhuǎn)化奠定了基礎(chǔ)。

Figure 2.鏈?zhǔn)街侔返牡觿h除

Figure 3. 環(huán)狀仲胺的氮原子刪除

Figure 4. 編輯以及合成生物活性分子

Figure 5. 機(jī)理研究

總體而言，這項(xiàng)工作為非芐位C-C鍵的構(gòu)建建立了一個(gè)通用平臺(tái)，推進(jìn)了基于氮的骨架編輯，并通過可見光照射為反應(yīng)性控制提供了一個(gè)新穎的機(jī)理框架。預(yù)計(jì)這一策略將在有機(jī)合成、藥物化學(xué)和化學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的用途。

該論文第一作者為南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2025級博士研究生季豪杰，其他作者為2024級碩士研究生臧俊穎以及2025年博士畢業(yè)生馬盼盼，通訊作者為陸紅健教授。本研究得到國家自然科學(xué)基金（22271148）項(xiàng)目資助。