可见光诱导1,2-氢原子转移实现2-异氰基联苯自由基级联环化构建菲啶骨架

　　本研究针对菲啶类化合物合成中1,2-HAT过程研究不足的问题，开发了一种可见光诱导下通过1,2-氢原子转移（HAT）实现2-异氰基联苯自由基级联环化的新方法。该研究在温和无氧化剂条件下高效构建了菲啶核心骨架，拓展了底物范围并展现出良好的官能团兼容性，为C?H官能化提供了新策略。

　　

菲啶类化合物作为多种天然产物、药物分子及功能化多环杂芳烃的核心结构单元，在药物化学和材料科学领域展现出重要应用价值。然而，这类化合物的高效合成始终是有机合成领域的挑战。传统合成方法往往需要苛刻的反应条件、使用贵金属催化剂或强氧化剂，限制了其广泛应用。尽管自由基化学中的氢原子转移（HAT）过程为C?H键官能化提供了强大工具，但现有研究主要集中在1,5-HAT过程，而对更具挑战性的1,2-HAT过程的研究却鲜有报道。这种研究空白促使科学家们探索新的反应模式来构建菲啶骨架。

针对这一科学问题，四川大学王密团队在《European Journal of Organic Chemistry》上发表了一项创新性研究，开发了一种可见光诱导的自由基级联环化反应，通过罕见的1,2-氢原子转移过程，实现了2-异氰基联苯类化合物向菲啶衍生物的高效转化。该方法在温和、无氧化剂的条件下进行，展现出优异的底物适用性和官能团兼容性，为菲啶类化合物的合成提供了新思路。

研究人员主要采用了可见光光催化技术、自由基捕获实验、底物范围考察和官能团兼容性测试等关键技术方法。所有化学原料均通过商业购买或实验室常规合成方法获得。

反应条件优化与机理研究

通过系统筛选光催化剂、溶剂、反应时间等参数，确立了最优反应条件：使用蓝色LED作为光源，乙酰丙酮铁作为催化剂，乙腈作为溶剂，在室温下反应24小时。控制实验表明反应完全依赖光照和光催化剂的存在。自由基捕获实验和同位素标记实验证实了1,2-HAT过程的存在，提出了合理的反应机理：可见光激发催化剂产生活性物种，引发自由基加成，随后发生关键的1,2-氢原子转移，最后经环化和芳构化得到目标产物。

底物适用范围研究

研究人员考察了2-异氰基联苯底物上不同取代基对反应的影响。结果表明，苯环上带有给电子基团（如甲基、甲氧基）或吸电子基团（如氟、氯、溴、三氟甲基）的底物都能以良好至优秀的产率得到相应菲啶衍生物。杂芳环类底物如吡啶、噻吩等也能顺利参与反应，证明了方法的普适性。特别值得注意的是，多种药物相关官能团如酯基、氰基、羟基等都能兼容，展示了该方法在复杂分子后期修饰中的潜力。

克级规模合成与衍生化应用

为验证方法的实用性，研究人员成功进行了克级规模的放大实验，产率保持稳定。此外，通过对产物进行简单的衍生化反应，如溴代、 Suzuki偶联等，进一步构建了结构多样的菲啶类化合物库，为后续生物活性研究提供了物质基础。

该研究首次实现了通过可见光诱导的1,2-HAT过程促进2-异氰基联苯的自由基级联环化反应，建立了一种高效、温和、无氧化剂参与的菲啶合成新方法。与现有方法相比，该策略避免了使用贵金属催化剂、强氧化剂或高温条件，符合绿色化学理念。机理研究表明1,2-HAT是该转化过程的关键步骤，这一发现不仅丰富了自由基化学的理论体系，也为其他类型的1,2-HAT过程研究提供了重要参考。

研究的成功实施解决了菲啶合成中长期存在的挑战，为构建这类重要杂环化合物提供了更加简便、环保的途径。该方法优异的官能团兼容性和广泛的底物适应性使其在药物研发、材料科学以及天然产物全合成等领域具有重要的应用价值。特别是在药物分子结构修饰和多样性导向合成方面，该方法展现出独特优势，有望促进更多具有生物活性的菲啶类化合物的发现与开发。这项研究不仅推动了有机合成方法学的发展，也为相关交叉学科研究提供了新的工具和思路。