通过直接构建C-C键来编辑分子骨架,是合成化学中一项极具吸引力但又充满挑战的策略。经过化学家们的不断探索通过C-C键交叉偶联、C-H键官能化和交叉亲电偶联都能够高效地实现C-C键构建。近期单原子删除(Single-Atom Deletion, SAD)为C-C键的构建提供了一个全新的策略。近期,南京大学陆红健团队发展了一种氮原子删除(SADN)策略,为含氮杂环的骨架编辑提供了强大工具。该方法利用可见光催化,能够直接将一系列易得的含氮杂环(包括单环、螺环和桥环体系)高效转化为其对应的少一个氮原子的碳环类似物,并成功应用于多种药物分子和天然产物衍生物的后期修饰。

基于机理实验结果,推测的反应机理如下。在碱性条件下,仲胺与DPPH反应生成氮鎓中间体c,该中间体随后生成单线态异二氮烯A。在无光照条件下,A会二聚生成四氮烯e,或者重排为腙d。而在可见光照射下,异二氮烯A被激发生成单线态激发态异二氮烯A*,随后发生均裂,生成烷基二氮烯自由基B和烷基自由基C。烷基二氮烯自由基B进一步发生第二次断解,释放出氮气,并形成烷基自由基D,后者与自由基C自由基偶联,最终得到脱氮原子产物b。

Reference: Ji, H.; Zang, J.; Ma, P.; Lu, H.* Visible-Light-Induced Nitrogen-Atom Deletion of Unactivated Secondary Amines. J. Am. Soc. Chem. doi.org/10.1021/jacs.5c16938. (推荐人:王晗,检查人:刘正)